北交大机械设计实验指导

实验一螺栓联接实验一、实验目的1.测试轴向工作载荷的紧螺栓联接的受力和变形的关系曲线（变形协调图）；2.求螺栓刚度、被联接件刚度、相对刚度；3.试验预紧力和相对刚度对应力幅的影响，以考察对螺栓疲劳的影响。二、实验设备和仪器1.实验机结构和工作原理

图1

LB-实验机结构简图图1为型螺栓联接实验机结构图。手轮1相当于螺母，与螺栓杆2相连。套筒3相当于被联结件，拧紧手轮1就可将其预紧。在螺栓杆和套筒上均贴有电阻应变片，用电阻应变仪测量它们的应变来求受力和变形。测力环4是用来测量轴向工作载荷的。拧紧加载手轮（螺母）6使拉杆5产生轴向拉力，经过测力环4将轴向力作用到螺杆上。测力环上的百分表读数正比于轴向载荷的大小。图2为LB-型实验机结构图本实验的实验参数如下：1）螺栓材料为45号钢、弹性模量，螺栓杆直径，变形计算长度。2）套筒材料为45号钢，弹性模量，外直径和各一件，内直径，变形计算长度。3）测力环刚度

百分表1格。4）电阻应变片灵敏度系数

。2.仪器1）型数字电阻应变仪2）型数字电阻应变仪3）型预调平衡箱

1.背紧手轮

2.螺栓

3.套筒

4.测力环

5.拉杆

6.加载手轮

7.电阻应变片

8.百分表

9.预紧手轮图2

型实验机结构简图三、实验原理1.力与变形协调关系在螺栓联接中，螺栓受拉力，产生拉伸变形；被联结件受压力，产生压缩变形。根据螺栓和被联接件预紧力相等，可把二者的力和变形图线画在一个坐标系中，如图3所示。当螺栓受轴向工作载荷F作用时，其拉力由预紧力增加到总拉力。被联接件的压紧力减少到剩余预紧力。这时，螺栓伸长变形的增量，等于被联接件压缩变形的恢复，即，也就是说变形的关系是协调的。因此图3又称变形协调图。

图3

螺栓联接变形协调图力与变形之比称为刚度。为螺栓刚度；为被联接件刚度。称为螺栓的性对刚度。在力—变形图上，刚度表现为图线的斜率。为了提高螺栓的疲劳强度，通常采用降低或增加的方法以降低载荷的变化值。2.主要公式螺栓联接的受力和变形，可用贴在试件上的电阻应变片，配以电阻应变仪加以测量。通常应变仪测量的是微应变，应变片的接线按半桥接到应变仪上。材料在弹性限度内，应力与应变的关系为：故螺栓拉力为：被联接件（套筒）压力为：螺栓伸长变形为：套筒压缩变形为：轴向工作载荷由测力环中百分表读数测出：式中：——测力环刚度，百分表1格；

——百分表读数，小格数。3.测试系统说明图41）测试系统原理如图4所示，图中为贴在螺栓或套筒上的电阻应变片，即受力应变片；为温度补偿片，贴在与螺栓材料相同的零件上；、共同组成外测量半桥。为应变仪的内半桥电阻，与、组成一个全桥。2）测量前应对电桥调平衡。当螺栓和被联接件受力时，则贴在其上的电阻应变片的电阻值将发生变化，即处的电位与受力件的变形成正比，经放大器将其电压信号放大和检波后，送转换成与模拟量对应的数字量，显示器显示螺栓或套筒的微应变量。四、实验步骤1.用型实验机进行实验（1）接线如图5所示

