大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含12張CAD圖

大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)含12張CAD圖,大型,設(shè)備,裝備,動(dòng)力裝置,減速,裝置,對(duì)接,平臺(tái),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),12,十二,cad 附錄一：外文翻譯 一臺(tái)帶有滑塊曲柄和螺桿機(jī)構(gòu)變速機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特色設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)現(xiàn)有機(jī)制的可變輸入速度可以提高機(jī)器的輸出動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)特性?；谶@個(gè)概念，本文提出了一種方法以提高復(fù)合機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)態(tài)特性。它開(kāi)始衍生出一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征的復(fù)合機(jī)理的分析模型。帶有控制點(diǎn)的 Bezier 功能被用來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)合機(jī)構(gòu)的可變?nèi)?；控制點(diǎn)和該復(fù)合機(jī)制的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力特性是在 MATLAB 的優(yōu)化工具箱通過(guò)求解最優(yōu)函數(shù)來(lái)確定的。另外，建議方法由兩個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例說(shuō)明。結(jié)果表明現(xiàn)存機(jī)器的輸出運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力特性可以通過(guò)設(shè)計(jì)帶有貝塞爾功能的可變輸入速度來(lái)改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：可變輸入速度; 復(fù)合機(jī)制;運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性; 1 引言 傳統(tǒng)上，工程師以恒定的輸入速度設(shè)計(jì)現(xiàn)有機(jī)制的輸出特性。如果所需的輸出不同，則應(yīng)重新設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的尺寸。為達(dá)到此目的，但不修改幾何尺寸的現(xiàn)有機(jī)制的一種替代方法。是為原來(lái)的機(jī)制設(shè)計(jì)可變輸入速度。 關(guān)于變量輸入速度的概念的應(yīng)用程序，可追溯到由 Rothbart 設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)[1]，其中 Whitworth 急回機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化可變輸入速度到凸輪。Tesar 和 Matthew [2]運(yùn)動(dòng)方程用于基于可變凸輪轉(zhuǎn)速概念的凸輪從動(dòng)機(jī)構(gòu)。Yan et al [3-6]開(kāi)發(fā)了具有可變輸入速度系統(tǒng)的方法用于改善凸輪從動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，如消除跟隨運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)性和低峰值。Van de Straete 和 De Schutter [7]提出了一種凸輪機(jī)構(gòu)帶有恒速電機(jī)和伺服電機(jī)，由差速驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。作為其電源輸入，用于靈活地修改輸出運(yùn)動(dòng)。姚等人 [8-13]應(yīng)用了最優(yōu)控制理論以提高輸出運(yùn)動(dòng)的凸輪速度和減少跟隨器的殘余振動(dòng)。后來(lái)，可變輸入速度也適用于處理其他種類的機(jī)制。Kaplan 和 Rao [14]制定了一個(gè)可變輸入速度機(jī)制作為多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。閻和陳[15-17]設(shè)計(jì)了滑塊 - 曲柄機(jī)構(gòu)輸入速度功能，Watt 型壓力機(jī)和 Stephenson 形成這些機(jī)制近似于所需的功能輸出軌跡。Liu et al [18]設(shè)計(jì)了一個(gè)用于降低滾珠絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的峰值加速度的多項(xiàng)式速度函數(shù)。閻和宋[19-22]開(kāi)發(fā)了對(duì)于四桿連桿的可變輸入速度的設(shè)計(jì)方法以獲得預(yù)期的輸出運(yùn)動(dòng)特性和動(dòng)態(tài)平衡性能。姚等人 [23,24]提出一種通過(guò)改變輸入的速度功能鏈接來(lái)最小化驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和振動(dòng)力矩的四桿聯(lián)動(dòng)方法。Yan 和 Yan [25]開(kāi)發(fā)了一種用于具有可變輸入速度的四桿連桿綜合設(shè)計(jì)方法以降低峰值振動(dòng)力和力矩的值，以提高性能的跟蹤速度軌跡，并盡量減少電機(jī)功率耗散。 基于上述研究結(jié)果，顯而易見(jiàn)現(xiàn)有機(jī)器的輸出運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性由機(jī)構(gòu)的配置和輸入決定。一般來(lái)說(shuō)，如果一種現(xiàn)有設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性需要被改進(jìn)為在恒速輸入；然后，原始機(jī)制的尺寸也需要變。但是 Rothbart [1]提出的使用另一種機(jī)制的辦法推動(dòng)現(xiàn)有機(jī)制改善原有機(jī)制的機(jī)制。Yan 等提出的其他方法[3-6,8-13,15-18,20-25]通過(guò)設(shè)計(jì)提高產(chǎn)量直接變速輸入，而不改變尺寸的相同的機(jī)制。本研究的目的是開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)一個(gè)具有滑塊式機(jī)構(gòu)和螺絲機(jī)構(gòu)復(fù)合機(jī)制的可變輸入速度的模型用 于提高復(fù)合機(jī)制的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)態(tài)特性來(lái)滿足所需的約束。這里，貝塞爾曲線[26]是 用于設(shè)計(jì)復(fù)合機(jī)構(gòu)的輸入速度功能以提高這種復(fù)合機(jī)理的輸出運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特征。兩個(gè)被提出來(lái)的設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)過(guò)程。 2. 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)分析 考慮具有滑塊式機(jī)構(gòu)和螺桿機(jī)構(gòu)復(fù)合機(jī)制，如圖 1 所示，滑塊曲柄機(jī)構(gòu)的輸入和輸出是曲柄和滑塊（架）；螺絲機(jī)構(gòu)的輸入和輸出分別是小齒輪（螺絲）和從動(dòng)件；和機(jī)架驅(qū)動(dòng)小齒輪?；瑝K - 曲柄機(jī)構(gòu)如圖 2 所示。滑塊的位移表示為 r4，速度表示為 v4 和加速度表示為 a4。 