温度传感器终检系统设计【含CAD图纸、说明书】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共46页)
编号：19745060
类型：共享资源
大小：1.89MB
格式：ZIP
上传时间：2019-06-07
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
45
积分
- 关 键 词：
-
含CAD图纸、说明书
温度传感器终检系统设计
系统设计【含CAD图纸
设计【含CAD图纸
CAD图纸】
含CAD图纸
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
摘要传感器终检系统就是以检测传感器各方面性能是否符合设计要求为目的的机电一体化系统。随着科技的更新和时代的发展，传感器以其特有的功能已逐渐成为众多产品实现其功能不可或缺的一部分，其产量以及应用范围与日俱增，影响力也越来越大。本次传感器终检系统设计主要分为三个工位，分别执行阻值检测、绝缘检测和打标三个功能。三个工位依次排列在同一直线上，有机械机构完成对目标件的检测。机械部分主要由一个主工作台，两个辅助台组成。传动部分选用气动滑台、气缸、摆动缸、气爪和步进电机带动的齿轮传送带来完成所需要的工作步骤。其中气动滑台执行x轴方向上的水平移动，气缸执行y轴方向的竖直运动，工件的夹取由气爪完成，最后的分拣由摆动气缸和气爪组合完成。电气部分设计主要应用的是PCL839+卡带动步进电机运动。步进电机与同步齿轮带相连接，从而执行工件的进给运动。输入输出部分选用的是PCI-1733 和PCI-1734，整个系统与PC相连，统一控制。程序部分使用的软件是labview，通过NI虚拟仪器完成整个系统的自动化工作。关键字：温度传感器 步进电机 labview 气压传动ABSTRACTFinal inspection system is to sensor detection sensor various aspects performance is comply with the design requirements for the purpose of mechanical and electrical integration system. Along with the technological updates and the development of The Times, the sensor by its unique function has gradually become numerous products realize its function, an integral part of its production and application scope, influence is also growing more and more big. This sensor final inspection system design are divided into three points, respectively carry out inspection, insulation resistance testing and marking three functions. Three points in the same line is lined up, a mechanical institutions to target a complete testing. Mainly by a mechanical parts of the main table, two support Taiwan composition. Transmission part choose pneumatic slippery platform, cylinders, swinging cylinder, gas claw and stepping motor driven gear transmission of the work necessary to bring complete steps. Including pneumatic slippery sets the x axis execution on the direction of movement, the level of the y direction cylinder execution vertical