数控机械设计实例课件.ppt

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1、第8章数控机械设计实例本章通过具体的设计实例对前面所学知识进行综合的概括和应用。本章主要介绍两个典型的设计实例，力求从实例出发，阐述数控机械的设计方法。1、装配机器人2、典型数控铣床的设计8.1KAM装配机器人本节介绍日本九州工业大学研制的装配机器人KAM的机械结构及其控制系统。该机器人结构简单，控制系统经济实用。虽然它的某些结构和功能与现代先进数控机械相比，稍显落后，但它的功能结构和控制原理具有数控代表性，值得学习和参考。8.1KAM装配机器人8.1.1装配机器人KAM的机械结构29328.1KAM装配机器人1－z方向导轨

2、盖；2－z方向导轨档环；3－z方向导轨挡板；4－r方向电机安装台；5－减速装置齿轮；6－r方向直联齿轮；7－r方向导轨；8－r方向进给滚珠丝杠；9－z方向进给支柱；10－z方向导轨；11－传动箱；12－轴承盖；13－挡块；14－z方向进给丝杠支座；15－导轨支座；16－蜗轮；17－轴承压挡；18－支座的齿轮座；19－装配底板；20－支座轴；21－z轴进给支座装配圆板；22－隔离环；23－轴承压环；24－z方向进给齿轮；25－z方向直联齿轮；26－z轴进给上支板；27－z轴进给下支板；28－爪部；29－支座；30－轴承盖；31

3、－轴承支架；32－蜗轮；33－中间齿轮；34－θ方向直联齿轮；35－θ方向电机安装台。8.1.1装配机器人KAM的机械结构8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统1.系统概况图8－2KAM的控制系统框图打印机显示器I/O接口8255步进电机控制器KAMNECPC-8001磁带机8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统1.系统概况开环步进电机控制系统：在z、r、θ三个方向各有一个步进电机，而每个步进电机分别配备一个控制器。控制计算机：NECPC－8001型微机，将直角坐标数据输入NECPC8

4、001后，转换成每个方向的脉冲数，并通过I/O接口送出脉冲给步进电机控制器，驱动步进电机，使KAM动作。C语言程序：坐标的输入、坐标的转换、脉冲数及其频率的计算等。汇编语言程序：要求高速处理的三轴同时控制和加速控制等。数据保存：盒式磁带收录机；I/O接口：用于NECPC－8001与步进电机控制器的通讯。8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统2.I/O接口控制系统中采用了两个8255芯片，地址总线A0和A1与8255直接相连。8255是可编程I/O口扩展芯片。内部有三个端口，每个端口有8位。工作模式由程序设

5、定，可根据程序指令进行数据的输入/输出、状态信号的输入和控制信号的输出等操作。8255-N0.1的电路图。8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统3.步进电动机及其控制器SL—回转特性ST—启动特性注：负载转动惯量0.22Kg.cm2电源电压AC100V1-2SL表8-1步进电机的规格外径58.4mm全长82.5mm重量1.1kg转子惯量240g.cm2最大静力矩61N.m步矩角1.8°/步8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统3.步进电动机及其控制器驱动控制：采用专用芯片PMM8713

6、进行步进电机的驱动控制。该器件采用DIP16封装，适用于二相或四相步进电机。两种脉冲输入法：双脉冲输入法单脉冲输入法双脉冲输入法单脉冲输入法8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统3.步进电动机及其控制器图8-6PMM8713引脚图PMM871312345678161514131211109输入脉冲UP时钟输入脉冲DOWN时钟输入脉冲时钟回转方向切换0—DOWN，1—UPEA励磁方式切换EB3、4相切换地CUCDCKU/DΦCUssUDDCOEMRΦ1Φ2Φ3Φ4+4V~+18V输入脉冲监控励磁监控输出输出

7、输出输出复位3相4相8.1.2装配机器人KAM的控制系统3.步进电动机及其控制器8.1KAM装配机器人步进电机的驱动电路PMM8713在控制二相或四相步进电机时都可选择三种励磁方式（1相励磁、2相励磁、1～2相励磁），每相最小的拉电流和灌电流为20mA。在KAM中，对步进电机采用1～2相励磁方式，每个脉冲的回转角为0.9。，电机1转共需400个脉冲。8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统4.KAM的控制程序开始设定尺寸控制字USR函数模式显示输入模式0—ADJDATAEDITSAVELOADRUN选择方式

8、8.1KAM装配机器人8.1.2装配机器人KAM的控制系统4.KAM的控制程序图8-9RUN方式的流程设置绝对坐标AX＝0，AY＝0，AZ＝0CalculatePulseSTARTRETURN开始0－RETURNTEST00－RETURNRETURN方式选择开始绝对坐标的计算FORI=1T