曲面印刷機(jī)光電對版自動控制系統(tǒng)設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 曲面印刷機(jī)光電對版自動控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要： 本課題研究的是光電對版自動控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的設(shè)計是處理現(xiàn)有曲面印刷機(jī)尤其是高速曲面印刷機(jī)不能實(shí)現(xiàn)自動套色對版的問題 ,使曲面印刷機(jī)提高對版精度、印刷速度和質(zhì)量，縮短對版時間，減少材料浪費(fèi)， 由此來 提高生產(chǎn)效率。 光電對版自動控制系統(tǒng)由 、 制器、三菱 列定位模塊、步進(jìn)驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、 像機(jī)、版輥、大膠輥和斜齒輪等組成。在相應(yīng)軟件 的 支持下進(jìn)行與標(biāo)準(zhǔn)模板比較分析、運(yùn)算 以及 邏輯判斷后，向 制器發(fā)出偏差指令。由 制器進(jìn)行 控制計算，并 且 對執(zhí)行機(jī)構(gòu) 整 版輥相對位置， 來 實(shí)現(xiàn)動態(tài)自動對版。 關(guān)鍵詞： 曲面印刷機(jī)； 制器； 制算法；步進(jìn)電機(jī)；自動對版 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 s up an of is to in to of of of a LC a it to LC LC ID to to of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘要 . I . 錄 . 引言 . 1 曲面印刷機(jī)簡介 . 1 曲面印刷機(jī)的技術(shù)特色 . 1 曲面印刷機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及未來的前景 . 1 發(fā)展?fàn)顩r . 2 未來的市場 . 3 本課題的設(shè)計內(nèi)容和意義 . 3 2 版輥的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)介紹 . 5 套準(zhǔn)驅(qū)動裝置 . 6 芯軸、內(nèi)軸套與版輥軸 . 7 齒輪結(jié)構(gòu)的介紹 . 8 3 對版控制系統(tǒng)各部件的原理介紹和選型計算 . 11 步進(jìn)電動機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動器 . 11 步進(jìn)電動機(jī)的原理和選擇 . 11 驅(qū)動器的原理和選擇 . 14 檢驗(yàn)系統(tǒng)的參數(shù)選擇并確定驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù) . 16 定位控制模塊 . 18 列 展單元 . 20 行通信擴(kuò)展板 . 21 旋轉(zhuǎn)光電編碼器 . 22 業(yè)相機(jī) . 23 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 電氣控制系統(tǒng)線路圖 . 24 制線路圖 . 24 電控柜電器元件布置圖 . 24 電器安裝接線圖 . 24 控制面板的設(shè)計 . 28 5 自動對版控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 . 30 編程軟件和仿真軟件 . 30 梯形圖 . 31 指令表 . 38 6 總結(jié) . 40 參考文獻(xiàn) . 41 致謝 . 43 附錄 A . 44 附錄 B . 58 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 引言 曲面印刷機(jī)簡介 全自動曲面印刷機(jī)是一應(yīng)用于食品、化妝品等灌裝容器的外表彩色印刷的高效設(shè)施，用了凸版輪轉(zhuǎn)膠印技術(shù)，是一種機(jī)電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品 12。全自動曲面印刷機(jī)的研制，填充了國內(nèi)曲面印刷機(jī)高速彩色印刷技術(shù)的空白，批量生產(chǎn)并且投入市場也取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和很好的社會反響?？