movement, the clip by the air claw, finally complete the sorting from swings cylinder and claw combination completed. The electric parts design main application is PCL839 + card drive stepping motor sports. Stepping motor and simultaneous gears connected with, and the execution in sports. Input/output part chooses is PCI-1733 and 1734, the whole system PCI with PC connected, unified control. Parts of the program using software is labview, through the NI virtual instrument to complete the entire system of automation work. Key word: temperature sensor step motor labview air pressure transmission.目录第一章 绪论11.1本课题的来源及意义11.2传感器的特点及当前形势11.3国内外发展前景及特点21.4本文的主要研究内容2第二章 温度传感器32.1 温度传感器的定义32.2温度传感器的分类3第三章 机械部分设计63.1机械部分的整体要求63.2机械部分整体框架的设计63.3机械导向装置的选择83.3.1采用电机与滚珠丝杠传动83.3.2采用液压传动83.3.3采用气压传动83.3.4传动方案的最终确定93.4传动装置的选择和设计93.4.1横向移动装置的选择93.4.2纵向运动装置的选取93.4.3被测件的夹取回收的选择93.5.1气爪的设计及抓取力计算93.5.2气缸1行程及参数计算113.5.3气缸2行程及参数计算113.5.4气缸的串联123.5.5摆动缸计算133.5.6气动滑台的选择143.5.7工作周期的计算153.5.8步进电机的选择依据163.5.9齿轮传动部分设计183.5.10轴承的选择设计20第四章 电气部分设计214.1电气部分总体设计214.2 PCL-839+214.2.1PCL-839+概述214.2.2PCL839+硬件设置234.2.3PCL-839+与外设连接244.2.4PCL-839+针脚描述254.2.5PCL 839+与步进电机的连接254.3PCI-1733284.3.1PCI-1733概述284.3.2 PCI-1733板卡的ID设置29图4.11 ID板卡设置294.3.3PCI信号连接294.4PCI-1734314.4.1PCI-1734概述314.4.2板卡的ID设置324.4.3信号连接33第五章 LabVIEW程序设计355.1LabVIEW概述355.1虚拟仪器方案355.2本次设计的labviEW程序35心得体会40致 谢41参考文献42第一章 绪论1.1本课题的来源及意义 顾名思义，传感器终检系统就是以检测传感器各方面性能是否符合设计要求为目的的机电一体化系统。随着科技的更新和时代的发展，传感器以其特有的功能已逐渐成为众多产品实现其功能不可或缺的一部分，其产量以及应用范围与日俱增，影响力也越来越大。因此，为了生产出更有质量的传感器，人们对传感器检测系统设计的要求也越来越高。没有精良的传感器检测系统，就不可能生产出质量过硬的传感器产品。本次的毕业设计针对的对象是热敏电阻，即温度传感器。主要测试的属性有两个：1温度传感器的阻值2温度传感器是否绝缘。在本系统中只有以上两个参数符合设计者的要求，才允许投入使用.作为产品出厂前的最后一道检查工序，其意义是不言而喻的，它对产品能否顺利执行功能及产品的生产环节是否需要调整起着至关重要的作用。另外，本系统经过部分改装重组还可以作为其他传感器的检测系统，具有较广的应用范围和较高的实用性。1.2传感器的特点及当前形势 传感器是国内外公认的前景广阔的高新技术产品，其主要的特点有技术含量高，经济效益好，渗透能力强，市场前景广等。 装备制造业在制造过程中及整机性能测试中会面对许多不同的机械量和几何量，有些设备在运行中还要经常对例如位移、速度、加速度、力、等机械量，长度、角度、形状、位置等几何量进行测量。