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（优秀毕业全套设计）精密倾角计标定平台设计（整套下载）

摩擦驱动摩擦驱动是获得平滑而无伸缩变形运动的种较好驱动方式，在国内外的些精密机床和坐标测量仪上有所应用，其中国防科技大学在国家自然科学基金的资助下，对小角度扭轮摩擦进行了系统的研究，并成功研制了扭轮摩擦传动精密定位系统。图出的是摩擦驱动示意图，摩擦传动具有定位精度高和结构简单的优点，但是在高速进给中电动机轴和摩擦杆之间容易产生滑动，进给方向的刚性较低。伺服电机减速器驱动轮摩擦杆预紧力线性刻度尺摩擦力图摩擦驱动示意图驱动轴和从动杆是摩擦传动系统的主要元件。驱动轴亦称滚轮，断面为圆形，由轴承滚动轴承液压轴承空气轴承支撑着，在伺服电机带动下，通过减速器做旋转运动。从动杆或称滑尺，断面为矩形或圆形，以直角或角度与驱动轴接触，在预压机构产生的压紧力的作用下，接触部位产生摩擦力，带动从动杆作直线运动。通过比较，我们最终选择摩擦驱动形式。.本章小结本章主要对数控倾角计整体方案的设计，包括三个坐标上的驱动方式，传动结构的选择，导轨形式的选择等。通过本章的设计，确定数控倾角计整体的方案，为后面的设计计算打下基础。数控倾角计的主要零部件的设计.电机选型驱动装置是测量仪的重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运劝的功能。在测量仪上般采用的驱动装置有丝杠丝母滚动轮钢丝齿形带齿轮齿条光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达驱动。运动控制系统是在自动控制理论的指导下，以电动机为控制对象，以人或机器的操作为控制核心，以电力电子功率变换装置为执行机构组成的电气传动控制系统。根据位置反馈形式，即有无反馈装置，运动控制系统分为开环半闭环和全闭环三种控制方式。开环控制系统没有位置检测反馈装置，这类系统结构简单，控制方便，但位置精度不高。半闭环控制系统位置反馈装置采用直接安装在伺服电机端部的角度检测元件，这类控制系统虽有位置反馈比较，但大部分机械传动环节未包括在系统闭环环路内，故只可获得较大的定位精度。全闭环控制系统利用安装在最后级机械运动部件上的光栅等检测元件作为位置反馈装置，这类系统可以消除从电机到被控单元之间整个机械传动链中的传动误差，获得很高的定位精度，但系统的设计和调整较复杂。随着电力电子技术传感器技术自动控制技术及计算机技术的发展，全闭环运动控制系统在高精度定位系统的机电体化产品中得到越来越广泛的应用。由于交流伺服系统与直流伺服电机相比，不仅具有动态响应好坚固耐用，经济可靠等优点，而且克服了直流伺服电机造价高寿命短应用环境受限制等缺点，近年来交流伺服系统多用作全闭环运动控制系统。交流伺服系统包括交流伺服驱动器和伺服电动机，与直流伺服电机相比，交流伺服系统具有以下优点电机散热性好功率相同时，交流伺服电机具有较小的体积和重量由于转子转动惯量小可靠性高，对维护保养要求不高。在本机械系统中共有三个电机方向电机方向电机，方向上的电机。下面通过计算分析选择这些电机的型号。方向驱动电机选择选择电机类型和结构模式选用小惯量系列伺服电机，为了更好地控制停机时同步带的运动，应当选择配有制动器的电机。选择电机容量电机工作功率计算公式参数确定估算出同步带所需驱动的质量。最快移动速度为.考虑到滑块在移动过程中还将要克服直线导轨的摩擦力，查直线导轨的说明书可知，摩擦力，由于工作载荷超过了导轨基本额定静载荷的，所以摩擦系数.，而滑动件总重，。又.。计算结果确定电机转速计算公式。初步选取同步带轮的节圆直径。。以上述数据为依据，综合考虑本机械系统在工作过程中经常需要急加速的要求和富士公司现有标准产品，最终选定表所示型号的伺服电机作为方向电机。电机型号如下表.方向驱动电机型号型号额定转速编码器保护等级带油封键制动额定功率重量位无油封带键带制动方向驱动电机选择电机类型和结构模式选用小惯量系列伺服电机，为了更好地控制停机时同步带的运动，应当选择配有制动器的电机。选择电机容量电机工作功率计算公式，。参数确定假设测量头的质量。最快运行速度为.,加速度为，即。。考虑到轴在移动过程中还将要克服导轨的摩擦力，查文献页表得动摩擦因数，而滑动件总重，即摩擦力，。又.。计算结果确定电机转速计算公式参数确定初步选取同步带轮的节圆直径。计算结果。以上述数据为依据，综合考虑本机械系统在工作过程中经常需要急加速的工作要求和富士公司现有标准产品，电机型号如下表.