勺詣?對版的高速曲面印刷機(jī)這項(xiàng)專利技術(shù)，使得對版變得速度加快、精度高而且節(jié)能。隨著印刷機(jī)械自動化和數(shù)字化印刷工作流程的不停更新、完善，印刷技術(shù)的變換層出不窮，印前創(chuàng)新技術(shù)、印刷創(chuàng)新技術(shù)以及印后創(chuàng)新技全部都得到了較快的發(fā)展 3。 曲面印刷機(jī)的技術(shù)特色 版輥和墨輥箱成組地衛(wèi)星式分布在大膠輥周圍，完成圖案的套印任務(wù)；采納渦形凸輪間歇傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)使八工位料盤實(shí)現(xiàn)印品間歇移動以及印刷任務(wù)；應(yīng)用偏心機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)大墨輥和版輥間以及版輥和大膠輥間的版壓調(diào)整，使用氣缸驅(qū)使間歇傳動箱體，經(jīng)過調(diào)節(jié)氣路緊縮空氣，操控大膠輥及 印杯之間的接觸印刷壓力；由此來保障印刷圖案的再現(xiàn)性及清晰度；主機(jī)是由一臺電機(jī)來驅(qū)動的，采納單一傳動鏈，來完成各部位之間的同步運(yùn)轉(zhuǎn)；八工位料盤的右、上、左和下，各工位分別按照次序來實(shí)現(xiàn)上杯、前處理、印刷以及下杯工序；在渦形凸輪軸上安裝光電編碼器，用來完成各部位氣動元件電磁閥的時序控制；使用版夾將 光樹脂版安置到版輥上，可以調(diào)節(jié)安裝的位置以及張力；采納無杯不印快速控制技術(shù)，保證印刷過程中如果上杯失敗時，油墨不會污染模頭；使用 感器來采集圖像，分析色標(biāo)位置的誤差，用 制兩個步進(jìn)電機(jī)分別來調(diào)節(jié)版輥圓 周方向以及軸向回轉(zhuǎn)，快速消除誤差，實(shí)現(xiàn)自動對版。 曲面印刷機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r及未來的前景 印刷機(jī)械制作行業(yè)的承當(dāng)者為包裝裝潢、書刊出版、新聞出版、商業(yè)印刷以及辦公印刷的工作，設(shè)施以平版印刷、凹版印刷、柔版印刷、凸版印刷、孔版印刷 5 大印刷形式以及特種印刷的印刷機(jī)為龍頭、帶動印前設(shè)施以及印后加工設(shè)施的共同發(fā)展 4。 我國印刷機(jī)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷過 09 年的國際經(jīng)濟(jì)危機(jī)后，又以迅猛的速度飛快發(fā)展。過去買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 的幾十年以來，我國的印刷機(jī)市場主要是以單色機(jī)和雙色機(jī)為主，很多印刷廠在起步時都購買了單、雙色機(jī)，他們經(jīng)過多年積攢已經(jīng)有了 一些本錢，剛好達(dá)到了置辦國產(chǎn)四色機(jī)的實(shí)力 5。我國目前的企業(yè)自主創(chuàng)新能力水平還比較低，并不能滿足國內(nèi)印刷設(shè)備的大量需求。因而專利任務(wù)作為自主翻新機(jī)制的重要方面應(yīng)該引發(fā)企業(yè)注重，企業(yè)要從維護(hù)自主知識產(chǎn)權(quán)以及刺激科技人員創(chuàng)新精神角度，積極努力的營建企業(yè)內(nèi)部敢于創(chuàng)新機(jī)制以及氣氛 ,為我國的印刷機(jī)行業(yè)注入一股強(qiáng)而有力的力量 6。 發(fā)展?fàn)顩r 我國有廣東華盛塑料有限公司，該公司的 色印杯機(jī)簡介如下： 1. 杯子高度范圍 352. 杯口直徑范圍 453. 最大 印刷寬度 1504. 杯子錐度 2 5. 機(jī)器最高生產(chǎn)速率達(dá)每分鐘 320 杯。 如圖 1示 。 圖 1國外有荷蘭萬達(dá)姆機(jī)械有限公司，該公司的 8 色印杯機(jī)的 列簡介： 1. 印刷產(chǎn)品高度范圍 302. 印刷產(chǎn)品圓周范圍 503. 最大印刷高度1504. 印刷產(chǎn)品錐度范圍 05. 機(jī)器最高生產(chǎn)速率達(dá)每分鐘 400。如圖 1示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 圖 18色 未來的市場 首先印刷機(jī) 市場主要分布在發(fā)達(dá)國家，這就決定了印刷機(jī)行業(yè)將是一個很有發(fā)掘潛力的行業(yè)。