在人们的实际社会生产实习中，从信号的角度来看，都需要通过传感器，将其转换成电信号(近代还可以转换成光信号)，而后再进行信号的多方面处理。 传感器产品的门类品种繁多，用于流程工业的主要有：温度传感器、压力传感器、重量传感器、流量传感器、液位传感器、氧敏传感器,各种力敏传感器、气敏传感器、分析仪表等，用于机械工业的还有：开关类的接近/定位传感器、安全门开关等安全传感器、旋转编码器、视觉传感器、速度传感器、加速度传感器等。目前国内传感器共分10大类，24小类，6000个品种。而国内品种更多，如美国约有17000种传感器，所以我国发展传感器品种的领域很宽广。1.3国内外发展前景及特点中国传感器的市场近几年一直持续增长，增长速度超过15%，于此的同时温度传感器的生产在世界范围内发展迅猛，平均增长率为9%。在中国，传感器主要应用于工业及，汽车产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的较大。改革开放以来，我国吸引了各国商家的投资，主要有西门子、欧姆龙、邦纳等公司，这便为国内的制造业发展提供了很大的动力，虽然我国国内传感器产业有一定程度的发展，但这还远远不能满足形势的要求。世界其他国家的传感器生产和研发的规模在不断壮大，以美国为例，它拥有生产和开发传感器的厂家多达1300多家，另外据不完全统计还有拥有100多个研究院所和院校。整体看来我国的传感器产业正稳步的发展，但步伐还不够快，还不足以适应当前该产业的更新。发达国家对传感器的发展也同样没有停歇，传感器产业日益成为装备生产中的重要角色。 1.4本文的主要研究内容 本课题主要对热敏电阻检测系统进行设计，分为三个工位，第一个工位检测电阻值，第二个工位负责检测内部端子与外壳是否绝缘，第三个进行打标。环境温度范围是1827，温度测试精度为0.5，直线三二工位布置，节拍为7.5s件。 第二章 温度传感器2.1 温度传感器的定义 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律性变化的物理性质主要有体。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。2.2温度传感器的分类1接触式温度传感器接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。它们被大量应用于各个部门。与此同时，在我们的日常生活中常常应用温度计。另外，随着低温技术在国防科技、空间科技、冶金技术、电子产品、食品工程、医药和石油化工等部门的普遍应用研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了深远的发展。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量1.6300K范围内的温度。总而言之，作为接触式温度传感器的当前的代表，地问温度计的应用范围越发广泛。2非接触式温度传感器非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，顾名思义，也成为非接触式仪表。这种传感器可用来测量运动中的物体、较小的目标和较低的热量或温度变化迅速（瞬变）对象表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 图2.1温度传感器最常用的非接触式测温度传感器基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法、辐射法和比色法。各类辐射测温方法只能测出对应的光度温度、辐射温度或比色温度。只有对黑体（吸收全部辐射并不反射光的物体）所测温度才是真实温度。如欲测定物体的真实温度，则必须进行材料表面发射率的修正。而材料表面发射率不仅取决于温度和波长，而且还与表面状态、涂膜和微观组织等有关，因此很难精确测量。在自动化生产中往往需要利用辐射测温法来测量或控制某些物体的表面温度，如冶金中的钢带轧制温度、轧辊温度、锻件温度和各种熔融金属在冶炼炉或坩埚中的温度。在这些具体情况下，物体表面发射率的测量是相当困难的。对于固体表面温度自动测量和控制，可以采用附加的反射镜使与被测表面一起组成黑体空腔。附加辐射的影响能提高被测表面的有效辐射和有效发射系数。利用有效发射系数通过仪表对实测温度进行相应的修正，最终可得到被测表面的真实温度。最为典型的附加反射镜是半球反射镜。球中心附近被测表面的漫射辐射能受半球镜反射回到表面而形成附加辐射，从而提高有效发射系数式中为材料表面发射率，为反射镜的反射率。