大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ￠ ￠ ￠ 其中f4 和f4 是運(yùn)動(dòng)系數(shù)和它的一階導(dǎo)數(shù)。曲柄 2 的角速度w2 和角加速度w2 是曲柄角位移q2 的一階和二階導(dǎo)數(shù)，角位移q5 ，角速度w5 ，螺旋物的角加速度w5 可以表示為： 其中 rg 是小齒輪的半徑，Dr4 是位移 r4 的變化。 修正正弦加速度運(yùn)動(dòng)曲線為應(yīng)用于設(shè)計(jì)螺桿 5 的位置，位移 s6，跟隨器 6 的速度 v6 和加速度 a6 表示為： 圖一 復(fù)合機(jī)制 圖二 滑塊 - 曲柄機(jī)構(gòu)的環(huán)向量其中 b 和 h 分別是在時(shí)段 s 期間螺桿 5 的角行程和行程跟隨者 6。 顯然， 曲柄 2 的角位移q2(t )是時(shí)間 t 的一個(gè)功能， g = 2p 曲柄 2 的角行程是在相同時(shí)間 段t 的角行程。然后，歸一化時(shí)間 T 和標(biāo)準(zhǔn)化曲柄 2 的角位移q2(T )被定義為 T =t/t ,q2 =q2 / g 。因此 0≤T≤1，0≤q2(T )≤1。此外，歸一化加速度是： W2(T )=dQ2(T ) / dT = (t / g )w2 ； 歸一化角加速度是W (T )=d 2Q (T ) / dT 2 = (t 2 / g )w 。當(dāng)確定角速度時(shí)；復(fù)合機(jī)制的運(yùn) 2 2 2 動(dòng)特性將通過(guò)應(yīng)用方程式(1)–(15)來(lái)計(jì)算。 應(yīng)用牛頓第二定律來(lái)鏈接產(chǎn)生 20 個(gè)方程。輸入轉(zhuǎn)矩 M2 可以通過(guò) 20 個(gè)方程計(jì)算。搖晃的時(shí)刻，在框架上的復(fù)合機(jī)制，可以表示為： 的鏈接 i 其中 rOi 是向量從點(diǎn) O 到質(zhì)心。 3.貝塞爾曲線 貝塞爾曲線廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)圖形模型中光滑的曲線。Winkel [26]指出，伯恩斯坦多項(xiàng)式和貝塞爾曲線是至關(guān)重要的計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)。因此，這項(xiàng)工作使用這些基本功能來(lái)設(shè)計(jì)歸一化的曲 柄 2 輸入角速度W2(T )。n 度貝塞爾函數(shù)是 n 階可微分連續(xù)曲線，其形狀由 n 個(gè)受控點(diǎn)控制。除了高分辨率的連續(xù)性，貝塞爾功能還提供了足夠的各種曲線圖輸入速度功能。歸一化的輸入角速度 W2(T )可以用 n 度貝塞爾函數(shù)表示： 其中 Pi，0≤i≤ n + 1 是 Bezier 功能的第 i 個(gè)控制點(diǎn)，Bi， n （T）是伯恩斯坦多項(xiàng)式。 通過(guò)整合表達(dá)式W2(T )，等式（17），對(duì)于 T，然后進(jìn)行歸一化輸入角位移Q2(T )可以被派生為： 其中伯恩斯坦多項(xiàng)式的積分可以由其導(dǎo)出使用部件集成的方法。 對(duì)于歸一化輸入角位移，初始?xì)w一化輸入角位移為零， Q2(0) = 0 ,最終歸一化輸入角位移為 一, Q2(1) = 1。將這兩個(gè)要素代入方程 （19） 由于貝塞爾曲線是 n 階微分，歸一化輸入角加速度， Q2(T )，可以通過(guò)微分得出。歸一化輸入 角速度Q2(T )，相對(duì)于 T 為 其中： 4.設(shè)計(jì)實(shí)例 這項(xiàng)工作使用貝塞爾曲線作為，復(fù)合機(jī)制的變速輸入，以提高復(fù)合機(jī)制的輸出運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。這種改善可以被制定為受到設(shè)計(jì)師提出的一些設(shè)計(jì)約束一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。最佳設(shè)計(jì)結(jié)果可以通過(guò)求解函數(shù)找到。 圖三 示例 1 的運(yùn)動(dòng)特性：（a）曲柄運(yùn)動(dòng)特性和（b）跟隨器運(yùn)動(dòng)特性 大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) “fmincon”在 MATLAB 的優(yōu)化工具箱中。函數(shù) fmincon 可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)應(yīng)用順序二次編程 （SQP）算法的局部最小值。設(shè)計(jì)過(guò)程由如下兩個(gè)例子說(shuō)明。例 1 如果從動(dòng)件 6 的運(yùn)動(dòng)特性是用應(yīng)用變速輸入改進(jìn)，目標(biāo)函數(shù)可以表示為兩個(gè)比率的總和：一個(gè)是均方根比；另一個(gè)是波動(dòng)比。對(duì)于該示例，優(yōu)化結(jié)果與恒定輸入結(jié)果的比率是[a6b]/[a6]。目標(biāo)函數(shù)必須最小化并可以表達(dá)為 受制于以下約束： 其中下標(biāo) b 表示優(yōu)化結(jié)果，下標(biāo) rms 表示均方根的結(jié)果，從動(dòng)件 6 是加速度 a6，ei(i=1,2,3,4,5) 是平等約束。方程（26）和（27）表明初始和最終的歸一化輸入 角位移分別為 0 和 1。方程（28）表明歸一化輸入角速度的邊界條件必須相等。類似地， （29）歸一化輸入角加速度的邊界條件必須相等。這些邊界條件使曲柄的運(yùn)動(dòng)連續(xù)。方程（30）顯示了控制點(diǎn)的極限; 這個(gè)也在等式（21）。復(fù)合機(jī)理的相關(guān)規(guī)范列于表 1。 平均輸入速度為 200rpm，即正?；瘯r(shí)間 T 和時(shí)間 t 的范圍分別為：0≤T≤1 和 0≤ t≤ 0.3s。使用十階 Bezier 曲線作為歸一化輸入角速度。有 11 個(gè)控制點(diǎn)，它可以作為設(shè)計(jì)變量。這項(xiàng)工作解決了在 MATLAB 的優(yōu)化工具箱中 fmincon 的功能確定最優(yōu)設(shè)計(jì)變量：P0，P1，...，P10 分別為1.1250,1.1250，0.5000，0.5000, 1.5000, 1.5000, 1.5000, 0.5000, 0.5000, 1.1250, and1.1250。角位移， 速度和曲柄加速度，由設(shè)計(jì)變量確定，如圖圖 3（a）。從動(dòng)件 6 的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)特性如圖 3（b）。圖3 也顯示了相應(yīng)的恒速輸入特性。 設(shè)計(jì)結(jié)果表明，從動(dòng)件 6 速度的峰值和加速度會(huì)被應(yīng)用變量輸入減少。實(shí)施例 1 的特點(diǎn)的比較 展示于表 2 中。 例 2 如果從動(dòng)件 6 的運(yùn)動(dòng)特性和曲柄 2 的輸入轉(zhuǎn)矩特性用應(yīng)用變速輸入改進(jìn)，目標(biāo)函數(shù)可以表示為四個(gè)比率的總和：兩個(gè)是均方根比，而其他兩個(gè)是波動(dòng)比。對(duì)于這個(gè)例子，優(yōu)化結(jié)果至恒定輸入結(jié) 果為[a6b]/[a6]和[M2b]/[M2]。目標(biāo)函數(shù)必須最小化并可以表達(dá)為 受限于公式（26） - （31），其中下標(biāo) b 表示優(yōu)化結(jié)果，下標(biāo) rms 表示結(jié)果均方根，下標(biāo) flu 表示造成的結(jié)果，M2 是曲柄 2 的輸入轉(zhuǎn)矩。平均輸入速度為 200 rpm。十階 Bezier 曲線用于表示歸一化的輸入角速度。有是 11 個(gè)控制點(diǎn)，可以用作設(shè)計(jì)變量。這項(xiàng)工作解決了在 MATLAB 的優(yōu)化工具箱中 fmincon 的功能來(lái)確定最優(yōu)設(shè)計(jì)變量。P0，P1，...， P10 為 1.0234,1.0234,0.5000,0.7032,1.5000,1.5000,1.5000，分別為 0.7032,0.5000,1.0234 和 1.0234。曲柄的角位移，速度和加速度 2 由設(shè)計(jì)變量確定，如圖 4（a）所示。從動(dòng)件 6 的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)特性和曲柄 2 的輸入轉(zhuǎn)矩如圖 4(b)和 5。