大惯量快速定位转台设计.pdf

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1、2012年2月机床与液压Feb．2012第40卷第4期MACHINETO0L＆HYDRAULICSVo1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．04．001大惯量快速定位转台设计韩江，王晓明，夏链，韩春明，余道洋(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：介绍特定功能转台装置的设计过程，包括转台控制方案以及结构形式的确定。同时利用MATLAB对其控制方案进行了验证，仿真结果为控制参数的确定和电机等电器元件的选型提供了依据。关键词：大惯量快速定

2、位转台；控制方案；仿真；参数确定中图分类号：TP134文献标识码：B文章编号：1001—3881(2012)4—001—2DesignoftheLarge--inertiaandQuick--positioningTurntableHANJiang，WANGXiaoming，XIALian，HANChunming，YUDaoyang(SchoolofMechanicalandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，HefeiAnhui2300

3、09，China)Abstract：Thedesignprocessofturntabledevicewhichhadparticularfunctionwasintroduced，includingcontrolschemeandstructureform．ThecontrolschemewastestifiedbyMATLAB．Thesimulationresultsprovidereferenceforthechoiceofelectroniccom—ponentsanddeterminatio

4、nofthecontrolparamete~．Keywords：Large—inertiaandquick-positioningturntable；Controlscheme；Simulation；Parametersdetermination复合型多功能、多工位机床以及自动化的多工位精度内连续稳定运行不少于24h。回回生产线已经成为当今机床的发展趋势。在单个工位的2总体方案设计自动化程度以及加工装配精度已经发展到一定程度的目前比较常用的转台有分度工作台和数控回转工今天，工件或物料在不同工位之间准确

5、而高速的传递作台两种，它们的功用各不相同。文献[1]对这两成了制约自动化向车间级以及工厂级发展的瓶颈。转种转台做了详细的介绍。综合两种方案的优点，设计台是多工位组合机床以及小型生产线的常用物料传递了适合课题需求的专用方案(图2)：用PLC加形式之一，因此转台的快速准确定位成了研究的重点。EM253来控制伺服电机，伺服电机经过减速后驱动1研究对象及要求转台；PLC收集外围传感器信号，同时向外围辅助设某大学CIMS研究所受备发送命令。某企业委托研制的一次性输液管的全自动装配线(图1)就属于多工位组合机床。

6、文中研究的便是此多工位自PLC动装配线的主转台。此装配线有6个工位，每个工位完成特定的功能。转台的功能便是使得物料依次循环于6图1装配线系压缸个工位之间。装配零件细统示意图图2转台方案原理图长，每个工位需要有上下3个夹具，所以转台分为上下3层，转动惯量很大；装转台结构分为动力部分、传动部分以及转台本身配零件细小，要求转台停止位置误差在±0．05mm以3个大部分。采用专门设计的调整机构进行转台旋转内；为了保证一定的生产效率，转台在移动一个工位中心的调整；在转台上均布6组锁紧系统，当转台停(转动60。)时

7、的时间要求不超过2S，并且要在位置止时锁紧转台；用镂空方式降低转台惯量；用双齿轮收稿日期：2011—0l一04作者简介：韩江(1963一)，男，教授，博士生导师，主要从事现代数控技术与数控机床、数字化与网络化制造技术等研究。E—mail：Ha~iang626@126．com。·2·机床与液压第40卷错齿安装方式消除齿轮间隙。转台结构局部示意图见t。t是加速时间，t：是匀速运动时间，t，是减速时图3。间，t是最低速度运行时间，c．O是启动速度，∞：是转台转动最高速度，是最低速度，是电机所能支撑的最大角加

8、速度，是电机转矩，．，是转台总惯量。有公式：=——百一￡l+0~92t2+———”3+∞3t4(1)=M／J(2)∞2一~91t．=——(3)0)2一~93．一(4)由公式(1)一(4)得：图3转台结构局部示意图t4~-3控制算法t2==-0)3——一一—————：—————一(【5))J∞nI，1血hZIFIo)．伺服电机驱动的大惯量转台在快速停止时即使采根据经验，电机最低速度一般为最高速度的用全闭环控制也会产生冲击。这种冲击很小，不影响1／100左右