至于气体和液体介质真实温度的辐射测量，则可以用插入耐热材料管至一定深度以形成黑体空腔的方法。通过计算求出与介质达到热平衡后的圆筒空腔的有效发射系数。在自动测量和控制中就可以用此值对所测腔底温度（即介质温度）进行修正而得到介质的真实温度。 非接触测温优点：测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800以上的高温，主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展，辐射测温 逐渐由可见光向红外线扩展，700以下直至常温都已采用，且分辨率很高。 3热电阻材料特性导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值推算出被测物体的温度，利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器，这种传感器主要用于-200500温度范围内的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料，热电阻的材料应具有以下特性： 电阻温度系数要大而且稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。 电阻率高，热容量小，反应速度快。 材料的复现性和工艺性好，价格低。 热敏电阻温度特性 在测温范围内化学物理特性稳定。 目前，在工业中应用最广的铂和铜，并已制作成标准测温热电阻。（1）铂电阻铂电阻与温度之间的关系接近于线性（如右图），在0630.74范围内可用下式表示RtR0(1+At+Bt2)在-1900范围内为RtR0(1+At+Bt2十Ct3) 。 式中：RO、Rt为温度0及t时铂电阻的电阻值，t为任意温度，A、B、C为温度系数，由实验确定，A3.968410-3/，B-5.84710-72，C-4.2210-l2/3。由公式可看出， 当R0值不同时，在同样温度下，其Rt值也不同。 （2）铜电阻在测温精度要求不高，且测温范围比较小的情况下，可采用铜电阻做成热电阻材料代替铂电阻。在-50150的温度范围内，铜电阻与温度成线性关系，其电阻与温度关系的表达式为RtR0(1+At)(2-3)式中，A4.2510-34.2810-3为铜电阻的温度系数。在测温精度要求不高，且测温范围比较小的情况下，可采用铜电阻做成热电阻材料代替铂电阻。在-50150的温度范围内，铜电阻与温度成线性关系，其电阻与温度关系的表达式为RtR0(1+At)(2-3)式中，A4.2510-34.2810-3为铜电阻的温度系数。 第三章 机械部分设计3.1机械部分的整体要求 在本次设计中，机械部分共要求三个工位，分别用于检测传感器阻值大小,绝缘与否和打标喷码。需将三个工位沿水平方向线性布置在工作台上，通过横向传动装置和纵向导向装置带动被测件运动，使被测件分别通过上述三个工位并与被测件接触，最终完成检测任务。因为系统工作过程中需要有电路板，动力源等部分，所以要求机械部分有足够空间容纳上述器件。3.2机械部分整体框架的设计检测产品性能的三道工序应该放在一个工作台上，我们不妨先设定它为主工作台，另外该系统还要有特定的空间去承载控制部分和动力源，电路板等元件，故可以给系统另外再增加2个工作工作台，称之为承载工作台。为增加检测系统的机动性，使其移动灵活，可以在系统底部按四个滑轮。而本设计的核心部分也就是主工作台设计部分。在三个工作台的支撑部分可以选用铝质型材，型材之间的连接利用的是型材连接架。结构图如下： 图3.1型材图3.2型材图3.3型材连接件3.3机械导向装置的选择3.3.1采用电机与滚珠丝杠传动伺服电机作为动力源，由滚珠丝杠和同步皮带等组成结构简单而效率很高的传动机构。它的传动精度定位也非常高。3.3.2采用液压传动 从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率最高，有很大的力矩惯量比，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。 从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应性快，能迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达100：l到2000：1；动作快速性好，控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，便于与电气控制相配合，以及与CPU(计算机)的连接，便于实现自动化。