数学化凸轮机构的设计研究
发布时间：2020-11-18 10:41
现代工业中,机械凸轮有着广泛的应用,但是因为其固有的缺点,在很多自动化机构中受到限制。而数字化凸轮机构以其精度高、加工柔性好、控制方便等特点,并且能够通过软件编程实现从动件的运动规律,因此能够在很多场合取代机械凸轮机构。 本课题研究了一种由单片机控制的数字化凸轮系统,该系统以AT89C52单片机为核心,通过编写程序控制步进电机转动,以步进电机带动精密丝杠作为执行机构,将步进电机的旋转运动转化为从动件的直线运动,同时使用光电编码器检测输出轴的转角位置,并将转角信号反馈给单片机,调整运动输出,从而模拟出高精度的凸轮运动曲线。并且可以将多条凸轮曲线存储在单片机的外接存储器中,方便的实现不同加工曲线的切换。 本文在分析机械凸轮曲线的基础上,建立了数字化凸轮机构的控制函数方程,并以二次多项式凸轮曲线为例进行了详细的计算,建立了数据表格,在此基础上确立了系统的运行方法。同时仔细分析了系统控制电路,采用当前流行的电子元器件设计驱动电路来取代传统的步进电机驱动电路设计,并在proteus环境下完成了步进电机驱动电路、光电编码器电路、键盘输入与LED显示电路以及系统报警电路等电路的详细设计,而且在完善系统功能的基础上还增加了抗干扰电路的设计,从而确保系统的可靠运行。
【学位单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH112.2
【部分图文】：
1 绪论数字化凸轮系统研究的背景轮机构的应用有着非常悠久的历史，在数字控制技术出现以前，它是唯任意运动的一种机构，因此广泛应用在各种自动机械和自动控制装置中燃机中的配气机构（如图 1－1），通过凸轮迫使推杆做往复运动，来实启或关闭，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排除废气。再如自刀机构（如图 1－2），通过带凹槽的圆柱凸轮的回转，迫使推杆往复运现刀架的进刀和退刀运动。凸轮机构是由凸轮、推杆和机架三个主要构副机构，通常情况下，凸轮为主动件，推杆为从动件，凸轮通过其变化动从动件完成预期的运动规律。凸轮机构简单紧凑，只要适当的设计出曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动，并且使凸轮机构拥有良好的力学特性，因此在自动机械中获得了广泛的普及与应用。
1 绪论数字化凸轮系统研究的背景轮机构的应用有着非常悠久的历史，在数字控制技术出现以前，它是唯任意运动的一种机构，因此广泛应用在各种自动机械和自动控制装置中燃机中的配气机构（如图 1－1），通过凸轮迫使推杆做往复运动，来实启或关闭，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排除废气。再如自刀机构（如图 1－2），通过带凹槽的圆柱凸轮的回转，迫使推杆往复运现刀架的进刀和退刀运动。凸轮机构是由凸轮、推杆和机架三个主要构副机构，通常情况下，凸轮为主动件，推杆为从动件，凸轮通过其变化动从动件完成预期的运动规律。凸轮机构简单紧凑，只要适当的设计出曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动，并且使凸轮机构拥有良好的力学特性，因此在自动机械中获得了广泛的普及与应用。
（a）数字化凸轮机构 （b）机械凸轮机构1． 从动件 2. 机械凸轮 3. 执行机构 4. 控制单元图 1-4 数字化凸轮系统与机械凸轮机构Fig.1-4 The mechanical cam wheel mechanism and the digital cam wheel system一些厂家已经生产出了采用 PLC 或者单片机作为核心的凸轮运动服电机或者步进电机为执行元件，通过编程模拟凸轮运动曲线，从而的数字化凸轮机构。美国、德国、日本的一些公司已经生产出了一些化凸轮控制器，比如德国伦茨(Lenze)公司生产的 9300 凸轮型伺服控00-EK)，内置数字化凸轮发生器，可同时编程 8 条凸轮曲线，能实现复加工和工艺的快速改变[10]。内发展现状化凸轮机构的研究和应用在国内尚处于起步阶段。很多学者对于数字念只是做了一般性的表述，而对数字化凸轮的设计及实际应用研究没
【引证文献】
本文编号：2888627
【学位单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH112.2
【部分图文】：
1 绪论数字化凸轮系统研究的背景轮机构的应用有着非常悠久的历史，在数字控制技术出现以前，它是唯任意运动的一种机构，因此广泛应用在各种自动机械和自动控制装置中燃机中的配气机构（如图 1－1），通过凸轮迫使推杆做往复运动，来实启或关闭，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排除废气。再如自刀机构（如图 1－2），通过带凹槽的圆柱凸轮的回转，迫使推杆往复运现刀架的进刀和退刀运动。凸轮机构是由凸轮、推杆和机架三个主要构副机构，通常情况下，凸轮为主动件，推杆为从动件，凸轮通过其变化动从动件完成预期的运动规律。凸轮机构简单紧凑，只要适当的设计出曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动，并且使凸轮机构拥有良好的力学特性，因此在自动机械中获得了广泛的普及与应用。
1 绪论数字化凸轮系统研究的背景轮机构的应用有着非常悠久的历史，在数字控制技术出现以前，它是唯任意运动的一种机构，因此广泛应用在各种自动机械和自动控制装置中燃机中的配气机构（如图 1－1），通过凸轮迫使推杆做往复运动，来实启或关闭，以控制可燃物质在适当的时间进入气缸或排除废气。再如自刀机构（如图 1－2），通过带凹槽的圆柱凸轮的回转，迫使推杆往复运现刀架的进刀和退刀运动。凸轮机构是由凸轮、推杆和机架三个主要构副机构，通常情况下，凸轮为主动件，推杆为从动件，凸轮通过其变化动从动件完成预期的运动规律。凸轮机构简单紧凑，只要适当的设计出曲线，就可以使推杆得到各种预期的运动，并且使凸轮机构拥有良好的力学特性，因此在自动机械中获得了广泛的普及与应用。
（a）数字化凸轮机构 （b）机械凸轮机构1． 从动件 2. 机械凸轮 3. 执行机构 4. 控制单元图 1-4 数字化凸轮系统与机械凸轮机构Fig.1-4 The mechanical cam wheel mechanism and the digital cam wheel system一些厂家已经生产出了采用 PLC 或者单片机作为核心的凸轮运动服电机或者步进电机为执行元件，通过编程模拟凸轮运动曲线，从而的数字化凸轮机构。美国、德国、日本的一些公司已经生产出了一些化凸轮控制器，比如德国伦茨(Lenze)公司生产的 9300 凸轮型伺服控00-EK)，内置数字化凸轮发生器，可同时编程 8 条凸轮曲线，能实现复加工和工艺的快速改变[10]。内发展现状化凸轮机构的研究和应用在国内尚处于起步阶段。很多学者对于数字念只是做了一般性的表述，而对数字化凸轮的设计及实际应用研究没
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 林万焕;基于自由曲线的共轭凸轮打纬、引纬机构反求及参数化设计[D];浙江理工大学;2011年
本文编号：2888627
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