图5图中：1、2——螺栓受力应变片；

3、4——为螺栓、套筒公共温度补偿片；

5、6——套筒受力应变片。（2）实验步骤①按上图所示将线连好；②将实验机的螺栓联接处于卸载状态，测力环应处于无载状态，且把百分表调零。③打开应变仪电源，后面板开关打到半桥处。④按下“基0”开关，调节“电阻平衡”电位器，使其显示为。⑤按下“标定”开关，调节“灵敏度”电位器，使其显示为，并反复调平衡（零点）和定标。⑥加预紧力参照实验机结构原理说明，及如图2所示，松开手轮6，松开1，拧紧手轮9，使应变仪指示为，背紧1，松开手轮9，则预紧结束。⑦施加轴向载荷顺时针旋转手轮6，通过测力环对螺栓施加轴向工作载荷，最大工作载荷应控制为百分表不超过40小格，在此范围内使百分表分别为10、20、30、40小格进行加载实验。通过切换开关分别记录螺栓、套筒的微应变值。⑧测试完毕后，卸去轴向工作载荷，卸去预紧力。2.用实验机进行实验（1）接线方法①将应变仪与预调相联接好。②将被测应变片引线A1BC（螺栓）、A2BC（套筒）分别与预调箱的1路、2路的A、B、C连接好。（2）实验步骤①使实验机两个手轮松开，即螺栓处于无载状态。②按下应变仪电源开关，分别按下“”、“”开关，将预调箱切换开关分别打到1路和2路，调节对应的“电阻平衡”电位器，使显示为0，则仪器调零结束。③加预紧力：转手轮1将切换开关到1路，按螺栓的应变值为左右进行预紧。切换开关打到2路，在记录下套筒的应变值。④加轴向载荷拧动手轮6，依次按百分表10、20、30、40小格进行加载，分别测量螺栓、套筒的微应变值。⑤卸载，松开手轮6。⑥卸预紧力，松开手轮1。⑦实验结束。五、实验注意事项1.给各油杯及螺母端面加油润滑。2.螺栓最大应变值，应避免螺栓过载，最小应变值，应避免施加轴向工作载荷后连接开缝，建议预紧力选在螺栓应变值。

实验二

带传动实验一、试验目的1．观察三角带传动过程中的工作情况，了解弹性滑动与打滑现象；2．观察初拉力对传动能力的影响；3．掌握通过实验确定三角带的滑动曲线和效率曲线的方法；4．熟悉代传动有关参数的测试方法及试验机的构造。二、实验设备及仪器1．

PD-2000型带传动试验机图1带传动试验机工作原理由图1可知，主动带轮13转装在摆动式电动机12的转子轴上，从动带轮9装在发电机10的转子轴上，试验带11套装在主动轮与从动轮上。利用法码1、2使带产生初拉力，法码的重力经过导向滑轮4，拖动发电机支座沿滚动导轨水平移动，以实现传动带的张紧。试验机的构造如图3(附后)所示。发电机支座的滚动导轨及其琐紧装置如图2所示。旋紧双头螺栓3，即可将发电机支座与机座琐紧。1．

标准测力计，件号7和15为两组ZS-006型三等标准测力计，其范围为6～60kgf。图2滚动导轨及锁紧装置三、实验步骤1．施加带的初拉力：本试验机附有三个10kg和一个5kg重的砝码，可按计算出的初拉力F。适当组合，张紧传动带。2．调速：转动面板上的给定电位器17(见图3)即可实现无级调速。电位器转动一周，转速变化的为150转／分。其转速由数码管显示。每次显示转速时，应先按下清零开关19，然后按下数显启动开关18。3．加载：加载与控制负载大小是通过改变发电机激磁电压实现的。本试验机设有变阻器和调压器。电动机的主动轮通过带使从动轮转动，接通发电机电枢电阻，旋转调压器16及改变电阻器32的电阻值。逐步加大发电机激磁电压，使电枢电流增大，随之电磁转矩增大。由于发电机与电动机产生相反的电磁转矩，因此发电机转矩对电动机而言即为负载转矩。改变发电机的激磁电压，也就实现了负载的改变，使用时观察面板上电流与电压表的读致，即知负载大小。加载时注意负载功率(电机的额定功率)．4．扭矩测量：由于电动机和发电机的转子与定子之间，分别存在着磁场的相互作用，固定于定子上的杠杆8与14，受到转子力矩的反作用，迫使杠杆压向测力计7与15，测力计的支反力对定子的反力矩作用，使定于处于平衡状态，由此得

