1.关于机器人的论文
最多追加100好吧,怎么都喜欢骗人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。
本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。
因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。
国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。
(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。
1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。
由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。
近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。
日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。
日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。
国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。
该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。
因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。
瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。
无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。
其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速。
2.寻求一篇有关机器人的论文(5000字左右)
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。
所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。
从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。
传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。
本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。
智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。
如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。
控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。
(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。
(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。
这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务: (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。
(2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。
机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程: (1)图像获取。
通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。
图像到图像的变换,如特征提取。 (3)图像理解。
在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。
智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求: (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。
(2)医生借助。
3.机器人论文
基于dsp运动控制器的5r工业机器人系统设计摘要:以所设计的开放式5r关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构设计。
该机器人采用基于工控pc及dsp运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对其工作原理进行了详细的说明。机器人的控制软件采用基于windows平台下的vc++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明。
所设计的开放式5r工业机器人系统,具有较好的实用性。关键词:开放式;关节型;工业机器人;控制软件0引言工业机器人技术在现代工业生产自动化领域得到了广泛的应用,也对工程技术人员提出更高的要求,作为机械工程及自动化专业的技术人才迫切需要掌握这一先进技术。
为了能更好地加强技术人员对工业机器人的技能实践与技术掌握,需要开放性强的设备来满足要求。本文阐述了我们所开发设计的一种5r关节型工业机器人系统,可以作为通用的工业机器人应用于现场,也可作为教学培训设备。
1 5r工业机器人操作机结构设计关节型工业机器人由2个肩关节和1个肘关节进行定位,由2个或3个腕关节进行定向,其中一个肩关节绕铅直轴旋转,另一个肩关节实现俯仰,这两个肩关节轴线正交。肘关节平行于第二个肩关节轴线。
这种构型的机器人动作灵活、工作空间大,在作业空间内手臂的干涉最小,结构紧凑,占地面积小,关节上相对运动部位容易密封防尘,但运动学复杂、运动学反解困难,控制时计算量大。在工业用应用是一种通用型机器人¨。
1.1 5r工业机器人操作机结构所设计的5r关节型机器人具有5个自由度,结构简图如图1所示。5个自由度分别是:肩部旋转关节j1、大臂旋转关节j2、小臂旋转关节j3、手腕仰俯运动关节j4和在旋转运动关节j5。