再次印刷商和出版商的將來目的是生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，將浪費(fèi)降到最低，縮減勞動力、生產(chǎn)的時間和生產(chǎn)的空間，減少庫存，提高生產(chǎn)效率，從而提升客戶的全體的滿意度，所以新型印刷機(jī)能夠節(jié)省大量的時間，這一點(diǎn)非常引人矚目。因此實(shí)現(xiàn)曲面印刷機(jī)的光電檢測和高速對版也是必不可少的，只有這樣才能提高生產(chǎn)效率和滿足市場不斷增長的需求。最后，中國印刷業(yè)的發(fā)展已經(jīng)走向國際化，我們在自主研發(fā)印刷技術(shù)同時也更要吸取國外的先進(jìn)技術(shù)，只有邊摸索邊學(xué)習(xí)才會使我國的印刷機(jī)械設(shè)備 制造技術(shù)走出國門，而現(xiàn)在正是我國機(jī)械設(shè)備走向世界的最好時機(jī)。 本課題的設(shè)計內(nèi)容和意義 本次我研究的課題是光電對版式自動控制系統(tǒng)設(shè)計，這個設(shè)計是處理現(xiàn)有曲面印刷機(jī)特別是高速曲面印刷機(jī)沒法實(shí)現(xiàn)自動套色對版問題的。具有很強(qiáng)的綜合性，設(shè)計的內(nèi)容涉及到步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、 像機(jī)、 以及 制器等 7。 如圖 1示，光電對版式自動控制系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)光電編碼器、 像機(jī)、 、 制器、版輥以及大膠輥組成。在曲面印刷機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，每色版輥（圍繞大膠輥的六個）在大膠輥 的轉(zhuǎn)印橡皮布 7 上套色的同時，會在轉(zhuǎn)印橡皮布 7 的上邊緣印上一個用于鑒別套色對版精度的十字色標(biāo) 15，十字色標(biāo)橫線代表版輥軸向方向，縱向代表版輥軸向方向，每個相鄰色標(biāo)在套色對版精度時（即后述的標(biāo)準(zhǔn)模板）應(yīng)橫線在一條直線上，縱向間距相等而且平行。實(shí)時色標(biāo)圖案經(jīng) 像買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 機(jī) 16 采集圖像數(shù)據(jù)輸入 17 中，在相應(yīng)軟件支持下進(jìn)行與標(biāo)準(zhǔn)模板的比較分析、運(yùn)算、邏輯判斷之后，向 制器 18 發(fā)出偏差指令，由 制器 18 對執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3、 14 輸出控制量，來調(diào)節(jié)版輥的相對位置，實(shí)現(xiàn)版輥的相應(yīng)修正移動，從而消除印刷套 準(zhǔn)誤差，實(shí)現(xiàn)動態(tài)自動對版。本研究課題主要是對現(xiàn)有曲面印刷機(jī)手動對版的精度低，且對版時間長，引起的印刷效率不高提出改進(jìn)。為提高曲面印刷機(jī)的對版精度、印刷速度和質(zhì)量，縮短對版的時間，減少材料浪費(fèi)，從而提高生產(chǎn)效率，體現(xiàn)出該全自動曲面印刷機(jī)更好的實(shí)用價值。 圖 1曲面印刷機(jī)光電對版自動控制系統(tǒng) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 2 版輥的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)介紹 版輥軸結(jié)構(gòu)包括版輥軸（外軸套），與外軸套配合的軸承套和偏心套以及軸承、隔套、止動螺母、軸承蓋、彈性擋圈和鍵、蝸桿蝸輪、步進(jìn)電機(jī)和銷等零件，如圖 2中， 斜齒輪、齒圈、版輥軸（外軸套）、內(nèi)軸套和心軸銷、蝸桿蝸輪和步進(jìn)電機(jī)是傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對版的主要部件，主要傳動部分如圖 2示。 圖 2版輥及自動對版機(jī)構(gòu)總裝配圖圖 2對版?zhèn)鲃訖C(jī)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 自動對版將圖 2的周向和軸向的手輪換成蝸輪蝸桿和步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，見圖2右端。