主动轮上的扭矩

从动轮上的扭矩

式中，——百分表读书（格）

——测力计标定数值（kgf/格）本实验台上配置的测力计平均标定数值为1

10kg砝码；2

5kg砝码；3固定发电机螺栓；4滑轮；5固定测定环螺母；6测力环固定调整螺栓；7、14

测力环支座；8、14

杠杆；9

发电机带轮；10发电机；11试验机；12电动机；13电动机带轮；16调压器；17给定电压器；18数显启动；19清零开关；20电源指示灯；21总停按钮；22启动按钮；23测力环；24百分表；25拉力轴固定螺钉；26滑轮固定螺钉；27三角带轮槽宽调整环；28可调皮带轮固定螺钉；29死挡铁；30电阻换挡开关；31门钮；32电阻图3带传动实验结构图带的有效压力式中——从动带轮的计算直径本试验机带轮计算直径测力计至电机轴线的力臂长度

5．滑动率的测量：本试验机上主动带轮和从动带轮的计算直径相等。传动比等于1，当带传递载荷时，由于弹性滑动而使从动轮的转速低于主动轮的转速，两者的转速可直接从面板上的转速表读出。滑动率为：滑动率大小与相对有效拉力有关，其图形大致如图4所示。相对的有效拉力为：6．效率的测量：由发电机的输入功率与发动机的输出功率可求出带传动的效率。电动机的输出功率发电机的输入功率带传动效率带传动的效率同样也与相对有效拉力有关，其曲线表示在图4中。图4带传动的滑动曲线和效率曲线四、实验注意事项1．实验开始前，应检查测力计安装盘是否正确，并将传动带脱开，使百分表归零，然后将带安装在带轮上。2．实驻开始前．应根据A型带在500、1000、1500转/分所能传递的功率及带速计算初拉力，然后选择相应的砝码，待一组数测定后，再将砝码重量减半，重测一组数据．严禁不加砝码开机，以防拖带伤人。3．在起动电动机前，应将调速的给定电位器旋扭逆时针旋到极限位置，启动电机后，缓慢向右旋转三周半，转速即可达到500转/分左右，然后清零，显示转速。4．在启动电机前，应将调压器16逆时针方向旋转到极限位置，此位置是发电机未加载荷的状态．在起动电动机开调到规定的转速(500、1000、1500转／分)后，再逐渐加载。5．在起动电动机后，严禁身体各部位接近传动带和带轮．防止发生人身事故。6．当观察到皮带打滑现象后．应尽快读记数据，然后尽快卸载，以延长传动带的寿命。

实验三动压滑动轴承实验一、

实验目的1.

验证动压滑动轴承油膜压力分布规律，了解影响油膜压力分布规律的因素，并根据油膜压力分布曲线确定端泄影响系数Kb；2.

测定动压滑动轴承的摩擦特征曲线，并考察影响摩擦系数的因素。二、

实验设备及仪器1.

HZS-1型动压滑动轴承试验台图1HZS-1型动压滑动轴承实验台图1为试验台总体布置，图中件号1为试验的轴承箱，通过联轴器与变速箱7相联，6为液压箱，装于底座9的内部，12为调速电动机，通过三角带与变速箱输入轴相联，8为调速电机控制旋钮，5为加载油腔压力表，由減压阀4控制油腔压力，2为轴承供油压力表，由减压阀控制其压力，油泵电机开关为10，主电机开关为11，试验台的总开关在其正面下方。图2为试验轴承箱，件号31为主轴，由一对D级滚动轴承支承，32为试验轴承，空套在主轴上，轴承内径d=60mm，有效宽度=60mm。在轴承中间横剖面上，沿周向开7个测压孔，在120°范围内的均匀分布，测压表21～27通过管路分别与测压孔相联。距轴承中间剖面L/4(15mm)处，轴承上端有一个测压孔，表头28与其相联，件号33为加载盖板，固定在箱体上，加载油腔在水平面上的投影面积为60cm2在轴承外圆左侧装有测杆35，环34装在测杆上以供测量摩擦力矩用，环34与轴承中心的距离为150mm，轴承外圆上装有两个平衡锤36，用以在轴承安装前做静平衡。图2实验轴承箱箱体左侧装有一个重锤式拉力计如图3所示，测量摩擦力矩时，将拉力计上的吊钩与环34联接，即可测得摩擦力矩。测杆通过环34作用在拉力计上的力F，由重锤予以平衡，其数值可由求得。式中R为圆盘半径，W为重锤之重量，L1为重锤重心到轴心之距离，为圆盘之转角，圆盘转角通过齿轮放大，可使表头指针转角放大10倍，表头刻度即为F的实际值，单位为克。JZT型调速电动机的可靠调速范围为120～1200转/分，为了扩大调速范围，试验台传动系统中有一个两级变速箱，当手柄向右倾斜，主轴与电机转速相同；当手柄向右倾斜，主轴为电机转速的1/6。因此主轴的可靠调速范围为20～1200转/分。图3重锤式拉力计工作原理图2.