但是液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，因而不能用于如加工螺纹齿轮等机床的内联传动链中。油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。特别是液压技术不太普及的单位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验，培训液压技术人员的时间较长。3.3.3采用气压传动与液压传动相比，气压传动以空气为工作介质，工作介质获得比较容易，用后的空气排到大气中，处理方便，与液压传动相比不必设置回收的油箱和管道。因空气的粘度很小（约为液压油动力粘度的万分之一），其损失也很小，所以便于集中供气、远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。另外，同液压传动相比较，气压传动拥有更快速的动作、更敏捷的反应、日常维护与保养更加便捷、工作介质更加清洁安全且不存在介质变质等问题。与此同时，气压传动工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制优越。成本低，过载能自动保护。3.3.4传动方案的最终确定 气动和其他传动也控制方式比较，气动方式的要比机械方式和电器方式稍大，（可以达到数十KN），但其优点也相当明显，构造简单，受温度影响较小（不超过100），另外气动方式的维护相对简单，容易实现远程操作。本设计对传动力的要求不大，固不必要采用液压控制。又因为本次设计的传动过程中三个定位的要求精度不是很高，固不必要采用伺服电机传动；综上所述，本次设计的传动部分采用的是工作中几乎没有危险性，抗污染能力强，工作介质容易获得，性价比高且维护简单的气压传动作为最后的传动方案。3.4传动装置的选择和设计3.4.1横向移动装置的选择沿横向的传动选择，选用气动滑台作为传动机构。因为气动滑台即能使运动平稳迅速，又能相对精确的定位。使工件达到指定位置。本设计中的气动滑台有两个定位，一个是初始位置，一个是中间位置，气动滑台在这两个位置间带着两组气缸作往复运动从而实现检测过程。3.4.2纵向运动装置的选取 纵向进给运动，选取气缸作为纵向进给单元。可以选取两个气缸组合成一个进给单元，从而增加精度。在更贴近低端的气缸上加一个探针，探针一面连接预先设计好的电路，另一面连接被测件。完成纵向移动并测量的目的。3.4.3被测件的夹取回收的选择被测件的夹取装置采用气动夹爪，要求气动夹爪的抓力大于被测件的最小夹取力。另外，打标工序完成后需要一个摆动爪，将合格的工件传递到工件箱里。 3.5方案验证及具体参数计算3.5.1气爪的设计及抓取力计算本次毕业设计分别在三个位置执行三个工序,所以要选用三个气爪去抓取被测件,检测过程中的被测检始终没有变化,即外形尺寸和质量一定,故选用的三个气爪的型号也完全相同。被测件的质量大约在250g到300g之间，因为系统工作过程中气爪夹取工件后是指方向上运动，即克服被测件自身重力做工，故所选用的气爪抓取力应为F=mg=0.310=3N所以在以上抓取力的限定下，可以选取空间尺寸最为合适的气爪来完成本系统的具体要求。本次设计中的三个气爪选用瑞安市经纬气动液压元件有限公司的MHC2 图3.4气爪性能指标3.5.2气缸1行程及参数计算气缸1即为带动气爪上下运动气缸，其位于工作位置低位时实现的是为气爪抓取工件提供空间，其位于工作位置顶端是实现的是在工件被夹住横向运动通往下一个工位时能够不触碰其构件。气缸1的程为10mm，缸径选用r=20mm的单柱塞式气缸。在系统中，该型号的气缸共有两个，平行放置，工作频率和顺序也完全一致。图3.5气缸1 表3.1气缸1性能指标型号 MB1/MDB1动作形式单杆双作用缸径32,40,50,53,80,100,125特长1拉杆内置结构，可安装刚性开关槽丝，防止灰尘进入堆积。 2带磁性开关（MDB1系列）。3.5.3气缸2行程及参数计算气缸2的主要作用是与检测被测件，在气缸2的伸出杆端安装一个连接了预先检测电路的探针，通过气缸2的伸缩，带动探针同步运动，当气缸2处于工作位置低端时，系统处于检测状态，工位1检测阻值，工位2检测绝缘。当气缸2处于顶端时，工件的位置处于调整状态，探针不与被测件接触，气缸2不工作。气缸2的行程为20mm，缸径选用r=5mm的单杆柱塞式气压缸。在本系统中，选用2个该型号的柱塞气压缸，分别连接两个探针，探针连接两个不同的预设电路，从而完成对被测件的检测。