周向調(diào)節(jié)時：周向的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使與之相連的蝸桿轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)。而蝸輪與版輥軸之間有螺紋調(diào)整套結(jié)構(gòu)，當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動一圈時，可使用周向芯軸銷連接的蝸輪和芯軸相對于版棍軸在軸向移動 軸的另一端與斜齒輪連接，由于每個斜齒 輪都是與固定的大齒輪嚙合，所以使得斜齒輪在軸向移動的同時能在周向轉(zhuǎn)動，從而通過滑套帶動版輥實(shí)現(xiàn)周向的調(diào)節(jié)。軸向調(diào)節(jié)時：同樣是軸向的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動使與之相連的蝸桿轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)。而蝸輪與版輥軸之間有螺紋調(diào)整套結(jié)構(gòu)，當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動一圈時，可使用軸向芯軸銷連接的蝸輪和內(nèi)軸套相對于版棍軸在軸向移動 軸套的另一端與版輥連接，從而也實(shí)現(xiàn)了版輥的軸向調(diào)節(jié)。 套準(zhǔn)驅(qū)動裝置 套準(zhǔn)驅(qū)動裝置包含縱向和橫向套準(zhǔn)驅(qū)動裝置，分別承擔(dān)對版輥的軸向和周向的對版任務(wù)。橫向套準(zhǔn)驅(qū)動裝置包含穿過芯軸且與芯軸固定的周向芯軸 銷，周向心軸銷的兩端穿過內(nèi)軸套和外軸套上的孔穿插在套于外軸套上的螺紋調(diào)整套上，螺紋調(diào)整套上有與其螺紋配合的蝸輪，與蝸輪嚙合有由步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動的蝸桿；軸向套準(zhǔn)驅(qū)動裝置包括穿過芯軸上的孔的軸向芯軸銷，軸向芯軸銷兩端穿過內(nèi)軸套并且與內(nèi)軸套固定、再穿過外軸套上的孔穿插在套于外軸套上的螺紋調(diào)整套上，螺紋調(diào)整套上有與其螺紋配合的蝸輪，與蝸輪嚙合有由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的蝸桿。周向套準(zhǔn)裝置與軸向套準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)完全一樣，不同的只是他們的驅(qū)動對象不同，周向套準(zhǔn)裝置驅(qū)動芯軸運(yùn)動，軸向套準(zhǔn)裝置驅(qū)動內(nèi)軸套運(yùn)動。如圖 2示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 2蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu) 芯軸、內(nèi)軸套與版輥軸 1. 芯軸用于實(shí)現(xiàn)版輥的周向調(diào)整，穿過芯軸且與芯軸固定的周向芯軸銷兩端穿過內(nèi)軸套和版輥軸上的孔插在套與版輥軸上的螺紋調(diào)整套上，螺紋調(diào)整套上由于其配合的蝸輪，蝸輪通過蝸桿帶動螺紋調(diào)整套通過芯軸銷與芯軸一起進(jìn)行軸向移動，芯軸又通過另一端的芯軸銷帶動斜齒輪運(yùn)動，整個周向調(diào)節(jié)斜齒輪通過芯軸銷和其表面斜齒的綜合作用下出現(xiàn)軸向轉(zhuǎn)動和軸向移動。又由于滑套通過在左右間隙中的移動消化了這種軸向運(yùn)動，而只將周向轉(zhuǎn)動傳遞給了版輥，從而實(shí)現(xiàn)版輥的周向調(diào)節(jié)。如圖 2 圖 2芯軸 2. 內(nèi)軸套用于實(shí)現(xiàn)版輥的軸向調(diào)整，與內(nèi)軸套固定的軸向芯軸銷透過芯軸與版輥軸上的孔穿插在版輥軸上的螺紋調(diào)整套上，螺紋調(diào)整套通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動以帶動內(nèi)軸套進(jìn)行軸向運(yùn)動，軸向運(yùn)動的內(nèi)軸套有通過軸向芯軸銷帶動版輥發(fā)生軸向移動，從而實(shí)現(xiàn)對版輥的軸向調(diào)節(jié)。如圖 2示。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 圖 2內(nèi)軸套 3. 版輥軸為階梯軸，其主要作用是傳遞運(yùn)動、動力以及支承回轉(zhuǎn)零件并分配個零件的軸向位置。