测速仪表及温度计三、

实验步骤1.

测定动压滑动轴承的油膜压力分布，确定轴承端泄影响系数Kb⑴测试方法：开启油泵，调节溢流阀及减压手柄，使加载油腔压力及及轴承供油压力均在1Kgf/cm2以下；将变速手柄放在低速档上；调节控制器旋钮，使转速指针在最低速位置；将轴承左侧的测杆用卡板锁住；启动主电机，然后调节控制器旋钮，使指针读数在100～200mim-1，再将变速手柄旋到高速档，使主轴转速达到1000mim-1，调节溢流阀，将加载油压调到P0=4kgf/cm2，此时轴承载荷W=P0×60+8kgf（轴承自重为8kgf），运转几分钟，待各压力表指针稳定后，自左至右依次记录七个周向压力表及轴向压力表的读数；与此同时用温度计测量出口油温。⑵做周向油膜压力分布曲线按照图4所示做一圆，取其直径为轴承内径d，先在圆周上定出七个压力表所接油孔位置，通过这些点沿半径延长方向以一定比例尺量出所测量的相应压力表读数值，用曲线板将各压力向量的末端联成一光滑曲线，这就是轴承中间剖面的周向油膜压力分布曲线。

图4周向油膜压力分布曲线

图5轴向油膜压力分布曲线由油膜周向压力分布曲线，可求得轴承中间剖面上的平均压强。如图4所示，将圆周上1、2、3…7各点投影到另一水平直线上，在相应点的垂线上画出对应的压力值，将其端点1′、2′、3′…7′联成一光滑曲线，求出曲线所围的面积，然后取Pm，使其所围矩形面积与所求得的面积相等，此Pm值即为轴承中间剖面上的平均压强。⑶做油膜轴向压力分布曲线做一水平线取其长度为轴承有效宽度（B=60mm）。在中点垂线上按一定比例画出该点的压力P4，端点为4′在距中点两边各距B/4（即15mm）处，沿垂线方向画出压力P8，轴承水平轴线两端的压力均为0，将0，8′、4′、8′、0五点联成一光滑曲线，此曲线即为轴承油膜轴向压力分布曲线如图5，用前述方法可求出其平均压强Pa。⑷确定端泄时油膜轴向压力分布的影响系数Kb由周向压力分布曲线求Kb1值；Kb1=式中：W—轴承承载量，可按实际载荷计（kgf）

Pm—轴承中间剖面上的平均压强（kgf/m2）

B—轴承有效宽度（cm）

d—轴承内径（cm）

由轴向压力分布曲线求Kb2值：Kb2=式中：Pa—前面所求得轴向平均压强（kgf/m2）

P4

—轴承中间剖面中点的油膜压强（kgf/m2）比较Kb1和Kb2看其是否相符？是否符合抛物线分布规律。2.轴承摩擦特性曲线的测定将轴承加载至Pa=4kgf/m2（即W=248Kgf），再将主轴调至1000mim-1，然后转动拉力计表盘，使指针归零，解脱测杆卡板，把吊钩挂在测力杆的吊环上。待指针稳定后，记录其数值。然后依次将主轴转速到800，600，200，80，60，40，10，5，2，记录各转速时的拉力计读数。改变轴承载荷，使P0=2kgf/m2，取W=128Kgf，重复记录各转速时拉力计读数。然后列表计算各转速时之摩擦系数f，轴承特征值，计算公式如下：摩擦系数式中：F—拉力计读数（克）

