自动点焊机的设计【5张CAD图纸和文档完整资料】
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点焊机自动控制系统的设计与实现学 生：胡仁俊指导教师：施保华（三峡大学 电气与新能源学院）1.课题来源及行业背景随着计算机控制技术的迅速发展，触摸屏和PLC在工业控制中的应用越来越广泛。在消音金刚石圆锯片的生产过程中,其基体的焊接水平是锯片质量保证的先决条件。而传统的手工焊接方式无法满足高精度的焊接要求。由此，研究新型自动化装置控制的焊接系统显得尤为重要。本课题是指导老师在大规模生产的具体要求下，要求工作台按要求进行动作，在现代工业控制系统日益发达的时代背景下应运而生的，电焊机的自动控制为工业生产带来很大的方便，使自动化在生产中得到很好的利用。2.研究的目的和意义2.1解决人工无法完成的困难随着科技的进步和发展，工业生产的方式正在发生巨大的变化，从传统的手工作坊式的劳动，逐渐演变成自动化、智能化的生产方式，本项目自主设计研发的焊接集散控制系统能使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致，提高了产品质量，从而提高产品的经济效益，也使得企业的技术和管理自动化水平提高。该产品突破传统锯片基体制造方法 ,采用2张相同金属基体中间夹一层阻尼材料 (三明治复合锯片基体) ,有效地解决了环保消音降噪问题.自主设计研发基于人机界面的PLC控制焊接自动化系统可以将其三合一 ,而且能使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致 ,解决了焊后变形大的问题。而使用手工焊接方法工作量较大，而且难于保证焊接质量。现设计焊接自动化工作台，提高产品加工质量。2.2提高生产效率在当今社会的大规模生产过程中，人力的局限性无法跟上工业自动化时代的工作效率，所以企业为了提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，自动化生产线也逐渐被企业所认同并采用。点焊机自动控制系统是按照给定程序、轨迹和要求实现自动移动、焊接的操作的自动控制装置。实现了自动化的工作并减少了很多不必要的人工劳动，极大的提高了生产的效率。2.3改善现有点焊机的工作性能点焊机的工作原理是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。现设计焊接自动化工作台，提高产品加工质量和加工效率。自动化工作台主要完成旋转、 进退和抬升动作。自动化焊接过程满足焊接工艺 (隔点焊接，内外圈焊点错位和工件压紧防变形)要求.项目研发的系统将从焊点分布、焊接顺序、时间、电流、 温度、受力和平面度等方面保障基体质量 ,使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致，解决焊后变形问题，并提高生产效率，降低次品率，从而提高生产的经济效益，也使得整个技术和管理的自动化水平提高.3.国内外的研究现状和发展趋势3.1国内电焊机科技水平及发展趋势(1)手工电弧焊机逆变式手工电弧焊机已大部分采用了IGBT等新型电子元器件，并在某些场合部分替代了弧焊整流器，但其可靠性与一般手工弧焊机相比尚有差距。今后应开发适宜于苛刻焊接环境条件的、可靠性高的、多用途的逆变式焊机。(2)MIG/MAG焊机要继续开发推拉式送丝机构、脉冲MIG/MAG焊机使之在引弧、收弧、减少飞溅等方面有明显的改进，用微处理器控制的送丝机构亦是开发的方向。(3)TIG焊机广泛应用于不锈钢焊接，因此发展较快的磁放大器式或晶闸管式，仅一小部分为逆变式。交流TIG焊机大多已采用矩形波输出，大部分用电子及磁场混合控制以获得矩形波，最近国内亦出现了逆变式交流矩形波TIG焊机，但还有待于市场的考验。国内宇航工业要求焊接较厚的长焊缝，需用电流在500A以上、负载持续率100%的大容量TIG焊机，此类产品国内尚属空白。(4)埋弧焊机有必要进一步发展2000A以上的大容量埋弧焊机。埋弧焊机的操作部份大多为单一的中型小车结构，不够灵活。应发展轻型及重型小车结构，并可加装成双丝或多丝结构，以利于提高生产率。(5)电阻焊机目前电阻焊机属中等容量，较大的如400kVA以上及适宜于小型、微型结构的1kVA以下的精密电阻焊机则较少。点、凸焊控制器虽有进步，但大多为合资企业产品，为保证质量，关键部份依赖进口。因此，开发和研制出自行设计制造的控制器亦是方向之一。3.2国外电焊机科技水平的现状和发展(1)逆变焊机某些著名的电焊机生产厂对逆变焊机的不断改进，使它的可靠性已接近一般电焊机的故障率，即1%左右。利用逆变焊机的固有的特征，使电弧控制迈出了新的一步。(2)非传统（非电弧、电阻）焊技术的应用和设备发展迅速，现已有：摩擦缝焊(FrictionSeamWelding）、摩擦搅拌焊(FrictionStirWelding）、摩擦堆焊(FrictionSurfacing)、摩擦插入焊(FrictionPlunge)、摩擦切割(FrictionCutting)等等。(3)微处理器及计算机已普遍应用，但距完全的智能控制尚有距离。(4)焊接机器人的应用更为广泛。(5)小型、微型电阻焊机日趋成熟和普及。3.3复合圆锯片的发展趋势目前复合锯片的使用范围越来越广，在实际使用过程中对其各项性能的要求也越来越高，相应的检测方法也要能满足要求。随着复合锯片检测方法研究的不断深入，其发展有以下几个趋势:(1)热稳定性。现在研究复合片的热稳定性不可避免地要涉及到热损伤的概念，它是指PDC由于受热引起的损伤。可以采用对热处理前后的复合片进行SEM观察，以了解损伤的形貌、程度和特点，这种方法可以用来判断复合片的热稳定性，其优点是可以分析复合片产生损伤的原因，进而找到解决的办法，相应地可以提高复合片的热稳定性。76(2)残余应力检测。金刚石复合片内部的残余应力影响复合片的热稳定性及抗冲击性能，而且主要以热残余应力为主，通过中子衍射法可以对复合片内部的残余应力进行表征，并得到具体数值。(3)耐磨性。从复合片的微观结构方面进行其耐磨性的检测，用X射线衍射方法、Raman光谱法及电镜法等11-12对复合片进行综合测试。不仅可以准确测得复合片的耐磨性，更能找出影响其耐磨性的内在原因，提高复合片的耐磨性。(4)冲击性能。