圖 4 和圖 5 也示出了常數(shù) - 速度輸入。設(shè)計(jì)結(jié)果表明，速度的峰值和從動(dòng)件 6 的加速度和曲柄 2 的輸入轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)應(yīng)用變速輸入減小。 和例 2 的特點(diǎn)的比較列在表 3 中。概要。 根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)例的結(jié)果，這項(xiàng)工作提出以下結(jié)論： （1）現(xiàn)有的機(jī)制運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性的改善可以通過(guò)變速輸入的 應(yīng)用提出的方法實(shí)現(xiàn)。 （2）研究復(fù)合機(jī)制的鏈路長(zhǎng)度 r1（圖 2 和表 1）等于零; 滑塊和跟隨器的運(yùn)動(dòng)特性是對(duì)稱的。獲得控制點(diǎn)的價(jià)值遵循相同的模式。他們是對(duì)稱的，并具有相同的重復(fù)。 （3）方程（25）和（32）是多目標(biāo)函數(shù)包含一些子目標(biāo)函數(shù)。事實(shí)上，當(dāng)采用多目標(biāo)函數(shù)時(shí)，如何確定對(duì)于每個(gè)子目標(biāo)合適的權(quán)重，總是有一個(gè)問(wèn)題。合適的權(quán)重的確定取決于設(shè)計(jì)師提出要求。為了簡(jiǎn)單的討論，這項(xiàng)工作使得在等式 （25）和（32 每個(gè)子目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重等于 1。 （4）這個(gè)工作解決了在 MATLAB 的優(yōu)化工具箱中函數(shù) fmincon 確定最優(yōu)設(shè)計(jì)變量 P0， P1，...，P10。功能 fmincon 可以依靠應(yīng)用 SQP 算法的局部最小值實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)這項(xiàng)工作的最佳設(shè)計(jì)結(jié)果可能是本地化的。 5 結(jié)論 基于可變輸入速度的設(shè)計(jì)，這項(xiàng)工作提出了一種用于改善復(fù)合機(jī)制的輸出運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)態(tài)特性的方法。導(dǎo)出機(jī)制的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)特性的分析模型。貝塞爾函數(shù)用于設(shè)計(jì)可變輸入速度，以及復(fù)合機(jī)理的局部最優(yōu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)態(tài)特性的確定。最后，所提出的方法由兩個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例說(shuō)明。結(jié)果表明復(fù)合機(jī)制的輸出動(dòng)力學(xué)和動(dòng)態(tài)特性通過(guò)使用貝塞爾函數(shù)設(shè)計(jì)可變輸入速度的軌跡得到改進(jìn)。 附錄二：翻譯原文 大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 任務(wù)書(shū) 論文(設(shè)計(jì))題目：大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 工作日期：2016年12月12日 ~ 2017年05月26日 1.選題依據(jù): 以解決大型動(dòng)力與減速裝置裝配的對(duì)接調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，展開(kāi)對(duì)接平臺(tái)的設(shè)計(jì)工作，在平臺(tái)設(shè)計(jì)過(guò)程中鍛煉學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。且該課題具有工程實(shí)際背景，結(jié)合我校畢業(yè)生培養(yǎng)計(jì)劃，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)思路及相關(guān)理論的實(shí)際運(yùn)用 ，有利于理論與實(shí)踐的結(jié)合。 2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)): 1）平臺(tái)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置的可靠固定，兩者的支撐固定應(yīng)能相對(duì)獨(dú)立運(yùn) 動(dòng)，以滿足對(duì)中要求， 2）基座最大承重： 8t 3）基座初始高度距離安裝臺(tái)表面為300mm ，可向上調(diào)整至600mm，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任意位置可閉鎖 。調(diào)整精度為±10mm。 4）用于支撐傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)相對(duì)高度可調(diào)，調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有 標(biāo)尺指示 。 調(diào) 整 范 圍 ：±100mm 調(diào) 整 精 度 ±0.1mm 6）用于支撐傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)相對(duì)縱向可調(diào)，調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有 標(biāo)尺指示。 調(diào) 整 范 圍 ：0mm～300mm 調(diào) 整 精 度 ±0.1mm 7）用于支撐傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)相對(duì)橫向可調(diào)，調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有 標(biāo)尺指示。 調(diào) 整 范 圍 ：±100mm 調(diào) 整 精 度 ±0.1mm 8）發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)傳動(dòng)裝置角度可調(diào) ，調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有標(biāo)尺指示。旋轉(zhuǎn)調(diào)整范圍：±5°調(diào)整精度±0.1° 9）基座外廓尺寸 ≤3m×2.5m 3.個(gè)人工作重點(diǎn): 1）裝配平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：橫向、縱向、高度方向調(diào)整結(jié)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 2）關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)選用計(jì)算：導(dǎo)軌選用的相關(guān)計(jì)算 3）關(guān)鍵部件強(qiáng)度及剛度校核：橫向、縱向、升降滑臺(tái)以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)等的校核 4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作: 第1周：熟悉題目，明確任務(wù)，查閱相關(guān)資料第2周：對(duì)資料進(jìn)行分析總結(jié) 第3周：擬定工作內(nèi)容與初步設(shè)計(jì)方案第4周：撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，進(jìn)行開(kāi)題 第5周：完成整體方案構(gòu)型設(shè)計(jì) 第6周：完成相關(guān)校核計(jì)算與修正 