W—轴承载荷（克）

L—测杆之力臂（l=150mm）

d—轴承内径（d=60mm）轴承特征值式中：—润滑油的动力粘度（Pa•s），根据所测出口油温，及室温求出平均温度tm，再从（机械设计）教材67页的粘度和温度曲线，查出20#或10#机械油在轴承工作区的运动粘度，然后再转换成动力粘度；

n—主轴转速（mim-1）；

P—主轴之平均压强（N/mm2或MPa）P=四、

实验注意事项1.启动主电机时，必须先开动油泵，然后再由低速启动电机，逐渐加大转速，不可把变速手柄放在高速档（右侧）启动，以免动力矩过大。2.为了保持拉力计的精度，只有在测轴承摩擦力矩时，才允许解脱测力杆卡板。3.在混合摩擦区工作时间尽量短，以避免轴承磨损。4.轴承供油压力必须保持在1kgf/m2左右，以便消除静压对实验数据的影响，同时保护硅胶进油管不致损坏。5.测出口油时务必注意水银玻璃温度计不可碰撞金属物体。

微机对滑动轴承实验数据的采集和处理系统——计算机辅助滑动轴承实验一、

系统组成概图：1.

实验台：现有滑动轴承实验台HZS-1型。2.

传感器：通过三通接口与原实验台的压力表相并联，其输出电压与油压成正比；1kg压力≈10mv左右3.

放大器：8路单级自补偿运算放大器，芯片为7650。4.

A/D转换：12位、16通道，将放大器输出的模拟电压信号转化为数字信号。5.

计算机：PC，386机以上。6.

输出结果：屏幕显示并可接打印机，打印出实验结果报告。二、

软件系统组成1.

程序流程框图：（见图6）2.

软件简要说明：

所有文件全部复制在两张盘内，即1号盘或2号盘。1号盘内装有全部的运行文件及打印图形驱动程序，2号盘内装有一个BASICA·EXE文件。软件将在213E中文操作系统的前提上自动执行。三、

系统的操作方法1.

启动实验台，将主轴转速调至800～1000rpm，压力调节到2～4kg，测量出口温度值。将计算机测量系统联接好。2.

检查A/D板：①将自检程序盘放入A驱动器，在“A＞”下运行BASIC。②运行ADDA13文件，进入菜单项。③选“2”即可观察通道的工作状态，即：当输入悬空时，显示模拟量为9V，数字量为4095。3.

油膜压力的测量①打开放大器电源，将1号盘放入A驱动器中，2号盘放入B驱动器中。②在“C＞”下，启动213E，键入AUTO并回车，进入213E下的中文操作系统。③由“C＞”转入“A＞”下，键入批处理文件名ZCSY，程序会自动执行。用户只需根据自己的需要进行菜单选择并在屏幕提示下进行操作，键入压力测量对应的标示字母。计算机将对压力进行数据采集（8个压力值）。造表并计算，绘制周向及轴向压力分布曲线。④执行完数据采集后，将数据处理的结果以数据文件的形式存入磁盘。4.

摩擦特性曲线的计算在主菜单选择提示下，选择摩擦特性曲线计算对应标示字母。由键盘键入测量摩擦特性实验数据，由计算机计算出实验结果，并显示f—图形，并回到主菜单。5.

当需要实验结果报告时，调主菜单中“打印输出”，即可连续打印任意多份实验报告。四、

实验注意事项1.

实验开始或过程中请勿随意动插在计算机主机箱里的A/D转换板，以免损坏其中的某些芯片。2.

实验前应测试并消除计算机中的病毒。图6程序流程框图

实验四

减速器结构分析实验一、

实验目的1.

了解齿轮减速器的总体布置特点；2.

了解齿轮减速器各零件的用途、结构特点、并进行结构工艺性分析；3.

了解齿轮减速器的拆装过程，以及为保证技术性能的调整测试方法；4.

了解齿轮和轴承的润滑方法；5.

了解齿轮减速器各部分尺寸的大致比例关系。二、

实验设备及工具1.

JZQ型两级圆柱齿轮减速器；2.

活动扳手；3.

改锥；4.

游标卡尺、钢板尺、卡钳、保险丝。5.

木锤三、

实验步骤1.

根据减速器的标牌，了解并记录减速器的主要技术性能指标；2.

观察减速器的外部结构特点及用途，并测量记录下长、宽、高等外部尺寸，中蓄积中心高等主要尺寸，地脚螺栓孔直径和位置尺寸等等；3.