由于复合片在实际使用中受冲击破坏一般有2种，一种是受到多次冲击而破坏，还有一种是突然受到巨大冲击力而破坏。因此一般在检测复合片冲击性能时，要同时检测其最大抗冲击性能及抗冲击韧性。4.研究的主要内容4.1点焊机的基本工作原理点焊机系采用双面双点过流焊接的原理，工作时两个电极加压工件使两层金属在两电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电阻点形成瞬间的热熔接，且焊接电流瞬间从另一电极沿两工件流至此电极形成回路，不伤及圆锯片的内部结构。点焊机自动控制系统的工作台旋转和进退运动采用步进电动机及驱动器控制，保证较高的定位精度。4.2 系统方案此次研究的课题是来源于自动化专业在企业生产实际过程中的圆锯片焊接实用流程，所设计的是点焊机自动控制系统。利用PLC来控制，用步进电机来驱动点焊机，来实现点焊机的运行。控制中心采用可编程控制器（PLC）和触摸式液晶显示屏进行操作，比传统的控制中心更具有直观性和可操作性。点焊机的工作原理十分简单，采用S7200对步进电机进行控制，从而达到点焊机多点运动和工作台的旋转和进退运动的目的。通过S7200PLC对步进电机的正反转的控制，可使点焊机的焊接触头运动到不同的工位。驱动步进电机使运动方向沿X轴Y轴的方向来进行工作。点焊机的控制系统中由PLC、传感器、步进电机、驱动器、电磁阀、点焊枪等元器件组成。5.工作的主要阶段、进度(1)2011年秋季学期第11周（2011年11月18日前）接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定。(2)2011年秋季学期第1217周阅读指定的参考资料及文献（包括10万个印刷符号外文资料），基本完成开题报告、外文翻译等任务。(3)2011年秋季学期第18周进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计（论文）规范要求。(4)2011年秋季学期第19周（2012年1月13日前）上交开题报告、外文翻译，指导教师批阅。(5)2012年春季学期第11周（2012年4月30日前）按照开题报告的技术路线和设计方案进行总体设计。(6)2012年春季学期第14周完成硬件选型和程序开发设计，完成试验制作与调试任务。完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。(7)2012年春季学期第15周（5月25日至5月27日）毕业答辩6.最终目标及完成时间通过查阅相关的文献和资料，了解点焊机自动控制系统的工作流程，通过设计点焊机自动控制系统，达到课题预期的基本要求。能够正常运行，可进行模拟调试。可使点焊机能够在所要求的不同工件型号下正常的运行工作。完成时间：第15周7.现有条件及必须采取的措施现有STEP7软件和Wincc flexible软件，可以完成PLC的编程设计和触摸屏的模拟实现，在设计过程中需要采用工程软件进行模拟调试。8.协助单位及要解决的主要问题本课题要完成具体的硬件设计和实现，需要得到学院的大力支持和帮助。 参 考 文 献1. 张进秋.陈永力.张中民. 可编程控制器原理及应用实例.机械工业出版社.2004.12. 李新.张文涛. 可编程序控制器在机械手设计中的应用.山东煤炭科技.2002.53. 周虹. 气动与PLC技术相结合在机械手设计中的应用.液压与气动.2004.34. 李春菊.王迎旭. 普通机械手PLC与触摸屏全自动控制设计.湖南工程学院学报.2004.35. 王迎旭.李春菊.施晚蓉. 触摸屏与PLC在全自动双面钻控制系统中的应用.湖南工程学院学报.2004.46. 朱光力. 三坐标气动机械手控制回路设计.机械设计与制造.2003.27. 董继成. 用PLC控制生产线自动机械手.中国仪器表厂.2004.28. 求是科技.PLC应用开发技术与工程实践.人民邮电出版社.2005.19. 邹金慧.可编程控制器及其系统.重庆大学出版社.2002.1110. 袁艳敏.PLC在机械手自动控制系统中的应用西安航空技术高等专科学校学报.2004.911. 邓昌奇.熊德琴.张立斌. PLC在工业机械手中的应用研究机电工程技术.2004.412. 刘连胜.王英东.PLC和触摸屏控制系统的应用.中国棉花加工.2002.413. 蒋少英. PLC控制的机械手.微计算机信息.2002.214. 胡冰.吴升艳.岳春生.ADS7843触摸屏接口.解放军信息工程大学.2001.1215. 邓辉.孙富春.孙增圻.机械手的模糊逆模型鲁棒控制（英文）.自动化学报.2001.4XX大 学毕业设计（论文）开题报告 课题名称 自动点焊机的设计 系 部 XX系 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师（签名） 年 月 日教研室主任（签名） 年 月 日XX大学本科生毕业设计（论文）开题报告学号学生姓名系部专业年级指导教师职称设计（论文）题目自动点焊机的设计本课题国内外研究动态及意义：随着社会和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发生着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐渐演变成自动化、智能化的生产方式，人类也逐渐无法完成某些 生产过程，所以为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具点焊机。与此同时也出现了一些新的生产活动，在这些生产活动中，有些是属于高危险的，对人体伤 害较大，有些领域不适宜人类工作长时间的工作，点焊机则正好适应这类工作。防止了一些化学物品对人类的伤害。 在当今大规模制造业中，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，工业机器作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器的技术水平和应用 程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业焊接机主要承担着焊接、喷涂、搬运等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再 现的方式。 