电子伺服精确控制的摩擦试验台的开发

发布时间:2018-04-28 20:07

  本文选题:摩擦 + 机械结构 ; 参考:《合肥工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:摩擦广泛存在于我们生活的各个方面,因而研究摩擦弄清摩擦的一些行为机理具有非常重要的意义。本文旨在设计出具有自己特色的电子伺服摩擦试验台。使用西门子PLC来控制伺服系统进行载荷加载。通过高精度三维力传感器来测量加载力并反馈给PLC构成闭环控制系统。使用NI数据采集卡对实验数据进行采集。要求整个试验系统的高灵敏度、高稳定性和高精确度,可以对数据进行实时采集处理。全文的主要内容主要包括以下几部分:⑴说明了摩擦磨损试验台的设计要求和测量参数。根据摩擦实验的功能要求设计出整体方案,列出各个部件之间的拓扑关系图,并绘制出了试验台三维建模图。⑵对于摩擦磨损试验台的机械结构进行详细的设计与计算。主要是XYZ轴的交流伺服系统的详细计算与选型设计。要求XY轴的伺服运动系统能够在满足极限载荷的情况下,稳定运行。Z轴伺服系统和载荷加载机构能够在加载动载荷时稳定加载。根据上述要求经过详细计算,对XYZ轴的滚珠丝杆机构和伺服电机进行计算选型。⑶介绍了摩擦磨损试验台的运动控制系统以及数据检测系统,并着重介绍了对于运动控制方法、PLC程序,实验变量的采集方法和传感器类型。⑷对于摩擦试验台的机械结构进行静力学分析和模态分析,防止结构强度不足和机械共振。使用SolidWorks建立压力加载机构的3D简化模型并导入动力学分析软件ADAMS中,添加约束和驱动力。使用Matlab/simuink建立伺服控制系统,通过联合仿真,验证载荷加载机构的设计参数并为调整参数提供依据。
[Abstract]:Friction exists widely in all aspects of our life, so it is very important to study the mechanism of friction. The purpose of this paper is to design an electronic servo friction test rig with its own characteristics. Siemens PLC is used to control the load loading of servo system. The high precision three-dimensional force sensor is used to measure the loading force and feedback to PLC to form a closed-loop control system. NI data acquisition card is used to collect experimental data. The high sensitivity, high stability and high accuracy of the whole test system are required, and the data can be collected and processed in real time. The main contents of this paper include the following parts: 1: 1 to explain the design requirements and measurement parameters of the friction and wear test rig. According to the functional requirements of friction experiment, the whole scheme is designed, and the topological relation diagram among the components is listed, and the 3D modeling figure .2 of the test bed is drawn to design and calculate the mechanical structure of the friction and wear test rig in detail. The main is the XYZ axis AC servo system detailed calculation and selection design. It is required that the servo system of XY axis can work stably under the condition that the limit load is satisfied, and the servo system and loading mechanism of the axis can be stably loaded under the loading of dynamic load. According to the above requirements, the motion control system and data detection system of the friction and wear test bench are introduced by calculating and selecting the ball wire rod mechanism and servo motor of the XYZ shaft. The PLC program of motion control method, the method of collecting experimental variables and the sensor type .4 for the mechanical structure of friction test-bed are introduced in order to prevent the structural strength and mechanical resonance. The 3D simplified model of pressure loading mechanism is built by using SolidWorks, and the constraint and driving force are added into the dynamic analysis software ADAMS. The servo control system is established by using Matlab/simuink. The design parameters of the load loading mechanism are verified by joint simulation and the basis for adjusting the parameters is provided.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP273;O313.5

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本文编号:1816684

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