第7周：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行高度相對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第8周：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行橫向與縱向相對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第9周：根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)角度相對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第10周：進(jìn)行其它相關(guān)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完成裝配圖，進(jìn)行必要的校核計(jì)算 第11周：對(duì)主要零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，完成零件圖 第12周：整理相關(guān)設(shè)計(jì)資料，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)第13周：完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿 第14周：修改完善說(shuō)明書(shū)，完成英文資料翻譯第15周：修改完善說(shuō)明書(shū) 第16周：做PPT，準(zhǔn)備答辯相關(guān)材料 5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn): 1）一種大型設(shè)備多自由度自動(dòng)對(duì)接方法，周召發(fā), 黃先祥, 強(qiáng)寶民,《光電工程》 2005年 6期 2）一種混聯(lián)精密裝校平臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析，謝志江, 宋文軍, 劉小波, 倪衛(wèi),《機(jī)械設(shè)計(jì)》 2012年4期 3）滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副可動(dòng)結(jié)合部動(dòng)力學(xué)建模，毛寬民, 李斌, 謝波, 魏要強(qiáng),《華中科技大學(xué)學(xué) 報(bào) （ 自 然 科 學(xué) 版 ） 》 2008 年 8 期4）帶滾珠絲杠副的直線導(dǎo)軌結(jié)合部動(dòng)態(tài)剛度特性，蔣書(shū)運(yùn), 祝書(shū)龍,《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》 2010年1期 5）飛機(jī)大部件自動(dòng)對(duì)接裝配技術(shù)，郭洪杰，《航空制造技術(shù)》 2013年13期 6）大型飛機(jī)部件數(shù)字化對(duì)接裝配技術(shù)研究，鄒冀華, 劉志存, 范玉青,《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》 2007年7期 7）大尺度產(chǎn)品數(shù)字化智能對(duì)接關(guān)鍵技術(shù)研究，文科, 杜福洲, 《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》 2016年3期 8）狹長(zhǎng)盲視空間中精密止口柔順對(duì)接集成裝配裝置，何建國(guó), 吳祉群, 蒲潔, 吉方《組合機(jī)床 與 自 動(dòng) 化 加 工 技 術(shù) 》 2005 年 1 期9）基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度精密裝校平臺(tái)研究，宋文軍， 2012 - 重慶大學(xué)：機(jī)械電子工程 10）一種新型的對(duì)接裝配裝置的設(shè)計(jì)，劉勇, 蒲如平, 敬興久, 張華全 - 《機(jī)械工程師》 2001年11期 指導(dǎo)教師簽字： XX 教研室主任意見(jiàn)： 同意 簽字：XX 2016年12月11日 教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見(jiàn)： 同意 簽字：XX 2016年12月11日 學(xué)院公章 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計(jì)）題目 大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置對(duì)接平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2．研究領(lǐng)域 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化——工程設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)大型設(shè)備動(dòng)力裝置與減速裝置的自動(dòng)機(jī)械對(duì)接， 在對(duì)接過(guò)程中保證對(duì)接的精度和效率。 3．論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 理論意義： 隨著大型現(xiàn)代化機(jī)械裝備在社會(huì)上的廣泛應(yīng)用， 規(guī)格較大的動(dòng)力與減速部件的裝配工作的問(wèn)題日益凸顯出來(lái)。由于裝配工作是一個(gè)頻度較高的工作， 人工操作效率低并且給人帶來(lái)了很大工作強(qiáng)度。所以要充分利用機(jī)械的優(yōu)越性， 可以大大的減少人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 并且效率較高。鑒于對(duì)接條件的復(fù)雜性， 我們可以做出來(lái)多自由度的對(duì)接平臺(tái)， 以適應(yīng)對(duì)接多種條件， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 使用絲杠等構(gòu)件可以提高平臺(tái)的精度， 再附加上反饋設(shè)備， 可以減少對(duì)接時(shí)間。適應(yīng)了社會(huì)對(duì)機(jī)械對(duì)接平臺(tái)的大趨勢(shì)， 為我國(guó)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。 特別對(duì)于大型動(dòng)力與減速裝置的對(duì)接問(wèn)題是裝配過(guò)程中一個(gè)難點(diǎn)， 由于對(duì)接處接口精度較高， 且對(duì)接的兩部件比較笨重， 調(diào)整過(guò)程往往采用人工手動(dòng)的方式調(diào)整， 且對(duì)接調(diào)整過(guò)程無(wú)實(shí)時(shí)反饋， 只能憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)， 耗時(shí)較長(zhǎng)。本課題旨在通過(guò)設(shè)計(jì)具有實(shí)時(shí)反饋功能的對(duì)接平臺(tái)， 達(dá)到提高對(duì)接精度與成功率， 節(jié)省調(diào)整時(shí)間的目的。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)在對(duì)接平臺(tái)有混聯(lián)六自由度精密裝校平臺(tái)， 六自由度精密裝校平臺(tái)在整個(gè)下裝裝校系統(tǒng)中具有核心地位， 其六自由度末 端執(zhí)行器的位姿調(diào)整速度及調(diào)整精度直接影響到 LRu 模塊精確、可靠以及高效率的裝校 。六自由度位姿調(diào)整涉及到平臺(tái)的輸入與輸出關(guān)系， 平臺(tái)的輸出即六自由度位姿調(diào)整是實(shí)現(xiàn) LRU 模塊裝校的前提 。平臺(tái)的輸入是伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其中六自由度平臺(tái)的末端執(zhí)行器在空間的位置變化與伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)輸入存在一定的數(shù)學(xué)映射關(guān)系， 簡(jiǎn)稱控制算法， 將這種控制算法以程序的形式輸入運(yùn)動(dòng)控制器，則通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制器的控制即可實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)末端執(zhí)行器的可控調(diào)整。