点焊机是按照给定程序、轨迹和要求实现自动移动、焊接的操作的自动机械装置6。实现了自动化的工作并减少了很多不必要的人工劳动。本文对多工位点焊机利用PLC的控制进行了详细的研究。 点焊机的工作原理是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的7。点焊机是由焊头、点焊枪等组成。点焊枪是四工位点焊机电气控制系统的核心。利用电磁阀控制点焊枪的伸缩及温度解决人工无法完成的困难随着科技的进步和发展，工业生产的方式正在发生巨大的变化，从传统的手工作坊式的劳动，逐渐演变成自动化、智能化的生产方式，本项目自主设计研发的焊接集散控制系统能使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致，提高了产品质量，从而提高产品的经济效益，也使得企业的技术和管理自动化水平提高。C控制焊接自动化系统可以将其三合一 ,而且能使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致 ,解决了焊后变形大的问题。而使用手工焊接方法工作量较大，而且难于保证焊接质量。现设计焊接自动化工作台，提高产品加工质量。提高生产效率在当今社会的大规模生产过程中，人力的局限性无法跟上工业自动化时代的工作效率，所以企业为了提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，自动化生产线也逐渐被企业所认同并采用。点焊机自动控制系统是按照给定程序、轨迹和要求实现自动移动、焊接的操作的自动控制装置。实现了自动化的工作并减少了很多不必要的人工劳动，极大的提高了生产的效率。改善现有点焊机的工作性能点焊机的工作原理是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。现设计焊接自动化工作台，提高产品加工质量和加工效率。自动化工作台主要完成旋转、 进退和抬升动作。自动化焊接过程满足焊接工艺 (隔点焊接，内外圈焊点错位和工件压紧防变形)要求.项目研发的系统将从焊点分布、焊接顺序、时间、电流、 温度、受力和平面度等方面保障基体质量 ,使焊接部分与非焊接部分硬度均匀一致，解决焊后变形问题，并提高生产效率，降低次品率，从而提高生产的经济效益，也使得整个技术和管理的自动化水平提高.毕业设计(论文)研究内容、拟解决的主要问题：下面的丝杆为 X轴 上面横着的为Y 轴 上面竖着的为Z 轴 都用电动机带动。 X Y 实现定位 Z 实现点焊 将上图 Z 轴上的物体（画红圈的） 换成焊头。焊头是装上弹簧 有缓冲等。防止撞坏工作台就行。滚珠丝杆螺母副跟总体尺寸都由你们确定。总装配图要有总体尺寸 装配尺寸 还要有技术要求等。 设计说明说主要包括 丝杆螺母副的选择 电动机的选择 还有焊头的设计 如何实现自动点焊等 成本设计等。大概10000字左右。Y轴和Z轴采用丝杠传动X轴采用丝杠加导轨形式电焊头缓冲装置结构示意图毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：1、查阅设计资料和手册，了解基本结构和原理；2、确定工作机的主要动力和运动机构；3、零部件的设计及其主要零件图和装配图的详细绘制。目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 绪论71.1 选题的依据及意义71.1.1 选题的依据71.1.2 选题的意义71.2 研究现状及发展趋势71.2.1 自动点焊机研究现状81.2.2 自动点焊机机构设计的发展趋势91.3 本课题的研究设计内容及方法9第2章 自动点焊机构总体设计102.1 设计原理102.2 导向杆机构的选用要点112.3 方案讨论122.4 本章小结12第3章 自动点焊机Y向结构设计133.1丝杠螺母导程的确定133.2确定丝杠的等效转速133.3 丝杠的等效负载133.4 确定丝杠所受的最大动载荷133.5 计算轴承动载荷143.6 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算143.7 丝杠的扭转刚度153.8 传动精度计算153.9 电动机的计算选择16第4章 自动点焊机X向结构设计174.1滚珠丝杠螺母副的计算和选型174.2 精度的选择174.3丝杠导程的确定174.4 最大工作载荷的计算174.5 最大动载荷的计算184.6 滚珠丝杠螺母副的选型184.7 滚珠丝杠副的支承方式194.8 传动效率的计算194.9 刚度的验算194.10 稳定性校核204.11 临界转速的验证214.12 步进电机的选择224.13 滚动直线导轨副25第5章 自动点焊机Z向结构设计275.1 Z向精度设计275.2 滚珠丝杠疲劳强度275.3选用滚珠丝杠285.4 滚珠丝杠稳定性验算285.5 滚珠丝杠刚度验算295.6 滚珠丝杠效率验算305.7 Z向电机选型30第6章 焊头设计326.1 焊头设计326.2 自动点焊设计33第7章 成本设计34总结与展望35致 谢37参 考 文 献38步骤(1)XX（时间）-XX（时间）接受毕业设计任务书，学习毕业设计（论文）要求及有关规定。(2) XX（时间）-XX（时间）阅读指定的参考资料及文献（包括10万个印刷符号外文资料），基本完成开题报告、外文翻译等任务。(3) XX（时间）-XX（时间）进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计（论文）规范要求。(4)2 XX（时间）-XX（时间）上交开题报告、外文翻译，指导教师批阅。(5) XX（时间）-XX（时间）按照开题报告的技术路线和设计方案进行总体设计。(6) XX（时间）-XX（时间）完成图纸论文任务。完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。(7) XX（时间）-XX（时间）毕业答辩主要参考文献：1 原 魁工业自动点焊机发展现状与趋势JMC 现代零部件,2007,(01):3334.2 张效祖工业自动点焊机的现状与发展趋势J. WMEM,2007,(05):2526.3 宋海宏自动点焊机技术展望J.