版輥軸上的通孔尺寸限制了版輥的周向和軸向調(diào)整范圍，鍵槽通過鍵與偏心套鏈接，軸肩與隔套、軸承蓋、止動螺母等配合對其 支承零件進(jìn)行軸向定位，螺紋用來實(shí)現(xiàn)螺紋調(diào)節(jié)套的螺紋傳動和與止動螺母的配合。如圖 2示。 圖 2版輥軸 齒輪結(jié)構(gòu)的介紹 曲面印刷機(jī)對版機(jī)構(gòu)中的齒輪機(jī)構(gòu)出具有一般傳遞運(yùn)動和動力功能外，還用作版輥周向調(diào)整，由于斜齒輪斜向輪齒可將一部分軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為周向運(yùn)動，因而選用漸開線斜齒圓柱齒輪，如圖 2示。此齒圈是一個斜齒圓柱齒輪，如圖 2示 8。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 圖 2齒輪 圖 2齒圈 該處設(shè)計齒輪與齒圈配合是為了利用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整的方法消除齒側(cè)間隙，這種消除間隙的方式是將其中之 一做成齒輪，與其嚙合的另一個齒輪做成為兩片薄齒輪，將此處的齒輪和齒圈并列成一個齒輪。采用方法使得一個薄齒輪的左齒側(cè)和另外個薄齒輪的右齒側(cè)分別緊貼在寬齒輪齒槽的左側(cè)以及右側(cè)，達(dá)到消除齒側(cè)間隙目地，使得反向的時候不會出死區(qū)。這里應(yīng)用周向彈簧式的方法，在兩個薄片齒輪的端面上安裝彈簧銷，拉伸彈簧兩端掛在彈簧銷上在拉力的作用下是兩薄片齒輪錯位以消除齒買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 側(cè)間隙。如圖 2示。 圖 2消除齒側(cè)間隙 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 3 對版控制系統(tǒng)各部件的原理介紹和選型計算 步進(jìn)電動機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動器 步進(jìn)電動機(jī)的原理和選擇 步進(jìn)電動機(jī)是一將電脈沖信號轉(zhuǎn)變成為角位移或者是線位移的一開環(huán)控制元件。電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及停止位置都由脈沖信號的頻率以及脈沖數(shù)決定，也就相當(dāng)于給電動機(jī)加上了一個脈沖信號，電動機(jī)就會轉(zhuǎn)過一個步距角。這樣的一種線性關(guān)系的存在，再加上步進(jìn)電動機(jī)只有周期性誤差等特點(diǎn)，使得在速度和位置等控制領(lǐng)域廣泛地使用步進(jìn)電機(jī)控制。 步進(jìn)電動機(jī)種類繁多，按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生工作方式可分為反應(yīng)式、永磁式、混合式三種基本類型。反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、步距角小。永磁式步進(jìn)電動機(jī)耗費(fèi)的功率比反應(yīng)式的要小，同樣體 積的永磁式步進(jìn)電機(jī)要比反應(yīng)式電動機(jī)轉(zhuǎn)矩大，啟動和運(yùn)行時頻率較低，但是消耗的的功率也較小，同時它要正負(fù)脈沖供電，并且在斷電時有定位轉(zhuǎn)矩。混合式步進(jìn)電動機(jī)則結(jié)合了這兩者的優(yōu)點(diǎn)，它不僅輸出轉(zhuǎn)矩大，而且動態(tài)性能良好?；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)需要由正負(fù)脈沖供電，雖然啟動頻率和運(yùn)行頻率高，但是它消耗功率小，并且也有定位轉(zhuǎn)矩。 步進(jìn)電機(jī)按勵磁組數(shù)分，可分為兩相步進(jìn)電機(jī)、三相步進(jìn)電機(jī)、四相步進(jìn)電機(jī)、五相步進(jìn)電機(jī)、六相步進(jìn)電機(jī)甚至是八相步進(jìn)電機(jī)等。其相數(shù)越多步距角則越小，但結(jié)構(gòu)也就越復(fù)雜。相數(shù)指的是步進(jìn)電動機(jī)內(nèi)部線圈組數(shù)，目前常用的主 要有兩相、三相、四相和五相步進(jìn)電動機(jī)。由于步進(jìn)電動機(jī)的相數(shù)不同，使得其步距角也不同，一般兩相步進(jìn)電動機(jī)步距角為 相為 相為 沒有細(xì)分驅(qū)動時，人們主要靠選取不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)達(dá)到個人對步距角的要求 9。 