总体设计思想为:选用伺服电机(带制动器)驱动,通过同步带、轮系等机械机构进行间接传动。腕关节上设计有装配手爪用法兰,通过不断地更换手爪来实现不同的作业任务。
1.2 5r工业机器人参数表1为设计的5r工业机器人参数。 2 5r工业机器人开放式控制系统机器人控制技术对其性能的优良起着重大的作用。
随着机器人控制技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开发性结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器发展的趋势]。为提高稳定性、可靠性和抗干扰性,采用“工业pc+dsp运动控制器”的结构来实现机器人的控制:伺服系统中伺服级计算机采用以信号处理器(dsp)为核心的多轴运动控制器,借助dsp高速信号处理能力与运算能力,可同时控制多轴运动,实现复杂的控制算法并获得优良的伺服性能。
2.1基于dsp的运动控制器mct8000f8简介深圳摩信科技公司mct8000f8运动控制器是基于网络技术的开放式结构高性能dsp8轴运动控制器,包括主控制板、接口板以及控制软件等,具有开放式、高速、高精度、网际在线控制、多轴同步控制、可重构性、高集成度、高可靠性和安全性等特点,是新一代开放式结构高性能可编程运动控制器。图2为dsp多轴运动控制器硬件原理图。
图中增量编码器的a0(/a0)、b0(/b0)、c0(/co)信号作为位置反馈,运动控制器通过四倍频、加减计数器得到实际的位置,实际位置信息存在位置寄存器中,计算机可以通过控制寄存器进行读取。运动控制卡的目标位置由计算机通过机器人运动轨迹规划求得,通过内部计算得到位置误差值,再经过加减速控制和数字滤波后,送到d/a转换(dac)、运算放大器、脉宽调制器(pwm)硬件处理电路,转化后输出伺服电机的控制信号或pwm信号。
各个关节可以完成独立伺服控制,能够实现线性插补控制、二轴圆弧插补控制。 2.2机器人控制系统结构及工作原理基于pc的windows操作系统,因其友好的人机界面和广泛的用户基础,而成为基于pc控制器的首选。
采用pc作为机器人控制器的主机系统的优点是:①成本低;②具有开放性;③完备的软件开发环境和丰富的软件资源;④良好的通讯功能。机器人控制结构上采用了上、下两级计算机系统完成对机器人的控制:上级主控计算机负责整个系统管理,下级则实现对各个关节的插补运算和伺服控制。
这里通过采用一台工业pc+dsp运动控制卡的结构来实现机器人控制。实验结果证明了采用pc+dsp的计算结构可以充分利用dsp运算的高速性,满足机器人控制的实时需求,实现较高的运动控制性能。
机器人伺服系统框图如图3所示。伺服系统由基于dsp的运动控制器、伺服驱动器、伺服电动机及光电编码器组成。
伺服系统包含三个反馈子系统:位置环、速度环、电流环,其工作原理如下:执行元件为交流伺服电动机,伺服驱动器为速度、电流闭环的功率驱动元件,光电编码器担负着检测伺服电机速度和位置的任务。伺服级计算机的主要功能是接受控制级发出的各种运动控制命令,根据位置给定信号及光电编码器的位置反馈信号,分时完成各关节的误差计算、控制算法及d/a转换、将速度给定信号加至伺服组件的控制端子,完成对各关节的位置伺服控制。
管理级计算机采用586工控机(或便携笔记本),主要完成离线编程、仿真、与控制级通讯、作业管理等功能;控制级计算机采用586工控机,。
4.机械手毕业设计
最低0.27元开通文库会员,查看完整内容> 原发布者:baby王雷雷 摘要在当今大规模的制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机械手作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业认同并采用。
工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取试教在线的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机械手,用于给冲压设配运送物料。首先,本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。
然后选择合适的传动方式,驱动方式,搭建工业机器人的结构平台。在此基础上,本文将设计该机械手的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择,反馈方式和反馈元件的选择,端子板电路的设计以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。
最终实现目标包括:关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况,机械手的示教编程和在线修改程序,设置参考点和回参考点。关键词:机械手;示教编程;伺服;制动ABSTRACTIntoday'slarge-scalemanufacturing,,,,.。
5.我需要一篇3000字机械类得毕业论文
毕业设计 可伸缩带式输送机结构设计 2毕业设计 AWC机架现场扩孔机设计 3毕业论文复合化肥混合比例装置及PLC控制系统设计 4机械设计课程设计 带式输送机说明书和总装图 4毕业设计 冲压废料自动输送装置 5专用机床PLC控制系统的设计 6课程设计 带式输送机传动装置 7毕业论文 桥式起重机副起升机构设计 8毕业论文 两齿辊破碎机设计 9 63CY14-1B轴向柱塞泵改进设计(共32页,19000字) 10毕业设计 连杆孔研磨装置设计 11毕业设计 旁承上平面与下心盘上平面垂直距离检测装置的设计 12.. 机械设计课程设计 带式运输机传动装置设计 13皮带式输送机传动装置的一级圆柱齿轮减速器 14毕业设计(论文) 立轴式破碎机设计 15毕业设计(论文) C6136型经济型数控改造(横向) 16高空作业车工作臂结构设计及有限元分析 17 2007届毕业生毕业设计 机用虎钳设计 18毕业设计无轴承电机的结构设计 19毕业设计 平面关节型机械手设计 20毕业设计 三自由度圆柱坐标型工业机器人 21毕业设计XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀设计 22毕业设计 四通管接头的设计 23课程设计:带式运输机上的传动及减速装置 24毕业设计(论文) 行星减速器设计三维造型虚拟设计分析 25毕业设计论文 关节型机器人腕部结构设计 26本科生毕业设计全套资料 Z32K型摇臂钻床变速箱的改进设计/ 27毕业设计 EQY-112-90 汽车变速箱后面孔系钻削组合机床设计 28毕业设计 D180柴油机12孔攻丝机床及夹具设计