山西煤炭管理干部学院学报,2006,(04):4345.4 吴林全球工业自动点焊机产业现状与趋势J .机电一体化,20006,(02):5657.5 坪岛茂彦 中村修照 .电动机实用技术指南M .北京：科学出版社，2003.6 熊有伦自动点焊机技术基础M.武汉：华中科技大学出版社，1996.7 温效朔自动点焊机技术在农业上的开发与应用现状M .合肥：安徽农业科学，2007，(11)：124125.8 周伯英工业自动点焊机设计M北京：机械工业出版社，1995.9 吴林，张广军，高洪明.自动点焊机技术M.北京：机械工业出版社,2000.10 吴宗泽机械零件设计手册M北京：机械工业出版社,2002.11 I.OM.索罗门采夫.工业自动点焊机图册M北京：机械工业出版社,2005.12 郑相锋，胡小建弧焊自动点焊机焊接区视觉信息传感与控制技术J点焊机，200513孔宇，戴明，吴林自动点焊机结构光视觉三点焊缝定位技术J焊接学报，199714章向明等工程力学教程M北京：科学出版社，200715濮良贵等机械设计M北京：高等教育出版社，200716 孙恒，陈作模等.机械原理M北京：高等教育出版社，2007是否可以进入设计（论文）研究：指导教师签名：年 月 日是否可以进入设计（论文）研究：教研室(系、研究所)主任签名：年 月 日宁XX大学毕业设计(论文)自动点焊机的设计所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师 年 月 日摘 要 随着工业水平的发展,重要的大型焊接结构件的应用越来越多,其中大量的焊接工作必须在现场作业,如自动点焊机、大型舰船舱体、甲板的焊接、大型球罐(储罐)的焊接等。而这些焊接场合下，自动点焊机要适应焊缝的变化，才能做到提高焊接自动化的水平。无疑,将自动点焊机技术和焊缝跟踪技术结合将有效地解决大型结构件野外作业的自动化焊接难题。因此自动点焊机的设计对于解决这一难题至关重要。关键词：焊接技术 机构设计 强度校核 Abstract With the development of industrial level, it is important to large-scale structure of the application of welding more and more, including a large number of welding operations must be at the scene, such as robot welding corrugated containers, large ship cabin, the deck of the welding, a large spherical tank (tank), such as welding. These welding occasion, the welding robot to adapt to changes in weld, welding can be done to improve the level of automation. There is no doubt that technology and robot seam tracking technology to effectively solve large-scale structure of the automation field welding problems. Key Words: Robot technology Intensity is proofreaded37目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 绪论71.1 选题的依据及意义71.1.1 选题的依据71.1.2 选题的意义71.2 研究现状及发展趋势71.2.1 自动点焊机研究现状81.2.2 自动点焊机机构设计的发展趋势91.3 本课题的研究设计内容及方法9第2章 自动点焊机构总体设计102.1 设计原理102.2 导向杆机构的选用要点112.3 方案讨论122.4 本章小结12第3章 自动点焊机Y向结构设计133.1丝杠螺母导程的确定133.2确定丝杠的等效转速133.3 丝杠的等效负载133.4 确定丝杠所受的最大动载荷133.5 计算轴承动载荷143.6 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算143.7 丝杠的扭转刚度153.8 传动精度计算153.9 电动机的计算选择16第4章 自动点焊机X向结构设计174.1滚珠丝杠螺母副的计算和选型174.2 精度的选择174.3丝杠导程的确定174.4 最大工作载荷的计算174.5 最大动载荷的计算184.6 滚珠丝杠螺母副的选型184.7 滚珠丝杠副的支承方式194.8 传动效率的计算194.9 刚度的验算194.10 稳定性校核204.11 临界转速的验证214.12 步进电机的选择224.13 滚动直线导轨副25第5章 自动点焊机Z向结构设计275.1 Z向精度设计275.2 滚珠丝杠疲劳强度275.3选用滚珠丝杠285.4 滚珠丝杠稳定性验算285.5 滚珠丝杠刚度验算295.6 滚珠丝杠效率验算305.7 Z向电机选型30第6章 焊头设计326.1 焊头设计326.2 自动点焊设计33第7章 成本设计34总结与展望35致 谢37参 考 文 献38第1章 绪论1.1 选题的依据及意义1.1.1 选题的依据随着社会和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发生着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐渐演变成自动化、智能化的生产方式，人类也逐渐无法完成某些 生产过程，所以为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具点焊机。与此同时也出现了一些新的生产活动，在这些生产活动中，有些是属于高危险的，对人体伤 害较大，有些领域不适宜人类工作长时间的工作，点焊机则正好适应这类工作。防止了一些化学物品对人类的伤害5。 