在調(diào)節(jié)周向的結(jié)構(gòu)中，把與大膠輥印壓的版輥和一端的斜齒輪標(biāo)為部分 1，抽象為空心圓筒，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，重量估計為 5嚙合的另一端斜齒輪和心軸及連接部分標(biāo)為部分 2，做水平直線運(yùn)動，同樣抽象為空心圓筒，重量估計為 輪標(biāo)為部分 3，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動，重量估計 為 于周向步進(jìn)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算，將如下進(jìn)行 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 部分 1 的慣量為 1（ ， 重量（ 圓筒外徑（ 圓筒等效內(nèi)徑 (所以， （ （ 部分 2 的慣量為 ）（ 2 式中， 重量 ( 等效直徑 (所以， ） 部分 3 的慣量為 3（ ， 重量 ( 圓筒外徑 ( 圓筒等效內(nèi)徑（ 所以， （ 因此，計算換算到周向電動機(jī)軸的總負(fù)載慣量 2+ 蝸輪與蝸桿的減速比 =( (2 29) = 在調(diào)節(jié)軸向的結(jié)構(gòu)中，把與大膠輥印壓的版輥標(biāo)為部分 4，抽象為空心圓筒，做水平直線運(yùn)動，重量估計為 軸套管標(biāo)為部分 5，因管壁薄，重量輕，所以轉(zhuǎn)動慣量可忽略；蝸輪標(biāo)為部分 6，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動， 重量估計為 于軸向步進(jìn)電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩計算，將如下進(jìn)行 部分 4 的慣量為 ）（ 式中， 重量（ 圓筒外徑（ 圓筒等效內(nèi)徑（ 所以， ）（ = 部分 5 的慣量為 0 部分 6 的慣量為 6（ ， 重量（ 圓筒外徑（ 圓筒等效內(nèi)徑（ 所以， （ 因此， 計算換算到軸向電動機(jī)軸的總負(fù)載慣量 5+ 蝸輪與蝸桿的減速比 =(+ (2 29) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 = 比較可知，軸向的電動機(jī)所受的負(fù)載慣量較大，所以按軸向負(fù)載慣量來計算電動機(jī)所需的轉(zhuǎn)矩。 設(shè)步進(jìn)電動機(jī)所運(yùn)轉(zhuǎn)的最高轉(zhuǎn)速為 600r/此時的驅(qū)動脈沖頻率 f 為 6 600/000 故，軸向電動機(jī)所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： 10 180）（ 2000（ N m） 取轉(zhuǎn)矩的安全系數(shù) N m），考慮到傳動過程中的摩擦損耗選取轉(zhuǎn)矩為 m 的步進(jìn)電動機(jī)。 選用時代超群品牌的 39相混合式步進(jìn)電動機(jī) 39號），如圖 3示。此步進(jìn)電動機(jī)綜合了反應(yīng)式和永磁式的長處，不單輸出的力矩大、動態(tài)性能好，且步距角小。這種電機(jī)基本步距角是 ，配上半步驅(qū)動器之后，步距角減少成為 配上細(xì)分驅(qū)動器之后其步距角可細(xì)分達(dá)到 256 倍之多 ()。技術(shù)參數(shù)如表 3示 10。 圖 3時代超群 39 機(jī) 表 339進(jìn)電 動 機(jī) 類型 混合式步進(jìn)電機(jī) 型號 39數(shù) 2 溫升 80K 境溫度 40 C 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 絕緣等級 B 級 絕緣電阻 100絕緣強(qiáng)度 10000距角 靜轉(zhuǎn)矩 電阻 相電感 26組 串聯(lián) 電流 配驅(qū)動 6209、 8731系列 機(jī)身長 22口 22位孔距 31軸長 13徑 5處理 單軸圓形 出線方式 接插件 出線數(shù) 4 線長 280重 130g 驅(qū)動器的原理和選擇 步進(jìn)電動機(jī)需要專門的驅(qū)動器來給它供電，二者是一個整體。驅(qū)動器的基本組成部分包括變頻信號源、脈沖分配器和脈沖功率放大器三個部分，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及所停的位置和脈沖的頻率以及脈沖數(shù)量有關(guān)。