图3.6气缸2表3.2 气缸2性能指标型号CJP2/CDJP2/CJP作用方式单缸双作用缸径4,6,10,15特长1缸径4-5st也可安装2个磁性开关。 2能连接2快换接头、速度控制阀。 3带磁性开关(CDJP2系列：CDJP2)3.5.4气缸的串联本次设计，气缸1和气缸2都完成竖直方向上的进给运动，又是成对出现的，所以本人考虑将两个气缸在纵向连接起来从而节省了空间，同时提高了系统的整体工作效率。而连接两个气缸的构件选用一个L型连接件，该件的形状就是一个L型的立体形势，横短边的上侧与气缸1的输出端相连接，竖长边的外侧与气缸2相连接，这样就可以使整个系统的结构得以简化。图3.7气缸组合体3.5.5摆动缸计算摆动气缸是一种在小于360角度范围内作往复摆动的气缸，它是将压缩空气的压力转化为机械能的装置，输出力矩是结构实现往复摆动。常用的摆动气缸的最大摆动角度为90 180 270.由于摆动缸输出轴承受扭矩，对冲击力的耐力小，因此，如摆动气缸速过快或受到驱动物体的冲击作用，将用以损坏，故需要采用缓冲机构或制动器。本系统中的摆动气缸采用的摆动角度是90摆动缸上面固定的是气爪，当工件检测合格以后摆动缸通过转动和气爪的抓取，把合格件放入指定位置准备包装出厂。图3.8摆动缸表3.3摆动缸性能型号CRB2/CDRB2作用方式单叶片缸径摆动角度10,15,20,30,4090,180,270特长磁性开关安装位置可以移动到任意位置。 可直接安装。 配管方向有缸体侧面和轴向两种。(带有磁性开关和角度调整的配管方向只能选择缸体侧面) 最低使用压力：0.2MPa(缸径10)0.15MPa(缸径1540) 带角度调整的可以调整到任意角度。 附带磁性开关(CDRB2系列：CDRB2W、CDRB2WU)3.5.6气动滑台的选择本次的系统设计，工位间的距离定位150mm，由气动滑台带动两对气缸在水平方向上运动，所以气动滑台的行程选用150mm.经对比分析，本套设计方案选用SMC(中国)有限公司的产品图3.9气动滑台表3.4气动滑台性能指标 型号 MXY作用方式双作用缸径6,10,12特长高刚性、高精度、最400mm行程。该型号气动滑台的突出优点是高韧性和高精度，另外其400mm的行程也足以满足本次设计的要求。3.5.7工作周期的计算根据系统的设计要求，7.5秒要完成一个工件的检测。系统工作的流程如下原始状态：1、2工位的气缸1伸出，气缸2处于收缩状态，气动滑台处于初始位置。1被测件送到指定位置，气缸2带动探针向下运动，使预设电路与被测件接触。2探针接触后，预设电路马上工作，并记录该件该属性数据。3测量结束，气缸2带动探针向上运动，恢复到初始位置，同时气爪夹取被测件。4气缸1通过L型连接件带动已经抓取被测件的气爪向上运动至气缸1的顶端，此时气缸1恢复收缩状态。5气动滑台水平运动，将两组气缸和抓取工件的气爪送到下一个工位。6气缸1向下运动再次回到伸出状态。7气爪松开。8气缸1向上运动到顶端。9气动滑台水平运动回到初始位置。10气缸1向下运动到低端。此时1、2工位都有工件，再次重复以上1至10运动后，1、2、3工位都被侧件在。1、2工位不变，3工位在1、2工位进行测量的时候完成打标，在1、2工位进行夹取的时候3工位也同时夹取，1、2工位夹取后向上运动时，3工位摆动气缸摆动至90处，1、2工位横向移动完毕松开工件时，3工位的气爪也松开工件，1、2工位回到初始位置时，3工位的摆动缸也旋转回到初始位置。以上三个工位公用7.5秒完成，所以每个工序所用时间为2.5秒。所以以上十个工步每一个的周期是0.25秒。3.5.8步进电机的选择依据步进电机又称电脉冲马达，是伺服电机的一种，步进电机可以按照输入的脉冲指令一步步地旋转，即可将输入的数字指令信号转换成相应的角位移和转速。因此，它实质上也是一种数模转换装置，由于步进电机成本较低，易于采用计算机控制，因而被广泛应用。步进电动机是一种将脉冲信号变成角位移的电磁装置，其转子的转角与输入的电脉冲数成正比，速度与脉冲频率成正比，而运动方向是由步进电动机的各项通电顺序来决定，并且保持电动机各项通电状态就能使电动机自锁。因而步进电机具有控制简单，运行可靠，惯性小等优点。但其缺点是调速范围窄，升降速响响应慢，矩频特性软，输出数据力矩受限。步进电动机的主要性能指标及选择：（1）步距角：步距角是指每给一个电脉冲信号，电动机转子所对应转过角度的理论值，它是步进电动机的主要性能指标之一。不同的应用场合，对步距角大小的要求不同。它的大小直接影响步进电动机的起动和运行频率。