在当今大规模制造业中，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，工业机器作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器的技术水平和应用 程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业焊接机主要承担着焊接、喷涂、搬运等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再 现的方式。 点焊机是按照给定程序、轨迹和要求实现自动移动、焊接的操作的自动机械装置6。实现了自动化的工作并减少了很多不必要的人工劳动。本文对多工位点焊机利用PLC的控制进行了详细的研究。 点焊机的工作原理是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的7。点焊机是由焊头、点焊枪等组成。点焊枪是四工位点焊机电气控制系统的核心。利用电磁阀控制点焊枪的伸缩及温度1.1.2 选题的意义通过完成该课题，即设计出自动点焊机及对其进行运动学分析，能够解决在焊接过程中焊枪不能随波形的变化调整与焊枪速度的夹角这个问题，使得在直线段与在波内斜边段焊接时，焊枪与焊缝都保持垂直，相对于焊缝的焊接速度都恒为同一速度，进而能够提高在直线段与在波内斜边段的焊缝成形的一致性，提高的生产质量。1.2 研究现状及发展趋势这里的研究现状及发展趋势包括三个方面：前面也提到这里的三自由度自动点焊机（为自动点焊机）是为提高焊接自动化水平的，故这里为自动点焊机的研究现状及发展趋势；关于结构设计方面的研究现状及发展趋势；关于运动学分析的常用方法5。1.2.1 自动点焊机的研究现状及发展趋势这里所设计的自动点焊机为有轨自动点焊机，只是现有的自动点焊机技术在焊接中的应用，是该领域的焊接自动化水平低的缘故，而当前的自动点焊机技术有相当的发展。随着工业水平的发展,重要的大型焊接结构件的应用越来越多,其中大量的焊接工作必须在现场作业,如大型舰船舱体、甲板的焊接、大型球罐(储罐)的焊接等。而这些焊接场合下，自动点焊机要适应焊缝的变化，才能做到提高焊接自动化的水平。无疑,将自动点焊机技术和焊缝跟踪技术结合将有效地解决大型结构件野外作业的自动化焊接难题。当前国内外在自动点焊机方向研制的几个典型自动点焊机如下：(1) 韩国Pukyong国立大学的Kam B O 等研制的舱体格子形构件焊接自动点焊机这种自动点焊机能够在人比较难以达到的狭窄空间自主地实现焊接过程,能够自动寻找焊缝的起始点。在遇到格子框架的拐角焊缝时,在保证焊接速度不变且焊炬准确对准焊缝的情况下,能够自动调整自动点焊机本体和十字滑块的位置4。(2) 日本庆应大学学者 Suga 等为平面薄板焊接研制的自主性自动点焊机该自动点焊机能够直线前进,还可以利用两个轮的差速控制小车的转弯,它装焊枪的臂可以伸缩，可以检测焊缝的位置并精确的识别焊缝的形状,如是直线焊缝、曲线焊缝、还是折线焊缝等5。(3) 日本庆应大学学者 Suga 等研制了管道焊接自主自动点焊机该自动点焊机可以沿着管道 ,根据 CCD 摄取的图象信息,在焊前可以自动寻找并识别焊缝,然后使自动点焊机本体沿管道方向达到正确的焊接位置5。(4) 清华大学机械工程系与北京石油化工学院装备技术研究所联合研制的球罐磁吸附轮式自动点焊机该自动点焊机的焊炬跟踪精度可达0.5mm,能够满足实际工程应用3。(5) 上海交通大学研制的具有自寻迹功能的焊接自动点焊机该自动点焊机在焊前,小车能够自动寻找焊缝并经过轨迹推算后自动调整小车本体和焊炬的位姿到待焊状态；在焊接过程中能够进行横向大范围的实时焊缝跟踪8。当前绝大多数自动点焊机还能焊缝跟踪,焊前必须通过人为的方式,把自动点焊机放到坡口附近合适的位置,并且通过手动将自动点焊机本体、十字滑块等调整到合适的待焊状态 ,也就是说自动点焊机的自主性还很低,基本上还不具有自主的运动规划能力。未来的发展趋势为三个方面：选择视觉传感器来进行传感跟踪，因为与图象处理方面相关的技术得到发展；采用多传感信息融合技术以面对更为复杂的焊接任务；由于控制技术由经典控制到向智能控制技术的发展，这也将是自动点焊机的控制所采用。1.2.2 自动点焊机机构设计的研究现状及发展趋势在当前，自动点焊机的机构设计绝大部分还是采用依据具体的情况来设计专用自动点焊机，称之为固定结构的传统自动点焊机，其运动特性使特定自动点焊机仅能适应一定的范围,不利于自动点焊机的发展。解决这一问题的方法就是利用关节模块和连杆模块,根据具体的要求开发可重构自动点焊机系统。下面为当前一些人所做的研究：(1) Benhabib等人建立的自动点焊机库,将模块分成模块单元连接器、连杆模块、主关节模块和末端关节模块四类13；(2) 1999年DanielaRus等提出了一种由晶体结构“分子”组成的可自重构自动点焊机系统13；(3) 上海交通大学的费燕琼和沈阳航空工业学院的张艳丽等对模块化自动点焊机的构形设计进行了研究13。1.3 本课题的研究设计内容及方法下面的丝杆为 X轴 上面横着的为Y 轴 上面竖着的为Z 轴 都用点动机 带动。 X Y 实现定位 Z 实现点焊 将上图 Z 轴上的物体（画红圈的） 换成焊头。焊头是装上弹簧 有缓冲等。防止撞坏工作台就行。滚珠丝杆螺母副跟总体尺寸都由你们确定。总装配图要有总体尺寸 装配尺寸 还要有技术要求等。 设计说明说主要包括 丝杆螺母副的选择 电动机的选择 还有焊头的设计 如何实现自动点焊等 成本设计等。大概10000字左右。第2章 自动点焊机构总体设计2.1 设计原理Y轴和Z轴采用丝杠传动X轴采用丝杠加导轨形式电焊头缓冲装置结构示意图2.2 导向杆机构的选用要点由于工业生产中导向杆机械臂的应用较为广泛，因此本设计着重对导向杆机械臂机构进行研究。1. 应具有足够的推拉力 焊接机的机构靠执行机构的液压力实现手部结构的伸缩和升降，便把工件从一个位置到另一个位置，由于工件本身的重量以及过程中产生的惯性力和振动等，执行机构必须具有足够大的液压力，才能防止工件在过程中摆动。一般要求液压力N为工件以及重量的23倍。2. 应具有足够的俯仰角 为了实现升降以及伸缩，必须具有足够大的俯仰角度来适应较大的范围，对于式手部要有足够大的范围。3. 应能保证工件的可靠定位 为了使工件、工具与目的地保持准确的相对位置，必须根据要求的目的地，选用相对应的执行机构来定位。