整理電子試驗臺的設計總體設計

1、精品文檔精品文檔大學畢業(yè)設計（論文）題 目:申子試驗臺的設計總體設計院（系）：_專業(yè)：_班級：_學生姓名：_導師姓名：_ 職稱：_精品文檔精品文檔起止時間：_摘要當今世界電子技術迅速發(fā)展，微處理器、微型 計算機在各技術領域得到了廣泛 應用，對各領域 技術的發(fā)展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機 械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是系統(tǒng)技 術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和機械技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。新一代的CNC 系統(tǒng)這類典型機電一體化產品正朝著高性

2、能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。關鍵字：機電一體化的基礎 基本組成要素 特點 發(fā)展趨勢精品文檔精品文檔AbstractNow the world electro nic tech no logy rapidly expa nd, the microprocessor, the microcomputerobta in the widespread applicatio n in various area of tech no logy, to various doma ins tech no logydevelopme nt eno rmous promotio n effect.

3、 A perfect in tegrati on of machi nery system, should con tain the followi ng several base eleme nts: Basic mach ine, power and actuati on part, impleme nting agency, sensing measureme nt comp onent, con trol and in formati on process ing part. The in tegrati on ofmach inery is the system tech no lo

4、gy, the computer and the in formatio n process ing and man agement tech no logy, the automatic con trol tech no logy, the exam in ati on sensing tech no logy, the servodrive tech no logy and the mecha ni cal skill and so on multi-discipli nary area of tech no logy syn thesisoverlapp ing tech no logy

5、-i nten sive systems engin eeri ng. New gen erati ons CNC system this kind ofmodel in tegrati on of mach inery product toward the high performa nee, the in tellectualizati on, thesystematizatio n as well as the featherweight, the micromi niaturized directi on develops.key words: In tegrati on of mac

6、h inery foun dati on basic comp onent eleme nts characteristictrend of developme nt.精品文檔精品文檔目錄前言.1第1章設計概論 .2第2章系統(tǒng)的設計.3精品文檔精品文檔第2章其他輔助機構設計 .222.1行走機構.222.2固定支撐機構 .22精品文檔精品文檔、八 、刖言移動式試驗臺是專門提供 動力的機械，它能根據不同機械的壓力和流量要求，調節(jié)壓力和流量，并且可以同時為幾臺設備提供動力。它具有自己獨立的油箱，相關的控 制系統(tǒng)，行走機構等。由于試驗臺的作用越來越大，但是現在國內對移動式試驗臺的設 計還沒有 統(tǒng)一的

7、標準，在這些方面還比較欠缺相關的經驗，于是本課題就 應運而生。本課 題主要設計形式，以及其他附屬輔助裝置。精品文檔精品文檔第 1 章設計概論裝置按其總體配置分為分散配制型和整體配置型兩種主要結構類型，而集中配置型即為通常所說的試驗臺2集中配置變裝置通常是將系統(tǒng)后執(zhí)行器安放在主機上，而將泵及驅動電動機，輔助元件等獨立安裝在主機之外，即集中設置試驗臺，按照操作執(zhí)行器的控制裝置（控制閥及其安裝的路板式油路塊等連接體的統(tǒng)稱）的安裝位置及試驗臺的功能，又可進一步將試驗臺分為動力型試驗臺和復合型試驗臺兩種結構類型。執(zhí)行器及操縱控制閥等散裝在主機各適當位置上的動力型試驗臺，其形態(tài)較為簡單。它主要由泵及其驅動