Q 348414338
6.机械毕业论文
原发布者:建筑工程师天津职业技术师范大学师范技能训练作业机械设计专业:机械制造工艺教育班级学号:03310111320学生姓名:欧阳凯旋论文题目:双坐标运动控制系统设计及实现学科专业:机械工程及自动化摘要双坐标运动平台,也即X-Y工作台,是指能分别沿着X向和Y向移动的工作台。
在经济型数控车床的加工系统、立体仓库中堆垛机的平面移动系统以及平面绘图仪的绘图系统等中,X-Y工作台都有着广泛的应用。本文所设计的双坐标运动控制系统是一个典型的机电一体化系统。
该系统是以微型计算机(PC)为平台、4轴步进电机运动控制卡PCI-7314为核心的开环运动控制系统,系统采用了步进电机及其驱动器作为执行装置。其控制原理是计算机通过控制软件对电机控制卡进行读写操作,向控制卡发送位置、速度以及加速度命令;然后由控制卡产生脉冲序列,输出到驱动器;驱动器则根据接受到的脉冲信号,产生脉冲驱动信号控制步进电机旋转;最后由电机带动丝杠驱动工作台运动。
本文采用LabVIEW作为控制步进电机的编程软件,实现了单轴的点位运动、连续运动以及双轴的直线插补运动控制,并提出了实现圆弧插补运动的思想。关键词:X-Y工作台,开环运动控制,步进电机,运动控制卡,LabVIEW第1章绪论……………………………………………………………………3.16.1本次设计所要搭建的双坐标运动控制系统便是一个典型的机电一体化系统。
双坐标运动平台又称在实际中,步进电机驱动器要求的控制。
7.机械类的毕业论文的题目
机械设计类论文题目1. 300*400数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计2. DTⅡ型固定式带式输送机的设计3. FXS80双出风口笼形转子选粉机4 .JLY3809机立窑(加料及窑罩部件)设计5 .JLY3809机立窑(窑体及卸料部件)6 .JLY3809机立窑(总体及传动部件)设计7. MR141剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计8 .PB006糖尿病专家系统开发9. PB012自动组卷系统10. PF455S插秧机及其侧离合器手柄的探讨和改善设计11. PLC在高楼供水系统中的应用12. Q3110滚筒式抛丸清理机的设计(总装、弹丸循环及分离装置、集尘器设计)13. Q3110滚筒式抛丸清理机的设计(总装、滚筒及传动机构设计)14 .SF500100打散分级机回转部分及传动设计15 .SF500100打散分级机内外筒体及原设计改进探讨16 .SF500100打散分级机总体及机架设计17 .VC005基于WebCam的人脸检测技术18 .X700涡旋式选粉机19. YQP36预加水盘式成球机设计20 .Z30130*31型钻床控制系统的PLC改造21 .Φ3*11M水泥磨总体设计及传动部件设计22 .Φ1200熟料圆锥式破碎机23. 半精镗及精镗气缸盖导管孔组合机床设计(镗削头设计)24 .柴油机齿轮室盖钻镗专机总体及夹具设计25 .柴油机气缸体顶底面粗铣组合机床总体及夹具设计26 .车床变速箱中拔叉及专用夹具设计27. 乘客电梯的PLC控制28. 出租车计价器系统设计29. 电动自行车调速系统的设计30. 多用途气动机器人结构设计31 .工艺-WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计32 .管套压装专机33 .机油冷却器自动装备线压紧工位装备设计34 .基于AT89C2051单片机的温度控制系统的设计35 .基于普通机床的后托架及夹具的设计开发36 .减速器的整体设计37. 金属粉末成型液压机的PLC设计38. 可调速钢筋弯曲机的设计39 .空气压缩机V带校核和噪声处理40 .螺旋管状面筋机总体及坯片导出装置设计41 .模具-Φ146.6药瓶注塑模设计42 .模具-冰箱调温按钮塑模设计43 .模具-电机炭刷架冷冲压模具设计44 .模具-水泥瓦模具设计与制造工艺分析45 .膜片式离合器的设计46. 内循环式烘干机总体及卸料装置设计47. 全自动洗衣机控制系统的设计48 .设计-AWC机架现场扩孔机设计49 .设计-CG2-150型仿型切割机50 .设计-ZL15型轮式装载机51. 设计-插秧机系统设计52. 设计-工程钻机 的 设 计53 .设计机床-S195柴油机机体三面精镗组合机床总体设计及夹具设计54 .设计机床-车床主轴箱箱体右侧10-M8螺纹底孔组合钻床设计55 .设计-搅拌器的设计56 .设计-精密播种机57 .设计一用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器58 .生产线上运输升降机的自动化设计59 .实验用减速器的设计60 .双铰接剪叉式液压升降台的设计61. 四层楼电梯自动控制系统的设计62 .万能外圆磨床液压传动系统设计63 .卧式钢筋切断机的设计64 .锡林右轴承座组件工艺及夹具设计65 .新KS型单级单吸离心泵的设计66 .新型组合式选粉机总体及分级部分设计67 .压燃式发动机油管残留测量装置设计68 .知识竞赛抢答器PLC设计 69 .知识竞赛抢答器设计70 .自动洗衣机行星齿轮减速器的设计。
8.机械类毕业论文设计
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9.机械毕业论文
原发布者:建筑工程师
天津职业技术师范大学
师范技能训练作业
机械设计
专业:机械制造工艺教育班级学号:03310111320学生姓名:欧阳凯旋论文题目:双坐标运动控制系统设计及实现
学科专业:机械工程及自动化
摘要
双坐标运动平台,也即X-Y工作台,是指能分别沿着X向和Y向移动的工作台。在经济型数控车床的加工系统、立体仓库中堆垛机的平面移动系统以及平面绘图仪的绘图系统等中,X-Y工作台都有着广泛的应用。
本文所设计的双坐标运动控制系统是一个典型的机电一体化系统。该系统是以微型计算机(PC)为平台、4轴步进电机运动控制卡PCI-7314为核心的开环运动控制系统,系统采用了步进电机及其驱动器作为执行装置。其控制原理是计算机通过控制软件对电机控制卡进行读写操作,向控制卡发送位置、速度以及加速度命令;然后由控制卡产生脉冲序列,输出到驱动器;驱动器则根据接受到的脉冲信号,产生脉冲驱动信号控制步进电机旋转;最后由电机带动丝杠驱动工作台运动。