4. 应具有足够的强度和刚度 除了受到工件、工具的重量，还要受到本身的重量，还受到焊接机手不在运动过程中产生的惯性力和振动的影响，没有足够的强度和刚度会发生折断或弯曲变形，因此对于受力较大的应进行必要的强度、刚度计算。5. 应适应对象的要求 为了适应工件的载荷，可以选用V型、燕尾型、园柱导向杆型的导轨。6. 尽可能具有一定的通用性 一般专用性较强，在可能的情况下，应考虑到产品零件的变换。为适应不同形状和尺寸的要求，可将制成组合式结构，迅速更换不同的部件及附件来扩大机构的使用范围。也可在设计时适当选取其结构尺寸和参数以扩大其使用范围。2.3 方案讨论导向杆制造工艺性、导向性好，可以承受较大的轴向力，且其适用场合是轻型机械；燕尾槽导向的导轨尺寸紧凑，用镶条调整见习 ，比较方便，但是制造比较复杂，磨损不能自动补偿，且一般用于高度小的部件中；V型导轨有利于排屑，但不易保存润滑油，而且一般用于低速。综合以上情况，该设计选用导向杆导向。2.4 本章小结本章主要介绍自动点焊机机械结构方案的设计及方案的选择和确定。第3章 自动点焊机Y向结构设计3.1丝杠螺母导程的确定本设计中，电机与丝杠直接相连，传动比i=1，选择电机Y系列异步电动机的最高转速，则丝杠的导程为3.2确定丝杠的等效转速最大进给时，丝杠的转速为 最慢进给时，丝杠的转速为 则得到丝杠的等效转速（估计3.3 丝杠的等效负载工作负载是指机床工作时，实际作用在丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的实验公式计算。选用导轨为滚动导轨，而一般情况下，滚动导轨的摩擦系数为0.0025-0.005，取摩擦系数f为0.005，则丝杠所受的最大牵引力为故其等效负载可按下式计算（估算 t1=t2 ;n2=2n1）由以上确定进给运动的总阻力F=12N3.4 确定丝杠所受的最大动载荷 查表，取丝杠的工作寿命Th为15000h，同时取精度系数fa=1，负荷性质系数fw=105，温度系数ft=0.95，硬度系数fh=1，可靠性系数fk=0.53；平均转速为1000r/min。 选用滑动丝杠螺母传动，丝杠公称直径为，基本导程，丝杠螺母的接触刚度为1692N/，螺旋升角丝杠的底径26mm，螺母长度为210mm，取丝杠的精度等级为1级。3.5 计算轴承动载荷寿命系数为： 式中 寿命系数： 可靠性为90%的额定寿命，取为10000h；转速系数：；计算转速取最高转速，取；故能满足要求。3.6 丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算已知：轴承的接触刚度，丝杠螺母的接触刚，丝杠的最小拉压刚度：当导轨运动到两极位置时，有最大和最小拉压刚度，其中，L植分别为750mm和100mm。螺母座刚度。轴向拉压总刚度为：丝杠拉压振动的固有频率由计算可知，丝杠拉压振动的固有频率远远大于1500r/min，所以能满足要求。3.7 丝杠的扭转刚度丝杠的扭转刚度：由机械设计手册得平移物体的转动惯量为：丝杠的转动惯量为丝杠扭转振动的固有频率为：显然，丝杠的扭转振动的固有频率远远大于1500r/min，所以，能满足要求。3.8 传动精度计算丝杠的拉压刚度： 由以上的各条件可知最小机械传动刚度为：最大机械传动刚度：因此得到由于机械传动装置所引起的定位误差为其中，F0为空载时导轨的静摩擦力3.9 电动机的计算选择下面的计算结果所以选用反应式步进电动机，输出功率0.2kw，同步转速1500r/min，电动机的参数如下表一所示：表3-1 电动机的各种参数：电动机型号步距角最大静转矩（N.m）运行频率最高空载启动频率轴径长度55BF0030.75/1.50.686 18006mm70mm第4章 自动点焊机X向结构设计4.1滚珠丝杠螺母副的计算和选型 滚珠丝杠副的作用是将旋转运动转变为直线运动，其螺旋传动是在丝杠和螺母滚道之间放人适量的滚珠，使螺纹间产生滚动摩擦。丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动。螺母上设有返向器，与螺纹滚道构成滚珠的循环通道。为了在滚珠与滚道之间形成无间隙甚至有过盈配合，可设置预紧装置。为延长工作寿命，可设置润滑件和密封件。4.2 精度的选择滚珠丝杠副的精度直接影响电气机床的定位精度，在滚珠丝杠精度参数中，其导程误差对机床定位精度最明显。一般在初步设计时设定丝杠的任意300行程变动量应小于目标设定定位精度值的1/31/2,在最后精度验算中确定。对于车床，选用滚珠丝杠的精度等级X轴为13级（1级精度最高），Z轴为25级，考虑到本设计的定位精度要求和改造的经济性，选择X轴精度等级为3级，Z轴为4级。4.3丝杠导程的确定选择导程跟所需要的运动速度、系统等有关，通常在：4、5、6、8、10、12、20中选择，规格较大，导程一般也可选择较大（主要考虑承载牙厚）。在速度满足的情况下，一般选择较小导程（利于提高控制精度），本设计中初选纵向丝杠导程为10。4.4 最大工作载荷的计算最大工作载荷是指滚珠丝杠螺母副在驱动工作台时所承受的最大轴向力，也叫进给牵引力,其实验计算公式如表4-1所示。表4-1 实验计算公式及参考系数导轨类型实验公式矩形导轨1.10.15燕尾导轨1.40.2综合或三角导轨1.150.15-0.18表中为考虑颠覆力矩影响时的实验系数；为滑动导轨摩擦系数；为移动部件总重量。G=200 N查表3-1选择综合导轨，取1.15,取0.18,为200；算得=1.151197+0.18（3420+200） =1371.554.5 最大动载荷的计算载荷随时间急剧变化且使构件的速度有显著变化（系统产生惯性力），此类载荷为动载荷。比如起重机以等速度吊起重物，重物对吊索的作用为静载，起重机以加速度吊起重物，重物对吊索的作用为动载。对于滚珠丝杠螺母副的最大动载荷计算公式如下： 式中：滚珠丝杠副的寿命系数，单位为r，（T为使用寿命，普通机床T取5000-10000h，电气机床T取15000h；n为丝杠每分钟转速）； 载荷系数，一般取1.21.5，本设计取1.2； 硬度系数（HRC58时取1.0；等于55时取1.11；等于52.5时取1.35；等于50时取1.56；等于45时取2.40）； 滚珠丝杠副的最大工作载荷，单位为N。本设计中车床纵向承受最大切削力条件下最快的进给速度,初选丝杠基本导程，则丝杠转速。