驅(qū)動器的三部分中的變頻型號源，脈沖分配器和功率放大器三者 串行運(yùn)行，將所需要的脈沖送到步進(jìn)電機(jī)并給步進(jìn)電機(jī)提供驅(qū)動所需要的合適電流與電壓，從而使步進(jìn)電機(jī)能夠進(jìn)行正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，停轉(zhuǎn)等相關(guān)運(yùn)作。圖 3示 11。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 圖 3步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動器的方框圖 變頻器是一個脈沖頻率由幾赫茲到幾萬赫茲能不間斷變動的信號發(fā)生器，一般由單片機(jī)或微處理器（ 生。傳統(tǒng)的脈沖分配器是由門電路和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器兩部分組成的邏輯電路，其作用是將單路脈沖轉(zhuǎn)換為多相循環(huán)變化的脈沖信號。隨著連續(xù)脈沖信號的輸入，各路輸出電壓輪流變高和變低，利用微處理器進(jìn)行并行控制時可不用脈沖分配器。從分配器 或微處理器輸出的電流僅僅幾毫安，不能直接驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)。一般要放大到幾至幾十安培的電流，因此在分配器后面應(yīng)裝有功率放大電路，使用放大信號去驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)。 根據(jù)驅(qū)動要求和與所選的步進(jìn)電動機(jī)的型號匹配，選用東芝原裝芯片 發(fā)的一款性能卓越的兩相步進(jìn)驅(qū)動器 圖 3示。它接口采納超高速的光耦隔離，具備高集成度、高可靠性和高抗干擾能力等。適用于 42 以下步進(jìn)電機(jī)。 圖 3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 它的主要功能為： 1. 整步、二細(xì)分、四細(xì)分、八細(xì)分、以及十六細(xì)分可調(diào)； 2. 電流 級可調(diào)； 3. 過熱自動保護(hù)； 4. 自動半流可選； 5. 電流衰減四檔可調(diào)；6. 電源和工作狀態(tài) 示； 7. 支持脫機(jī)、使能以及鎖定等功能。 表 3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器工作條件 項(xiàng)目 最小 額定 最大 單位 環(huán)境溫度 80 輸入電壓（ 8 24 32 V 輸入頻率 0 16000 出電流 接口電壓 H L 0 0 檢驗(yàn)系統(tǒng)的參數(shù)選擇并確定驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù) 1. 斜齒輪理論范圍： 斜齒輪的參數(shù)： 4， =13 21 4 分度圓直徑： s 。 正反調(diào)節(jié)在周向產(chǎn)生的變動范圍：741d。 單向調(diào)節(jié)在周向產(chǎn)生的變動范圍： a 。 對應(yīng)的單向調(diào)節(jié)在周向調(diào)節(jié)角度： 00 。 2. 斜齒輪實(shí)際范圍： 銷可左右移動距離范圍是 +6 銷單向移動距離，取 5慮接觸表面的粗糙度，和最大調(diào)節(jié)量必須滿足要求的情況）， 齒輪周向移動距離。 所以：12L，即 8 a a 。 換算到單向可調(diào)節(jié)的最大角度為： 00 3. 調(diào)整刻度板座與外軸套嚙合： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 該調(diào)整用 螺紋，即與調(diào)整刻度板座配合安裝的蝸輪轉(zhuǎn)動一圈，可使銷移動 以，在單向調(diào)節(jié)下，蝸輪可轉(zhuǎn)動 3+1/3 圈。 4. 蝸桿與蝸輪的嚙合： 參數(shù)的選?。褐行木?a=40數(shù) m=2度圓直徑 桿頭數(shù) ，直徑系數(shù) q=輪齒數(shù) 9。 轉(zhuǎn)動 29 圈，蝸輪轉(zhuǎn)動 2 圈。在單向調(diào)節(jié)下，蝸桿可轉(zhuǎn)動 48+1/3 圈。 5. 