本文采用LabVIEW作为控制步进电机的编程软件,实现了单轴的点位运动、连续运动以及双轴的直线插补运动控制,并提出了实现圆弧插补运动的思想。
关键词:X-Y工作台,开环运动控制,步进电机,运动控制卡,LabVIEW
第1章绪论……………………………………………………………………3.16.1本次设计所要搭建的双坐标运动控制系统便是一个典型的机电一体化系统。双坐标运动平台又称在实际中,步进电机驱动器要求的控制
10.机械毕业论文
机电一体化技术的应用与发展前景 摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。
文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。 关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。
硬件是由机械本体、传感器、信息处 理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下 几方面着手。
(一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。
只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性、灵 敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰 有着直接的关系。
为了避免电干扰,目前 有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信 息传感器来说,目前主要发展非接触型检 测技术。
(三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连。为进一步发展机电一体 化,必须提高信息处理设备的可靠性,包 括模/数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性,进而提高处理速 度,并解决抗干扰及标准化问题。
(四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。目前,正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元。
(五)接口技术 为了与计算机进行通信,必须使数据 传递的格式标准化、规格化。接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修, 而且可以简化设计。
目前,技术人员正致 力于开发低成本、高速串行的接口,来解 决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕 器的大容量化、小型化、标准化等问题。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展。
为 了减少软件的研制成本,提高生产维修的 效率,要逐步推行软件标准化,包括程序 标准化、程序模块化、软件程序的固化、推 行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展,在结构、功能、操作和控制精度 上都有迅速提高,具体表现在: 1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即 采用多C PU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、兼容性、符合接口标 准,能最大限度地提高用户的使用效益。 3、W O P技术和智能化。
系统能提供 面向车间的编程技术和实现二、三维加工 过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊 控制等智能机制。 4、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也 加强了C N C系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力,并将刀具 破损检测、物料搬运、机械手等控制都集 成到系统中去。 6、系统的多级网络功能,加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合,而是全局动态最优综合。
它 打破原有部门之间的界线,以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”,实现从经营 决策、产品开发、生产准备、生产实验到生 产经营管理的有机结合。企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥。
(三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统,主要由计算机、数控机床、机器人、料 盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。 它可以随机地、实时地、按量地按照装配 部门的要求,生产其能力范围内的任何工 件,特别适于多品种、中小批量、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。
(四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人, 它们只能根据示教进行重复运动,对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性;第2代机器人带有各种先进的传感元 件,能获取作业环境和操作对象的简单信 息,通过计算机处理、分析,做出一定的判 断,对动作进行反馈控制,表现出低级智 能,已开始走向实用化;第3代机器人即智 能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂 的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独 立行动,与第5代计算机关系密切。 三、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外。