取滚珠丝杠使用寿命，带入得=90；取，代入，求得 ：=17390N。4.6 滚珠丝杠螺母副的选型初选滚珠丝杆副时应使其额定动载荷, 当滚珠丝杠副在静态或低速状态下长时间承受工作载荷时，还应使额定静载荷。根据计算出的最大动载荷,选择江苏启东润泽机床附件有限公司生产CDM4006-2.5-3型内循环式滚珠丝杠副，采用双螺母螺纹式预紧，精度等级为4级，其参数如表3-2所示。表4-2滚珠丝杠相关参数则选择丝杠,CDM4006-2.5-3为外循环插管式，双螺母垫片预紧，导珠管埋入式的滚珠丝杠副，尺寸如下：公称直径 d0=40mm 外径d=39.5mm导程 Ph=6mm 螺旋角 钢球直径 动载荷静载荷 注释:滚珠丝杠的结构形式4.7 滚珠丝杠副的支承方式 滚珠丝杠副的支承主要用来约束丝杠的轴向窜动，为了提高轴向刚度，丝杠支承常用推力轴承为主的轴承组合。考虑到纵向丝杠长度较大，本设计纵向丝杠采用双推简支支承方式，该方式临界转速、压杆稳定性高，有热膨胀的余地。4.8 传动效率的计算滚珠丝杠的传动效率一般在0.80.9之间，其计算公式如下： =式中：螺距升角，根据,可得=291； 摩擦角，一般取=10。算得： =96.67%4.9 刚度的验算滚珠丝杠副工作时受轴向力和转矩的作用，引起导程的变化，从而影响定位精度和运动的平稳性。轴向变形主要包括丝杠的拉伸或压缩变形、丝杠与螺母间滚道的接触变形、支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形。因转矩和丝杠-螺母滚道接触对丝杠产生的导程变化很小，所以、可以忽略不计，所以丝杠的拉伸或压缩变形量为：=（“+”号代表拉伸，“-”代表压缩）式中：丝杠的最大工作载荷，单位为； 丝杠纵向最大有效行程，单位为； 丝杠材料的弹性模量，钢； 丝杠的横截面面积，单位按丝杠螺纹的底径确定。根据前面的设计，为3234.36，取1665，为44.24，算得： =0.01597=14.97查表3-3可知，,所以刚度足够。表3-3 有效行程内的目标行程公差和行程变动量有效行程精度等级12345大于至31566881212161623234005008710915132019272616002000181325183525483665514.10 稳定性校核由于滚珠丝杠本身比较细长又受轴向力的作用，若轴向负载过大，则会产生失稳现象，不失稳时的临界载荷Fk应该满足： =式中：丝杠支承系数，双推-简支方式时，取2，其他方式如表3-4所示； 滚珠丝杠稳定安全系数，一般取2.54，垂直安装时取最小值，本设计取4； 滚珠丝杠两端支承间的距离，单位为，本设计中该值为2000；（其中工件加工长度为1400，取2000，留600的两端余量） 按丝杠底径确定的截面惯性矩（，单位为）,本设中将代入算出=205514.36。 由以上数据可以算出：= 临界载荷远大于工作载荷（3234.36N），故丝杠不会失稳。表3-4 丝杠支承系数支承方式双推-双推双推-简支单推-单推双推-自由取值4210.254.11 临界转速的验证滚珠丝杠副高速运转时，需验算其是否会发生共振的最高转速，要求丝杠的最高转速： 式中：丝杠支承系数，双推-简支方式时，取值如表3-5所示；临界转速计算长度，单位为，本设计中该值为2300；丝杠内径，单位；安全系数，可取=0.8表3-5 丝杠支承系数支承方式双推-双推双推-简支单推-单推双推-自由取值27.418.912.14.3 经过计算，得出=1293，由已知，可以算出，该值小于丝杠临界转速，所以满足要求。4.12 步进电机的选择（1）工作台质量折算到电机轴上的转动惯量丝杠的转动惯量 式中 滚珠丝杠的公称直径； 丝杠长度。则齿轮的转动惯量 电机的转动惯量很小可忽略。因此，总转动惯量 （2）所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩最大切削负载时所需力矩快速进给时所需力矩式中 空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩；折算到电机轴上的摩擦力矩；由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩；切削时折算到电机轴上的加速度力矩；折算到电机轴上的切削负载力矩。 当时 当时 当时， 时 当时预加载荷，则 所以，快速空载启动所需力矩 切削时所需力矩 快速进给时所需力矩由上分析计算可知，所需最大力矩发生在快速启动时：（3）纵向进给系统步进电机的确定为了满足最小步距要求，电动机选用三相六拍工作方式，查表知所以，步进电机最大静转距为步进电机最高工作频率综合考虑，查表选用130SZ01型步进步进电动机，能满足要求7-12。4.13 滚动直线导轨副滚动直线导轨副选型计算水平安装的HTSD-LG型滚动直线导轨副支承系统，一根导轨上用两个滑块，给定参数为：工作台自重W=2kN，承受载荷P=16kN（作用于滑块中心），有效行程Lm=0.8米，每分钟往复次数n=8次，运行条件为，无明显冲击和振动，目标寿命为11年，试选择该滚动直线导轨副的规格。（以每天开机8小时，每年300个工作日计。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目标寿命为：L=113008600.88210-3=20275.2(km)四个滑块的载荷为:P1=P2=P3=P4=(16+2)/4=4.5kN 可以计算出： 可选用HTSD-LG45AA P1 21620 D 滚动直线导轨副。其额定动载荷值为：7450kgf，额定静载荷值为：10500kgf。第5章 自动点焊机Z向结构设计5.1 Z向精度设计 假设设计要求：进给精度 快速进给精度5.2 滚珠丝杠疲劳强度 丝杆的最大载荷为主轴重量加摩擦力，最小载荷为主轴重量减最大进给力的Z向分力。主轴重量为300kg,则：1）摩擦力 根据机电一体化设计基础计算载荷查表2-6取 查表2-8取 查表2-7取 查表2-4取D级精度则：2）计算额定动载荷取丝杠的工作寿命为, 5.3选用滚珠丝杠由表2-9得丝杠副数据：公称直径 导程 滚珠直径 按表2-1种尺寸公式计算：滚道半径偏心距丝杠内径 5.4 滚珠丝杠稳定性验算丝杠一端轴向固定，采用深沟球轴承和双向球轴承，可分别承受径向和轴向的负荷。