8、電動機，油箱及其附件。少數必要的壓力控制閥等組成，因此經常 稱之為試驗臺，主要的功能是為執(zhí)行器提供一定壓力的流量的油液， 而系統(tǒng)的控制任務主要由散裝在主機各處的控制閥來提供30系統(tǒng)是試驗臺的最主要系統(tǒng)，系統(tǒng)的設計也就是我們設計的關鍵，它包含了控制回路形式的設計，元件的選擇等。動力系統(tǒng)是試驗臺的重要系統(tǒng)，它是系統(tǒng)的輔助，為系統(tǒng)提供動力源。移動式試驗臺由于在野外作業(yè)，電力供應肯定不方便，所以肯移動方便的柴油機。除了這兩大系統(tǒng)之外，還要一些輔助設備需要設計，為了系統(tǒng)和 的放置何安裝，需要設計機架。還有，為了方便試驗臺的移動， 統(tǒng)等。移動式試驗臺的設計主要是以下幾個方面：1.系統(tǒng)的總體方案、回路形式的

9、設計。2.動力系統(tǒng)的總體設計、傳動形式的設計3.機架以及行走機構的設計定考慮使用功率大,傳動系統(tǒng)需要設計行走系精品文檔精品文檔第 2 章機構設計2.1行走機構試驗臺工作地點是不固定的，需要經常移動，所以加上行走機構是 必須 的。試驗臺的行走機構只是輔助，方便移動，是手動驅動的，不需要加上另外的驅動裝置。顯而易見，滾動行走是唯一的選擇。對于滾動行走，采用傳統(tǒng)的四個輪子滾動。前面的為了方便轉向，選擇使用萬向轉輪。后面的兩個輪子則采用軸連接在一起。結合日常所見的行走機構，一般由兩種形式：一種是兩輪固定在同一軸上，軸通過軸承連接在軸承座和機架上，實現同軸傳動。即：輪子隨軸動。這種機構一般由于重要的行走

10、機械，并且都有動力源裝置驅動的，比如汽車等。另一種是軸焊接在機架上，兩個輪子通過軸承連接在軸上，即：輪子動，軸不動。這種一般用于人力機械。如三輪車，板車等。通過比較，第二種形式比較適合試驗臺，并且第二種形式加工比較簡單軸不需要專門加工定制，只要滿足強度要求，采用壁厚較大的無縫鋼管即可黠期邂丸煩廻，唳向筮珊硼址 料繰；U：平板如蜥如躺就/軸直勧呱竝本備財溉慵為填定崩為喙的萬斛筋酬枷工業(yè)Ul?C-2l)ai50 GJ/T1463* )1精品文檔精品文檔2.2固定支撐機構在作業(yè)的時候，由于振動比較大，試驗臺使用過程中如果是只采用輪子支撐，會由于振動的導致試驗臺移動，所以必須設計固定支撐機構。一般的大

11、型行走機械往往都是設計的是自動支撐機構，但是移動式試驗臺，由于體積和重量的限制，不必要設計成自動支撐，肯定只能 設計成手動支撐?？傮w設計裝配圖第三章:數控試驗臺發(fā)展趨勢3.1性能發(fā)展方向(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPUS片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已 大大提高。(2)柔性化 包含兩方面：數控系統(tǒng)本身的柔性，數控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面 大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據不同生 產

12、流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效 能。精品文檔精品文檔(3)工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過 自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸， 西門子880系統(tǒng)控制軸數可達24軸。(4)實時智能化 早期的實時系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調度任 務，以確保任務在規(guī)定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行 為。科學技術發(fā)展到今天，實時系統(tǒng)和人工智能相互結合，人工智能正向

13、著具有實時響應 的、更現實的領域發(fā)展，而實時系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發(fā)展，由此產 生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個 主要分支發(fā)展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制 等。例如在數控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數自動設定和刀具自動管 理及補償等自適應調節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動 態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統(tǒng)的控制性能 大大提高，從而達到最佳控制的目的。3.2功能發(fā)展方向(1)用戶界面圖形化 用戶界面是數控系統(tǒng)與

14、使用者之間的對話接口。由于不同用戶對 界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難 的部分之一。當前INTERNET虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提 出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進 行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤 和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。(2)科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不 再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與 虛擬環(huán)境技術相結合

15、，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短 產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術 可用于CAD/CAM如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態(tài)處理和 顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。(3)插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANOS補、NURB插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度 補償、象限誤差補償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶

16、平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。(4)內裝高性能PLC數控系統(tǒng)內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程 序。精品文檔精品文檔(5)多媒體技術應用 多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜 合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信 息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監(jiān)測等 方面有著重大的應用價值。3.3體系結構的發(fā)展

17、(1)集成化 采用高度集成化CPU RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA EPLD CP LD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、 便于攜帶等優(yōu)點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成 電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可 靠性。(2)模塊化 硬件模塊化易于實現數控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據不同的功能需求， 將基

18、本模塊，如CPU存儲器、位置伺服、PLC輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的 系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統(tǒng)。(3)網絡化 機床聯(lián)網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網，可在任何一臺機 床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的 屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系 統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數控系統(tǒng)僅有的專用型單機封閉式開環(huán)控制模式提出的。由 于制造過程是一個具有多變量控制和加

19、工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形 狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優(yōu)化，必 須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調整加工過程變量。加工過程中采用開放 式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM伺服控制、自適應控制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融 于一體，構成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。3.4智能化新一代PCN（數控系統(tǒng)當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結構的、智能化新一代PCN（數控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCN

20、（數控系統(tǒng)將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM伺服控制、自適應控 制、動態(tài)數據管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉 環(huán)控制體系。精品文檔精品文檔結論試驗臺在國內的發(fā)展還是比較短的，在國內還沒有統(tǒng)一的標準。在整個設計過程中，很多環(huán)節(jié)都沒有太多的標準可以參考，是通過自己對移動式泵站的工作條件和所需功能的分析，結合固定站和其他設備來完成總體方案的設計和結構的計算。當然，也存在一些問題，系統(tǒng)的功能還不是十分完善，一些附屬的功能還不健全。如因體積和布局的限制，沒有在移動式泵站上設置在野外作業(yè)很重要的發(fā)電機。希望站的功能越來越完善，國內能制定一整套完整的標準。精品文檔

21、精品文檔結束語畢業(yè)設計是對我們大學期間所學知識的一次總結與運用，是對以前每門課程設計的綜 合，是對所學知識的徹底檢驗。剛開始選擇課題的時候，我因為對比較感興趣，所以選擇了 關于方面的課題，我主要對其中的縱向進給工作臺進行設計。開始設計之前，我首先上網搜 索了有關車床方面的知識，對的發(fā)展現狀和發(fā)展趨勢有了進一步的了解，也讓我學習到了很 多新的知識。設計的時候，我們對學校的進行了觀察，我主要觀察了機床的縱向工作臺部 分，同時并結合自己的課題對機床的總體布局做了進一步的研究，并通過查閱資料和相關圖 冊，設計出了滿足需要的縱向工作臺。畢業(yè)設計是我們走向工作崗位的最后一次練兵，是一次理論和實踐完美結合的

22、過程。在 近三個月的畢業(yè)設計當中，使我更加認識到理論聯(lián)系實際的重要性，只有理論而不去進行實 踐是不行的。在設計過程中，我參考了一些圖紙，在參考的基礎上，理解并分析其優(yōu)缺點， 取長補短，對自己其中不合理的部分進行了充分改進。通過這次設計，自己在查閱資料、運 用資料、中英文翻譯、運用專業(yè)知識及CAD Proe繪圖等方面的能力有了較大地提高，彌補 了原來學習中的很多不足之處，為以后從事機械方面的工作打下了一定的基礎，積累了一定 的經驗，對設計工作有了一定的認識?？傊?這次設計順利完成使我受益匪淺， 不但鞏固了我以前學習的東西， 而且學到了很 多新東西，為我走向社會打下了深厚的基礎。同時也使我懂得了一個真正設計的步驟以及方 法。參考文獻1 .張建干胡大澤主編數控技術武漢：華中科技大學出版社2 王愛玲.現代數控機床.北京：國防工業(yè)出版社精品文檔精品文檔3 盛伯浩.數控機床的現狀與發(fā)展制造技術與機床 2005.14 文懷興.夏田主編.數控機床系統(tǒng)設計.北京：化學工業(yè)出版社.2005.