用運(yùn)動(dòng)學(xué)理論， 推導(dǎo)用于運(yùn)動(dòng)控制器控制的末端平臺(tái)位置逆解及正解、速度的正解與逆解， 構(gòu)建誤差模型并對(duì)末端平臺(tái)誤差作補(bǔ)償， 研究了傳感器反饋的閉環(huán)控制， 最終實(shí)現(xiàn)六自由度精密裝校平臺(tái)對(duì) LRU 模塊的可控精密自動(dòng)調(diào)整。 目前能對(duì)末端執(zhí)行器進(jìn)行六自由度位姿調(diào)整的主要是并聯(lián)六自由度運(yùn)動(dòng)臺(tái)， 簡(jiǎn)稱 Stewan 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)， 在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)， 并聯(lián)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生以后， 并未引起時(shí)人們的足夠關(guān)注， 基于串聯(lián)機(jī)構(gòu)的串聯(lián)機(jī)器人占據(jù)主導(dǎo)地位， 主要是由于并聯(lián)結(jié)構(gòu)計(jì)算量大， 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及動(dòng)力學(xué)難度大， 并且位置有時(shí)還存在奇異性。然而串聯(lián)機(jī)構(gòu)由于自身的缺點(diǎn)無(wú)法克服， 在工業(yè)應(yīng)用上有一定的局限性， 隨著對(duì)并聯(lián)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)不斷加深、一些理論問(wèn)題的解決及計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能增強(qiáng)， 并聯(lián)機(jī)器人較串聯(lián)機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)得到凸 顯， 因此并聯(lián)機(jī)構(gòu)大大彌補(bǔ)了串聯(lián)機(jī)構(gòu)在應(yīng)用中存在的不足?；炻?lián)精密裝校平臺(tái)是一個(gè)較為復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)， 涉及到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的各類知識(shí)， 是一個(gè)較為復(fù)雜的綜合性的工程， 涉及到空間機(jī)構(gòu)、調(diào)平技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、先進(jìn)制造和精度設(shè)計(jì)等多項(xiàng)領(lǐng)域。 對(duì)于現(xiàn)代飛機(jī)大部件自動(dòng)對(duì)接裝配技術(shù)涉及面向柔性裝配的數(shù)字化產(chǎn)品定義、裝配 T 藝規(guī)劃與仿真優(yōu)化、數(shù)字化柔性定位、自動(dòng)控制、先進(jìn)測(cè)量檢測(cè)和計(jì)算機(jī)軟件等眾多先進(jìn)技術(shù)和裝備， 是機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉融合的高新技術(shù)。大部件對(duì)接柔性裝配： 裝配系統(tǒng)組成主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)部分、控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件等組成。大部件對(duì)接柔性裝配工裝的主要機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)分為 3 種形式：柱式結(jié)構(gòu)、塔式結(jié)構(gòu)和塔一柱混聯(lián)結(jié)構(gòu)。 自動(dòng)控制控制系統(tǒng)是飛機(jī)數(shù)字化裝配的大腦， 但是在飛機(jī)數(shù)字化裝配過(guò)程中， 與裝配相關(guān)的硬軟件系統(tǒng)眾多， 數(shù)據(jù)處理方式多樣， 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)、制孑 L 數(shù)據(jù)、連接數(shù)據(jù)等之間存在大量的交互與協(xié)調(diào)， 而多系統(tǒng)集成控制技術(shù)便是實(shí)現(xiàn)交互與協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)。誤差分析與優(yōu)化控制關(guān)鍵特征的數(shù)字化傳遞過(guò)程誤差是不可避免的， 主要包括測(cè)量系統(tǒng)誤差、定位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)誤差、零部件變形誤差和算法誤差等， 各因素之間是相互獨(dú)立的， 參照數(shù)據(jù)處理中的測(cè)量不確定度分析方法， 對(duì)上述誤差進(jìn)行分析與優(yōu)化控制。 大尺度產(chǎn)品數(shù)字化智能對(duì)接技術(shù)應(yīng)用綜合框架的基礎(chǔ)上，結(jié)合全局坐標(biāo)的位姿引導(dǎo)柔性裝配與六維力引導(dǎo)的柔順對(duì)接應(yīng)用模式。包括采用數(shù)字化測(cè)量系(激光跟蹤儀)、基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的調(diào)姿平臺(tái)、控制柜、力傳感器、集成控制平臺(tái)、固定平臺(tái)、裝配工裝。大部件自動(dòng)對(duì)接裝配技術(shù)已不單單是提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率的手段， 而是新一代軍機(jī)制造不町缺少的必備技術(shù)， 需要從產(chǎn)品定義開(kāi)始人手， 建立數(shù)字化柔性裝配技術(shù)體系， 貫通產(chǎn)品、T 藝、丁裝、裝配和檢測(cè)全過(guò)程。結(jié)合某型機(jī)大部件對(duì)接的 T 程實(shí)際應(yīng)用， 對(duì)數(shù)字量協(xié)調(diào)的 T 藝設(shè)計(jì)、面向飛機(jī)裝配的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)、柔性 T 裝,需要從大量的工程實(shí)踐中總結(jié)梳理成功的經(jīng)驗(yàn)， 制定相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)， 完善技術(shù)體系。針對(duì)大部件自動(dòng)對(duì)接裝配技術(shù)進(jìn)行了探討分析， 實(shí)現(xiàn)了柔性工裝、數(shù)字化測(cè)量檢測(cè)設(shè)備的協(xié)同規(guī)劃與管理，下一步應(yīng)對(duì)建立數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線相關(guān)技術(shù)展開(kāi)深入研究．實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的整個(gè)裝配過(guò)程的柔性化、自動(dòng)化。 與串聯(lián)機(jī)構(gòu)相比， 并聯(lián)機(jī)構(gòu)在剛度、承載能力、結(jié)構(gòu)、慣量、位置誤差、力反饋 控制及運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解等方面較串聯(lián)優(yōu)越； 但其自身也存在缺點(diǎn)， 如運(yùn)動(dòng)學(xué)正解復(fù)雜、工作空間小、力誤差積累等。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題 對(duì)接的適應(yīng)性， 可以通過(guò)調(diào)整角度和位置自動(dòng)連接。 