另一端游动，需要径向约束，采用深沟球轴承，外圈不限位，以保证丝杠在受热变形后可在游动端自由伸缩，如下图。 由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数S 丝杠不会失稳的最大载荷称为临界载荷 式中，E为丝杠材料的弹性模量，对于钢E=206Gpa；l为丝杠工作长度（m）；为丝杠危险截面的轴惯性矩（）；为长度系数，取。 安全系数 查表2-10，S=2.53.3，SS，丝杠是安全的，不会失稳。 高速丝杠工作时有可能发生共振，因此需验算其不发生共振的最高转速临街转速。要求丝杠的最大转速。 临街转速按下式计算： 式中：为临界转速系数，见表2-10，本题取， 即：，所以丝杠工作时不会发生共振。 此外滚珠丝杠副还受值的限制，通常要求5.5 滚珠丝杠刚度验算滚珠丝杠在工作负载F(N)和转矩T()共同作用下引起每个导程的变形量(m)为： 式中:A丝杠截面积,；为丝杠的极惯性矩，；G为丝杠切变模量，对钢；T为转矩。 式中：为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数；卫平均工作载荷 按最不利的情况取（其中） 则丝杠在工作长度上的弹性变形所引起的导程误差为： 通常要求丝杠的导程误差小于其传动精度的1/2，即 该丝杠的满足上式，所以其刚度可以满足要求。5.6 滚珠丝杠效率验算 滚珠丝杠副的传动效率为 要求在90%95%之间，所以该丝杠副合格。 经上述计算验算，FC1-4010-2.5各项性能均符合题目要求，所以合格。5.7 Z向电机选型最大静转矩选择依据文献实用机床设计手册上，有：（1）对于在最大工作条件下工作时所需要电机最大静转矩为：（2）对于空载起动时所需要的电机最大静转矩为：由（1）和（2）可知，以计算得：恒大于 所以就以作为选取步进电机最大静转矩的依据。而初选的步进电机为110BF003 ，它的最大静转矩为：所以初选的步进电机型号符合要求。7. 步进电机动载荷矩频特性和运行矩频特性由数控技术得：动矩频特性： =4167Hz运行矩频特性： 其中： -最大工作条件下的进给速度，可取最高进给速度 的，现取中间值，即。所以：=2431由步进电机110BF004的矩频特性和运行矩频特性参数可以看出所选步进电机在起动时力矩是满足要求的。所以最终就确定步进电机的型号为：110BF004反应式步进电动机。第6章 焊头设计6.1 焊头设计机械中提供驱动的装置和方式很多，如电机驱动、液压驱动、气压驱动等，各种驱动方式有其自身的特点，在工业焊接机中液压和气压驱动应用很广泛，有些焊接机则同时采用多种驱动方式，这都视不同焊接机的特点和要求所定。比较这些驱动方式的特点，丛中选择适合移动丝杠的驱动方式。电机驱动丝杠可以避免电能变为压力能的中间环节，效率比液压和气压驱动要高。电机系统将电动机、测速机、编码器以及制动器组装在依次加工的课题里，使得整个电机系统体积小，可靠性和通用性也得到很大的提高。另外，电动机根据运行距离及电机的脉冲当量算出脉冲数，将数据输入计算机，可以达到非常高的位姿准确度。而液压和气压驱动系统组成机构烦琐，维护不方便，液压源和气压源装置体积大，对于移动焊接机来说也是个无法实现的问题，对于移动焊接机操作机械手臂所要求的位置精度，液压和气压驱动也很难满足。综上所述，本文选择电机驱动丝杠传动进给的驱动方式。焊头的缓冲装置如下图：弹簧 有缓冲等6.2 自动点焊设计焊接操作机中，烙铁的上下移动由丝杠控制，平面运动由X/Y轴两路步进电机控制，焊接速度采用单片机脉宽控制，位置显示采用位移传感器控制。其中，单片机控制焊接过程，键盘控制输入参数，LCD动态显示操作当前状态。平面运动控制系统由三部分构成：单片机、驱动器、步进电机。单片机用于将运动指令下达给驱动器，同时检测和显示运动状态，运动控制器根据主机的运动命令对各轴电机驱动系统发出脉冲/方向命令，并对I/O口和其他信号进行管理。驱动器的作用是根据控制器发来的脉冲/方向指令控制电机线圈的电流以及相应的电磁场和电磁力矩，从而使得电机转轴执行与脉冲/方向指令相对应的转动，步进电机配步进驱动器。执行电机在驱动器的推动下，通过转轴的旋转来控制机械装置（运动轴）的位置和速度。结构框图硬件系统主要由中央处理单元、反馈单元、焊接单元、按键控制单元、LCD显示单元五个部分组成。如下面模拟框图所示第7章 成本设计滚珠丝杠副速选的基本原则 种类的选择：目前滚珠丝杠副的性价比已经相当高，无特别大的载荷要求时，都选择滚珠丝杠副，它具有价格相对便宜，效率高，精度可选范围广、尺寸标准化安装方便等优点。在精度要求不是太高时，通常选择冷轧滚珠丝杠副，以便降低成本；在精度要求高或载荷超过冷轧丝杠最大规格额定载荷时需选择磨制或旋铣滚珠丝杠副。不管何类滚珠丝杠副，螺母的尺寸尽量在系列规格中选择，以降低成本缩短货期。 精度级别的选择：滚珠丝杠副在用于纯传动时，通常选用“T”类（即机械手册中提到的传动类），其精度级别一般可选“T5”级（周期偏差在1丝以下），“T7”级或“T10”级，其总长范围内偏差一般无要求（可不考虑加工时温差等对行程精度的影响，便于加工）。因而，价格较低（建议选“T7”，且上述3种级别的价格差不大）；在用于精密定位传动（有行程上的定位要求）时，则要选择“P”类（即机械手册中提到的定位类），精度级别要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”级（精度依次降低），其中“P1”、“P2”级价格很贵，一般用于非常精密的工作母机或要求很高的场合，多数情况下开环使用（非母机），而“P3”、“P4”级在高精度机床中用得最多、最广，需要很高精度时一般加装光栅，需要较高精度时开环使用也很好，“P5”则使用大多数数控机床及其改造，如数控车，数控铣、镗，数控磨以及各种配合数控装置的传动机构，需要时也可加装光栅（因“5”级的“任意300mm行程的偏差为0.023”，且曲线平滑，在很多实际案例中，配合光栅效果非常好）。 规格的选择：首先当然是要选有足够载荷（动载和静载）的规格。根据使用状态，选择符合条件的规格。同时（重点），如果选用的是磨制或旋铣滚珠丝杠副（冷轧的不需要考虑
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