因此，在选择步进电动机的步距角bimin=30.45=1.35。（2）精度：步进电动机的精度有两种表示方法：一种用步距误差最大值来表示；另一种用步距累积误差最大值来表示。最大累积误差是指任意位置开始经过任意不之后，角位移误差的最大值。最大步距误差是指电动机旋转一转内相邻两步之间最大步距和理想步距角的差值，用理想步距角的百分数来表示。（3）转距 1） 保持转距是指绕组不通电是电磁转距的最大值或转角不超过一定值是的转距值。2） 静转距是指不改变控制绕组通电状态，即转子不转情况下的电磁转距。负载转距TL与最大静转距的关系为 TL=(0.30.5) Tsmax为保证步进电动机在系统中正常工作，还必须满足：TstTLmax式中：Tst为步进电动机起动转距；TLmax为步进电动机最大静负载转距。通常取 Tst=TLmax/（0.30.5）以便有相当的力矩储备。步距误差和累积误差是两个概念，在数值上也不一样，这就是说精度的定义没有完全统一起来，从使用的角度看，对大多数情况来说，用累积误差来衡量精度比较方便。3） 动转距是指转子转动情况下的最大输出转距值，它与运行的频率有关。（4）响应频率是指在某一频率范围，步进电动机可以任意运行而不丢失一步，这一最大频率。通常用起动频率fst来作为衡量的指标，它是能不丢步的起动极限频率，有时也叫做突跳频率或牵如频率。对于一定的步进电动机及驱动器，起动频率的值与负载的大小有关，负载的大小包含转距和负载转动惯量两个方面的意义。技术参数中常给出空载起动频率f0st,它随负载的增加而显著下降，选用时应注意这一点。（5）运行频率是指频率连续上升时，电动机能不失步进行的极限频率。它的值也与负载的大小有关。在相同的负载情况下。连续频率fc值远大于响应频率或起动频率f0st。（6）起动转距特性是指在给定的驱动条件下，负载惯量一定时，起动频率与负载转距之间的关系。（7）起动惯性特性是指负载一定时，起动频率与负载惯量的关系。（8）运行距频特性是指在负载惯量不边时，运行频率与负载转距之间的关系。上述各项是步进电动机驱动系统的综合指标，是生产厂家产品出厂时应提供的。这些指标既反映出步进电动机性能的优劣，又是步进电动机驱动系统选用和静态特性计算的重要依据。本次设计中,工件每2.5秒完成一个工位的检测,故在齿轮传送带上每2.5秒就要求有送上一个件，传送带的长度为120mm，在传送带上储存15个工件，每个间距12mm，所以步进电机运动一次要事传送带运动8mm。取脉冲当量为=0.007mmP=10mm取齿轮的传动比i=3则步进电机的步距角为 =360=0.945所以选用42BYG111型号永磁感应子式步进电机 表3.5步进电机性能指标步进电机的步距=0.9最大静转矩M=0.078Nm空载启动频率V = 800步s电感A=22mH电阻R=38欧姆转子转动惯量J=0.273.5.9齿轮传动部分设计 传动比选用i=3（1）确定齿轮类型，精度等级，材料及齿数。选直齿圆柱齿轮。由参考文献选取大小齿轮的材料均为45#，齿面硬度为165-227HBS。选取精度等级为7级.（2）确定齿轮数及布局方案由于受到空间限制，本设计采用设计一个减速箱外接到工作台底部的方法实现步进电机对传送带的带动。 图3.10 二级减速箱原理图令齿轮的模数m=3齿轮1与齿轮2的传动比i1=1.5齿轮3与齿轮4的传动比i2=2从而达到系统的整体传动比i=i1*i2=1.5*2=3因为四个齿轮的模数都为3，所以要靠齿数来达到传动比的要求令齿轮1的齿数z1=12则由于1/i1=z1/z2所以 z2=z1*i1=12*1.5=18令齿轮3的齿数z3=12 1/i2=z3/z4所以 z4=z3*i2 =12*2 =24分度圆直径 D1=mz1=3*12=36 D2=mz2=3*18=54 D3=mz3=3*12=36 D4=mz4=3*24=72齿顶圆直径 Da1=m*（z+2）=3*14=42 Da2=60 Da3=42 Da4=78齿根圆直径 Df1=m*（z-2.5）=3*9.5=28.5 Df2=46.5 Df3=28.5 Df4=64.5中心距 A1=1/2m(z1+z2)=3*(12+18)/2=45 A2=543.5.10轴承的选择设计由于轴的外径是8mm，所以本次轴承的选择也要求其内径为8mm，在本次设计中我选用深沟球轴承，内径为8mm，外径为22mm。选用608CE型号第四章 电气部分设计4.1电气部分总体设计本设计电气部分用的是PCL-839+作为步进电机控制卡，选用PCI-1733作为输入卡，PCI-1734作为输出卡的控制系统。操作人员通过对PC的指令控制来完成系统工作的任务。