1）裝配平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 橫向、縱向、高度方向調(diào)整結(jié)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2）關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)選用計(jì)算： 導(dǎo)軌選用的相關(guān)計(jì)算 3）關(guān)鍵部件強(qiáng)度及剛度校核： 橫向、縱向、升降滑臺(tái)以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)等的校核 2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） 1）文獻(xiàn)閱讀， 發(fā)展現(xiàn)狀及文獻(xiàn)綜述 2）運(yùn)動(dòng)功能分解， 機(jī)構(gòu)選型， 確定總體方案 3）根據(jù)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成總體結(jié)構(gòu)布局， 進(jìn)行機(jī)體受力分析與剛度分析 4）完成各執(zhí)行機(jī)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)， 包括軸類， 箱體、基座等零部件的設(shè)計(jì)與校核 5）進(jìn)行導(dǎo)軌選型與尺寸綜合設(shè)計(jì) 6）進(jìn)行對(duì)接平臺(tái)的裝配圖和零件圖細(xì)節(jié)設(shè)計(jì) 7）進(jìn)行機(jī)構(gòu)精度分析 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 1）最終可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大型重載連接件的對(duì)接 2）確定基體的結(jié)構(gòu)， 導(dǎo)軌位置 電機(jī)位置 絲杠位置 3）完成驅(qū)動(dòng)方案， 精準(zhǔn)對(duì)接位置 4）對(duì)薄弱點(diǎn)進(jìn)行力的分析， 確保安全可靠 5）確定各結(jié)構(gòu)的尺寸 6）完成對(duì)接平臺(tái)的裝配圖和零件圖 7）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；設(shè)計(jì)參數(shù)： 1）基座最大承重： 8t 2）基座初始高度距離安裝臺(tái)表面為 300mm ， 可向上調(diào)整至 600mm， 且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任意位置可閉鎖 。調(diào)整精度為±10mm 。 3）用于支撐傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)相對(duì)高度可調(diào)， 調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有標(biāo)尺指示 。調(diào)整范圍： ±100mm 調(diào)整精度±0.1mm 4）用于支撐傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)相對(duì)縱向可調(diào)， 調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有標(biāo)尺指示。調(diào)整范圍： 0mm～300mm 調(diào)整精度±0.1mm 5）用于支撐傳動(dòng)裝置的機(jī)構(gòu)和支撐發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)構(gòu)相對(duì)橫向可調(diào)， 調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有標(biāo)尺指示。調(diào)整范圍： ±100mm 調(diào)整精度±0.1mm 6）發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)傳動(dòng)裝置角度可調(diào) ， 調(diào)整結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)有標(biāo)尺指示。旋轉(zhuǎn)調(diào)整范圍： ±5°調(diào)整精度±0.1° 7）基座外廓尺寸 ≤3m×2.5m 技術(shù)路線： 對(duì)接功能分析 機(jī)構(gòu)選型， 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 考 慮 運(yùn)動(dòng) 及 驅(qū)動(dòng) 方 式 執(zhí)行部分 底 基座 中間 連接部分 左 調(diào) 節(jié) z 向 右 調(diào)節(jié)x y 向及z 旋轉(zhuǎn) 結(jié)構(gòu)尺寸 不滿足 運(yùn)動(dòng)精度計(jì)算校核計(jì)算 滿足 畫(huà)零件圖 裝配圖 完善說(shuō)明書(shū) 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周： 熟悉題目， 明確任務(wù)， 查閱相關(guān)資料第 2 周： 對(duì)資料進(jìn)行分析總結(jié) 第 3 周： 擬定工作內(nèi)容與初步設(shè)計(jì)方案第 4 周： 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告， 進(jìn)行開(kāi)題 第 5 周： 完成整體方案構(gòu)型設(shè)計(jì)第 6 周： 完成相關(guān)校核計(jì)算與修正 第 7 周： 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行高度相對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 8 周： 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行橫向與縱向相對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)第 9 周： 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)角度相對(duì)調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 10 周： 進(jìn)行其它相關(guān)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 完成裝配圖， 進(jìn)行必要的校核計(jì)算第 11 周： 對(duì)主要零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)， 完成零件圖 第 12 周： 整理相關(guān)設(shè)計(jì)資料， 撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)第 13 周： 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿 第 14 周： 修改完善說(shuō)明書(shū)， 完成英文資料翻譯第 15 周： 修改完善說(shuō)明書(shū) 第 16 周： 做 PPT， 準(zhǔn)備答辯相關(guān)材料 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1]宋文軍.基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的六自由度精密裝校平臺(tái)研究[D].重慶大學(xué):機(jī)械電子工程,2 012： 1-57. 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液壓伺服驅(qū)動(dòng)主要得益于其體積小、功率大、精度高、速度快等特點(diǎn)。該精密裝校平臺(tái)提出如下功能要求： ①一級(jí)提升功能。LRU 模塊在粗定位以后需要作一級(jí)提升。②調(diào)平功能。LRu 模塊粗定位完成以后， LRu 模塊需要作調(diào)平調(diào)節(jié)。使 LRu 模塊盡量保證與潔凈廂平行。③平面對(duì)接功能。 