方向驱动电机型号型号额定转速编码器保护等级带油封键制动额定功率重量位无油封带键带制动.带的设计计算轴同步带机构的设计计算确定设计功率计算公式。由可知，由文献页表查得，。选择带型节距根据设计功率和同带轮转速，查文献页图得，选取或型同步带，由于运行比较平稳，所以选择型为佳。再查文献页表得，。带轮节圆直径计算公式。根据转速和带型，查文献页表及表得,。确定带长由于所用同步带传动机构两轮大小相同，所以带长计算公式。其中，这里的按机构需要的长度确定为计算结果按文献页表圆整成。最终结果。带的长度代号为。确定带宽计算公式根据设计要求，设计功率。而。参数确定由于我们设计的同步带机构两带轮大小不想当相等，所以查文献页表得，查文献页表得，计算结果，按文献页表圆整成，带的宽度代号为。综上述，轴同步带机构的型号选择如下表.大带轮型号型号长度代号宽度代号.同步带机构的设计计算确定设计功率计算公式。参数确定由可知，由文献页表查得。计算结果。选择带型节距根据设计功率和同带轮转速，查文献页图得，选取型同步带。再查文献页表得，。带轮节圆直径计算公式。参数确定根据转速和带型，查文献页表及表得。计算结果。确定带长计算公式由于所用同步带传动机构两轮大小相同，所以带长计算公式。参数确定这里的按机数控倾角计的的宽度度确定为。最终结果。带的长度代号为，带的齿数选择为。确定带宽计算公式根据设计要求，设计功率。而。参数确定由于我们设计的同步带机构两带轮大小相等，所以查文献页表得，查文献页表得，计算结果，按文献页表以及实际工作情况需要，.，带的宽度代号为。综上述，同步带机构的型号如下表.小带轮型号长度宽度代号齿环境控制平台在没有测量环境保障的前提下，谈实现精密测量是毫无意义的。要实现精密测量，对环境条件的要求十分严格，要求恒温恒湿和洁净，而且还要隔绝振动。温度控制导致测量热变形误差效应的主要热源有不同温度空气之间的对流，如空调的温度调节系统测量仪内部发热源，如主轴电机以及运动机构的摩擦发热等周围环境的热辐射，如在测量仪周围有其它加工测量仪械，并且正在运行测量仪周围人体的热效应，如人体本身的发热人员走动以及呼吸作用等测量仪构件和被测工件的温度惯性作用。当这些热源的作用使测量仪温度偏离标准环境温度时或引起温度分布不均时，由于轮廓仪的主要构件，如长度计气浮导轨光栅尺等的热特性差异，它们的热膨胀系数形状将发生变化，从而导致各构件内部应力状态互不相同，连接构件之间应力关系复杂，最终作用将导致轮廓仪在测量空间时间域内形成复杂的非线性测量误差。因此环境温度的保障是实现精密测量关键要素之。对于金属零件温度每变化，就会造成尺寸误差.左右。所以要保证.以上的尺寸测量精度，必须有能检测控制的测量环境的措施，尽可能地减小温度变化。隔振在精密测量中，测量仪本身振动已通过合理的设计解决，而外界振动对测量精度影响极大。隔振设计主要分为两类类为积极隔振，另类为消极隔振。所谓积极隔振，是为了减少动力设备产生的扰力对测量设备的支撑结构和生产科研人员的有害影响而对动力设备所采用的隔振措施，即减小振动的输入。而消极隔振，就是为了减小支撑结构的振动对精密测量的影响而对设备采取的隔振措施。无论是积极隔振还是消极隔振，其主要的方法是在振源精密测量设备与支撑结构之间设置屏障减振器或减振材料。设计的测量仪总的重量达吨多，所以要在表格中选择四个，形状如图。图阻尼弹簧减震器表减震器的型号表产品型号载荷范围竖向刚度外型尺寸.光栅尺的选型要选择合适的光栅尺要满足分辨率小于.量程轴要大于，轴要大于。直线光栅尺在测量仪械运动位移时安装在最后级运动平台上，不存在任何附加的机械传动元件，减小了机械的传动误差，故它已成为高精度定位测控制系统不可或缺的检测设备。根据形状测量仪在向向向的测量范围，本测量仪选购了德国海德汉公司生产的超精密敞开式直线光栅尺为轴轴和轴光栅尺，分别用于向向向的位移检测设备。外形如图所示。图敞开式直线光栅尺该系列光栅尺是增量式直线光栅尺，由光栅读数头和标尺光栅构成，标尺光栅的基体为钢带，安装方式为将钢带光栅尺的背面粘贴在安装面上。本测量仪所选的光栅尺的技术参数如表所示。标尺光栅和光栅读数头的相互位置由机床导轨确定，他们之间没有机械接触。表系列光栅尺的技术参数技术参数测量基准在玻璃上的相位光栅测量长度参考标记在中间有个参考标记增量信号正弦波准确度等级最大移动速度信号周期内置倍频细分.电源功耗无负载信号接口型接口，电缆工作温度到.本章小结本章主要对数控倾角计主要零部件的设计计算，主要对轴伺服电机的进行计算选型，通过本章设计，确认了各种主要零部件的型号。测量仪精度分析.测量仪误差源测量仪作为多轴的复杂系统，常为伺服控制系统，用于高精度规格的复杂测量任务。