4.2 PCL-839+4.2.1PCL-839+概述PCL839+是一款3轴步进电机控制卡，可以直接通过操作该卡的I/O寄存器对每个轴进行控制。他可以完成对3个步进电机的独立，同步控制。它拥有线性和圆弧插补并运用光隔离输出。与此同时，每轴有5路用于行程开关的隔离数字量输入。步进速率可以达到250 Kpps且拥有16路DI和16路DO。产品的外形规格见图4.1、4.2。图4.1 PCL839+ 图4.2.1 产品规格 图4.2.2 产品地址4.2.2PCL839+硬件设置1） PCL-839+基地址设置，通过板卡上的拨码开关实现。见图4.3。图4.3 基本地址设置硬件地址列表见图4.4图4.4硬件地址2） PCL-839+中断跳线设置：通过板卡上的 JP4 进行设置，见图4.5。图4.5板卡设置3) 板卡安装： I.关闭计算机电源；II. 将 PCL-839+卡插在计算机的任一 ISA 槽上；III. 重新开启计算机，打开 Device Manager 进行设置。注意：中断和基地址请使用计算机中没有被占用的中断和地址，否则板卡无法正常工作；建议对于 ISA 总线的板卡，在设定中断时，最好在 BIOS 中板卡所使 用的手动分配给 ISA 总线4.2.3PCL-839+与外设连接图4.6PCL-839+ DB-37 针脚定义图4.2.4PCL-839+针脚描述 表4.14.2.5PCL 839+与步进电机的连接1） 隔离输出，需外接电源。注意：输入 EXT.VCC 的电压决定了输出脉冲的电压。如输入+5V 电压，输出电压的高电平为+5V，同时每一轴的电源都要单独共给，如需要驱动前两个电机，那么 pin2 与 pin21、pin5 与 pin24 都要分别接入电源。（见图4.7） 图4.7隔离输出连接2）非隔离输出，使用 PC 机提供的 12V 电源。此电压可以从 CN1/2 的+12V 处接出。（见图4.8） 图4.8非隔离输出连接3） TTL 输出，使用 PC 机提供的+5V 电源。此电压可以从 CN1/2 的+5V 处接出。（图49）图4.9TTL 输出连接4） 电流的输出（图4.9） 图4.10 电流输出接线的注意事项：1. 信号线必须远离动力电源线、大电动机、断路器、电焊机等大的电磁源以及视频监视器等；2. 如果信号线穿过，必须单独隔离，采用屏蔽双绞线作为输入信号线，并且屏蔽双绞线的隔离层只能接一端的地；3. 信号线和电源线不能布置同一管道中；4. 如果信号线和电源线必须平行放置时，两线之间必须保持足够的距离；5. 如果使用递增/递减计数方式，请参考上图接线方法，不要有悬浮的信号，否则采集的结果不可预计。4.3PCI-17334.3.1PCI-1733概述PCI-1733是一款提供离32位隔离数字量输入卡，隔离保护电压可以达到2500VDC。它是要求采取高电压隔离工业应用的理想选择。它具有强大的保护功能，较宽的输入范围，适用于很多供电电源12VDC和24VDC的工业场合。它是一款PCI总线卡，完全符合PCI总线的REV2.1标准。所有与总线相关的配置，比如基地地址和中断分配等都由软件自动生成。用户无需进行跳线或DIP拨码开关的配置。PCI带有一个DIP拨码开关，当PC机箱中安装了多块PCI-1733采集卡是，可适用此开关来定义每块卡的ID。当用户适用多块PCI-1733采集卡构建自己的系统时，ID设置功能极为有用。如果采集卡的设置正确，用户可以很方便的在硬件配置和软件编程中区分和访问每块采集卡。4.3.2 PCI-1733板卡的ID设置 1代表开启，0代表关闭。图4.11 ID板卡设置4.3.3PCI信号连接PCI有一个DB-37接口，管脚如图4.12 图4.12 管脚图PCI-1733提供32路隔离数字量输入通道，每个通道可接收5V到30V的电压输入，每八个通道共享一个外部地址。（如图4.13） 图4.13外部地址图4.4PCI-17344.4.1PCI-1734概述PCI-1734是一款提供离32位隔离数字量输入卡，隔离保护电压可以达到2500VDC。它是要求采取高电压隔离工业应用的理想选择。它是一款PCI总线卡，完全符合PCI总线的REV2.1标准。所有与总线相关的配置，比如基地地址和中断分配等都由软件自动生成。用户无需进行跳线或DIP拨码开关的配置。PCI带有一个DIP拨码开关，当PC机箱中安装了多块PCI-1733采集卡是，可适用此开关来定义每块卡的ID。当用户适用多块PCI
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号