LRu 模塊調(diào)平功能完成以后，需要與潔凈廂底端的卡槽自動(dòng)對(duì)接。為插入式安裝提供基礎(chǔ)性準(zhǔn)備。對(duì)于并聯(lián)機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)， 機(jī)械結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)誤差以及驅(qū)動(dòng)輸入誤差是位姿輸出誤差的主要因素。①調(diào)平機(jī)構(gòu)：幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差包括：上、下鉸點(diǎn)零件形位誤差，如： 上、下鉸點(diǎn)分度圓的半徑誤差， 角度分度誤差和安裝平面的平面度誤差； 上、下鉸點(diǎn)裝配誤差， 如： 鉸的間隙、支撐腿安裝誤差等， 調(diào)平機(jī)構(gòu)存在超靜定問(wèn)題， 為了使機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中有一定的柔性， 要求鉸點(diǎn)有一定的間隙， 所以間隙造成的誤差不可避免； 另外還有伺服電動(dòng)推缸的初始長(zhǎng)度誤差及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中自身的定位誤等。②對(duì)接機(jī)構(gòu)。導(dǎo)軌自身在基準(zhǔn)平臺(tái)上的安裝偏差。 伺服電機(jī)可使控制速度， 位置精度非常準(zhǔn)確， 可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制， 并能快速反應(yīng)， 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中， 用作執(zhí)行元件， 且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性， 可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類， 其主要特點(diǎn)是， 當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象， 轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。伺服系統(tǒng)（servomechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位， 基本上可以這樣理解， 伺服電機(jī)接收到 1 個(gè)脈沖， 就會(huì)旋轉(zhuǎn) 1 個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度， 從而實(shí)現(xiàn)位移， 因?yàn)椋?伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能， 所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度， 都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖， 這樣， 和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)， 或者叫閉環(huán)， 如此一來(lái)， 系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)， 同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)， 這樣， 就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)精確的定位， 可以達(dá)到 0.001mm 。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大， 調(diào)速范圍寬， 控制容易， 需要維護(hù)， 但維護(hù)不方便（換碳刷）， 產(chǎn)生電磁干擾， 對(duì)環(huán)境有要求高。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。對(duì)于它的選用， 文獻(xiàn) 2 指出： 步進(jìn)電機(jī)的比較(1)控制精度更高； (2)低頻特性好， 即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象（3）具有較強(qiáng)的速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力，最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 2—3 倍； (4)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣．內(nèi) 部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)， 控制性能更為可靠： 因此， 伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于對(duì)精度有較高要求的機(jī)械設(shè)備， 伺服電機(jī)選型的原則： 1 負(fù)載／電機(jī)慣量比正確沒(méi)定慣量比參數(shù) 是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前提， 伺服系統(tǒng)的默認(rèn)參數(shù)在 1～3 倍負(fù)載電機(jī)慣量比下，系統(tǒng)會(huì)達(dá)到晟佳工作狀態(tài)。2 轉(zhuǎn)速電機(jī)選擇首先應(yīng)依據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的快速行程速度來(lái)計(jì)算， 快速行程的電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)嚴(yán)格控制在電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速之內(nèi)， 并應(yīng)在接近電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速的范圍使用， 以有效利用伺服電機(jī)的功率； 額定轉(zhuǎn)速、最大轉(zhuǎn)速、允許瞬間轉(zhuǎn)速之問(wèn)的關(guān)系為： 允許瞬間轉(zhuǎn)速>最大轉(zhuǎn)速>額定轉(zhuǎn)速。3 轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩必須滿足實(shí)際需要， 但是不需要留有過(guò)多的余量， 因?yàn)橐话闱闆r下， 其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 3 倍。需要注意的是，連續(xù)工作的負(fù)載轉(zhuǎn)矩≤伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩， 機(jī)械系統(tǒng)所需要的最大轉(zhuǎn)矩<伺服電機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)力和對(duì)接平臺(tái)執(zhí)行部件要通過(guò)出動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)， 常用的有滾珠絲杠副和蝸輪蝸桿。 對(duì)于傳動(dòng)方面的問(wèn)題， 文獻(xiàn) 3 指出： 宏微雙重驅(qū)動(dòng)精密工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)大行程、高精度的要求．其中宏動(dòng)部分由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)．滾珠絲杠傳動(dòng)是傳統(tǒng)的精密驅(qū)動(dòng)方式， 技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟， 成本低．但宏動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)中的一些非線性因素， 如滾珠絲杠螺母副間隙存在、彈性聯(lián)軸器的變形、導(dǎo)軌摩擦等， 對(duì)微運(yùn)動(dòng)特性的影響非常明顯， 制約了工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度和定位精度的進(jìn)一步提高， 因而研究滾珠絲杠傳動(dòng)工作臺(tái)的微定位特性顯得尤為重要．