步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動： 若將步進(jìn)電動機(jī)按兩相四線來接線，則其步距角為 電機(jī)軸最大接受脈沖數(shù)為： 個1 9 3 3 000 滿足最大調(diào)整誤差，電機(jī)軸接收的脈沖數(shù)為： 即，電機(jī)需要轉(zhuǎn)動 148+1/3 圈。 6. 計算周向步進(jìn)電動機(jī)的調(diào)節(jié)精度： 計算電機(jī)接受一個脈沖后的轉(zhuǎn)動使得齒輪的轉(zhuǎn)動量，即為步進(jìn)電動機(jī)的調(diào)節(jié)精度 a 20 所以，電機(jī)轉(zhuǎn)動一圈，可使周向轉(zhuǎn)動量為： 角度轉(zhuǎn)過： 0 軸向調(diào)節(jié)，版輥?zhàn)笥乙苿泳嚯x范圍與銷的一樣是 +5 電機(jī)軸最大接受脈沖數(shù)同樣為： 個1 9 3 3 000 ， 也可取數(shù)值為 個。軸向調(diào)節(jié)精度： 4 。 精度足夠，能夠滿足該印刷機(jī)的精度要求。因此，所選的步進(jìn)電動機(jī)以及驅(qū)動器可用。步進(jìn)電動機(jī)選擇兩相四線的接線方式， 將其步距角從 整成 步進(jìn)驅(qū)動器的細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)置成 2，所給的蝸輪和蝸桿的參數(shù)符合要求，調(diào)整刻度板座與外軸套嚙合的細(xì)螺紋選擇正確。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 定位控制模塊 由于主單元選的 高數(shù)脈沖輸出口只有兩個，而要達(dá)到對 10 個步進(jìn)電動機(jī)的控制定位，就需要 展定位控制模塊。本課題選用 5 個海億自動化設(shè)備有限公司提供的 滿足操控的要求，如圖 示。該定位控制模塊可以獨(dú)立操控兩根軸（控制軸的數(shù)目表示控制電機(jī)個數(shù)）；定位語言 定位單元配有一專用的定位語言（ 令）及順序 語言（基本、應(yīng)用指令）；當(dāng)連上一通用的手動脈沖發(fā)生器（集電極開路型）之后，則手動進(jìn)給管用；當(dāng)連上一帶有絕對位置（ 測功能的伺服放大器之后，每次啟動時的回零點(diǎn)均可以被保存下；當(dāng)連上一 讀 /寫定位數(shù)據(jù)，連上一 要一 位單元也可以不用任何 單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)。該模塊的性能規(guī)格如表 3示 12。 圖 3三菱定位控制模塊 3項(xiàng)目 制軸數(shù) 目 兩軸 (兩軸或兩根獨(dú)立同步軸） 應(yīng)用 列 母線銜接。所占 I/O 點(diǎn)數(shù)目為 8 點(diǎn)。連接 列 須要 程序存儲器 內(nèi)置 ）可選存儲器 :），不可買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 以應(yīng)用帶時鐘功用的存儲器板。 電池 帶有內(nèi)置 的鋰電池 ,大約 3 年的長壽命（ 1 年質(zhì)保）。 定位單元 命令單元： 相對 /絕對）最大命令值為 999,999（當(dāng)間接規(guī)定時 為 32 位） 累積地址 47,483,648，到 2,147， 483,647 脈沖 速度指令 最大 200153,000cm/200更?。?。自動梯形模式加速 /減速 (插補(bǔ)驅(qū)動為 100者更?。?零點(diǎn)回歸 手動操作或者自動操作。 號機(jī)械零點(diǎn)回歸（提供 索功能）。通過電氣啟動點(diǎn)設(shè)置，可進(jìn)行自動電氣零點(diǎn)回歸。 絕對定位檢測 采納具備 測功用的 伺服電動機(jī)時，可進(jìn)行絕對位置檢測。 控 制 輸 入 操作系統(tǒng)：單步操作輸入（依賴參數(shù)設(shè)定 ）、 動正轉(zhuǎn) )、 動反轉(zhuǎn)）、 械零點(diǎn)回歸）、 動開始）、手動脈沖發(fā)生器（最大 2 機(jī)械系統(tǒng)： 向旋轉(zhuǎn)極限）、 向旋轉(zhuǎn)極限）、 點(diǎn)信號） 中斷： 4 點(diǎn) 伺服系統(tǒng)： 點(diǎn)信號）、 服準(zhǔn)備）、 服結(jié)束） 一般用途：主體有 用擴(kuò)展模塊可使 輸入。（最大點(diǎn)數(shù)： 48 點(diǎn)） 控 制 輸 出 伺服系統(tǒng)： 楚計數(shù)器）、 向旋轉(zhuǎn)脈沖）、 響旋轉(zhuǎn)脈沖）。 一般用 途：主體有 用擴(kuò)展模塊可使 輸入。（最大點(diǎn)數(shù)： 48 點(diǎn)） 控制方法 編程方法：程序經(jīng)過專用編程工