宏動(dòng)部分系統(tǒng)主要有： 1)工作臺(tái)與光柵測(cè)量裝置組成的控制對(duì)象及位置測(cè)量系統(tǒng)； 2)基于 FPGA 的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)， 由電機(jī)控制模塊， 光柵計(jì)數(shù)模塊、與上位機(jī)通信的數(shù)據(jù)輸入／輸出接口等組成． 1 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)滾珠絲杠傳動(dòng)效率高。摩擦小， 在伺服控制系統(tǒng)中采用滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)， 不僅提高傳動(dòng)效率， 而且可以減小啟動(dòng)力矩、顫動(dòng)及滯后時(shí)間， 但傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度不高， 尤其細(xì)長(zhǎng)的滾珠絲杠更是剛度的薄弱環(huán)節(jié)．起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)能量的一部分要消耗在克服中間環(huán)節(jié)的彈性變形上， 彈性變形使系統(tǒng)的控制難度增加， 伺服性能下降。2 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)光柵檢測(cè)部分利用光柵的莫爾條紋測(cè)量位移， 需要 2 塊光柵：指示光柵和標(biāo)尺光柵．指示光柵與運(yùn)動(dòng)件連在一起，并與運(yùn)動(dòng)件一起運(yùn)動(dòng)， 光源發(fā)出的光線經(jīng)透鏡后成為平行光束，垂直投向標(biāo)尺光柵．而 2 塊光柵迭合時(shí)就形成了莫爾條紋．光柵測(cè)量實(shí)質(zhì)上就是讀取相應(yīng)的柵線數(shù)． 除了滾珠絲桿傳動(dòng)外， 還有其他傳動(dòng)方式， 例如渦輪蝸桿和齒輪傳動(dòng)。文獻(xiàn) 4 指出： 蝸輪蝸桿傳動(dòng)是一種桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)．是可廣泛替代已有擾性傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)．由桿輪和作為擾性曳引元件的桿共同構(gòu)成蝸輪的傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)動(dòng)力大， 而且在動(dòng)力傳遞中， 傳動(dòng)比在 8～100， 在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比可以達(dá)到 1 000．所以動(dòng)力較大， 應(yīng)用性比較廣泛， 傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低； 結(jié)構(gòu)緊湊； 在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛使用。但蝸桿傳動(dòng)有效率低、發(fā)熱量大和磨損嚴(yán)重， 蝸輪齒圈部分經(jīng)常用減磨性能好的有色金屬(如青銅)制造， 成本高： 蝸輪傳動(dòng)是垂直軸傳動(dòng)， 圓柱齒輪為平行軸傳動(dòng)．傘齒輪傳動(dòng)兩軸可成 90 度或其他角度。 在實(shí)現(xiàn)對(duì)接平臺(tái)導(dǎo)向的機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌。在文獻(xiàn) 5 中，我們可以了解到深層次的導(dǎo)軌問(wèn)題： 機(jī)床導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的作用是用來(lái)支撐和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件， 按給定的方向做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)， 其結(jié)合部包含了導(dǎo)軌與滑塊， 以及兩者相聯(lián)結(jié)的結(jié)合面．導(dǎo)軌結(jié)合部是數(shù)控機(jī)床整機(jī)系統(tǒng)中最重要的結(jié)合部之一， 其動(dòng)力學(xué)特性對(duì)整機(jī)動(dòng)力學(xué)性能有著顯著的影 響．影響數(shù)控機(jī)床結(jié)合部動(dòng)力學(xué)特性的因素眾多．以直線滾動(dòng)導(dǎo)軌為例， 主要包括結(jié)合部的尺寸與形狀、初始面壓、滾動(dòng)體的接觸形態(tài)、結(jié)合面之間的介質(zhì)狀態(tài)、結(jié)合部的材質(zhì)等。通常將導(dǎo)軌滑塊結(jié)合部簡(jiǎn)化成一個(gè)單自由度系統(tǒng)， 進(jìn)一步可通過(guò)識(shí)別滑塊在導(dǎo)軌上所表現(xiàn)出來(lái)的模態(tài)來(lái)獲得導(dǎo)軌結(jié)合面的接觸剛度忌、阻尼比 f、阻尼系數(shù)f等． 在對(duì)接平臺(tái)的控制方面，我們可以以文獻(xiàn) 6 為參考，它講了一個(gè)機(jī)械手控制的例子： 從往復(fù)移動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖可知， 機(jī)械手的移動(dòng)， 是通過(guò)同步齒形帶， 帶動(dòng)移 動(dòng)平臺(tái)作往復(fù)移動(dòng)的， 齒形帶移動(dòng)的距離通過(guò)增量型編碼器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)， 此脈沖信號(hào)被ＰＬＣ的高速計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，其計(jì)數(shù)值與齒形帶移動(dòng)的距離存在著對(duì)應(yīng)關(guān)系， 當(dāng)齒形帶移動(dòng)達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)， 通過(guò)高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就可以控制Ｐ ＬＣ輸出， ＰＬＣ的輸出控制電動(dòng)機(jī)停止工作， 從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的位置控制。利用編碼器與ＰＬＣ實(shí)現(xiàn)齒形帶移動(dòng)距離的控制原理。為了控制齒形帶的移動(dòng)距離， 必須知道編碼器的脈沖當(dāng)量， 即一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)齒形帶移動(dòng)的距離， 也就是控制齒形帶的移動(dòng)精度。 對(duì)接平臺(tái)主要部分也就是驅(qū)動(dòng)部分伺服電機(jī)， 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)滾珠絲杠副和蝸輪蝸桿， 已經(jīng)執(zhí)行部件的移動(dòng)導(dǎo)軌。這些是一個(gè)對(duì)接平臺(tái)基本而有重要的東西?，F(xiàn)在還有升華的部分， 如對(duì)接中平臺(tái)的反饋系統(tǒng)， 對(duì)接平臺(tái)的誤差分析已經(jīng)計(jì)算， 而對(duì)于自動(dòng)對(duì)接裝配技術(shù)更涉及面向柔性裝配的數(shù)字化產(chǎn)品定義、裝配 T 藝規(guī)劃與仿真優(yōu)化、數(shù)字化柔性定位、自動(dòng)控制、先進(jìn)測(cè)量檢測(cè)和計(jì)算機(jī)軟件等眾多先進(jìn)技術(shù)和裝備， 是機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉融合的高新技術(shù)?？傊?， 未來(lái)整個(gè)裝配過(guò)程的柔性化、自動(dòng)化會(huì)成為一個(gè)大趨勢(shì)。