卸下全部连接螺栓，用扳手旋起盖螺钉，然后由两人轻轻取下箱盖，仔细观察箱盖及箱体内部的结构，并记录有关尺寸；4.

仔细观察三根轴的结构特点，轴上零件的定位方式，轴承与箱体轴承孔的定位与调整方式，记录轴上零件以及与箱体的相互位置尺寸；5.

仔细观察齿轮和轴承的润滑方式，润滑油更换方法，油面高度的测量方法；6.

用简单的方法测量四个齿轮的有关参数；7.

观察三对轴承的类型，记录d×D×B尺寸，轴承型号；8.

将全部零件安原位装好，旋紧联接螺栓；9.

打开视孔盖，用保险丝测量两对齿轮的齿侧间隙；10.

用棉线涂铅丹与齿面上，观察并估算齿侧接触面积（颜高度和及宽度方向）；11.

装好视孔盖；12.将工具擦拭干净送还远处。四、

注意事项1.

拆装时应该轻拿轻放，避免损坏减速器各零件；2.

测量工具不要碰撞其他物品，以保持精度要求；3.

轴系零部件不必从轴上插下；4.

减速器在拆装前要将有关配合表面擦拭干净，并涂以机油；5.

拆装时要注意安全，以防手脚碰伤。

实验五金属材料的接触疲劳实验

一、实验目的1.观测和了解JP-BD1500型接触疲劳实验机的结构和工作原理；2.观测和了解不同材料及不同热处理状态在不同实验条件条件（不同载荷及两滚动表面具有不同的滑动速度）下疲劳失效的各种现象。二、实验设备及仪器1.JP-BD1500型接触疲劳实验机2.超声硬度计三、实验机的主要组成和传动原理实验机的外观示意图见图1所示，其传动原理见图3，图2为杠杆加载机构示意图，该实验机采用单面对滚接触（即一对圆盘滚子）试验方案，它具有结构简单，其它影响因素少和接触精度高等特点。两圆盘试件是垂直方向布置的，分别安装在左边摆动箱体和右边固定箱的外部主轴处，这样便于试件安装和拆卸。利用手柄旋紧加加载杠杆水平位置，杠杆比为1：20，动力驱动为一台3KW电机，经两根三角皮带和五个齿轮传动完成两个圆盘试件的滚（滑）动。在右边固定箱体上可装上不同齿轮的挂轮，实现六种不同滑差率的试验，左右箱体之间由尼龙柱销联轴器联结，工作良好，并保证对左边摆动箱体的电路绝缘。两箱体主轴上均安装三付D级高精度球轴承，保证主轴有足够的刚度和回转精度。图1试验机外观图1.箱体；

2.门；

3.隔音罩；

4.皮带轮罩；

5.转动箱体总成；

6.加力机构总成；

7.固定箱体总成；

8.润滑冷却油箱总成；

9.主轴止动装置.图2杠杆加载结构示意图1.手柄；2.丝杠；3.弯头；4.连接板；5.上圆盘试件；6.转动箱体总成；7.下圆盘试件；8.支承座；9.水平杆10.砝码杆；11.砝码。图31.电机；2.皮带；3.支架；4.转动箱体；5.转动箱传动轴；6.介轮轴7.下滚子；8.上滚子；9.固定体；10.固定箱体主轴；11.转动箱体主轴。四、实验注意事项1.试件看完后放回原处；2.由于试验机的计数器停电会失去记忆，实验中的设备不能随意停电，也不要随意按下清零电钮。

机器人实验指导书

机器人控制实验以XRC型Motorman工业机械人为基本实验设备，通过实验，使学生认识和了解工业机器人的基本结构和组成。初步掌握对机械手的编程和控制方法。本机械手系统是实际应用于工业自动化生产中的先进设备，其控制器设计曾在国际上获奖。学生在实验中了解应用这套系统，可使学生在诸多方面获益。实验一XRC型工业机械手的认识一、

实验目的

本实验介绍XRC型机器人系统的组成结构，XRC控制器的结构与功能，使学生能对机械手系统有总体的了解。二、

机械手系统结构与功能介绍本实验设备由机械手、机器手控制器（XRC）、伺服电机驱动系统、转角编码器和有关辅助设备组成（见图1）图1：系统组成示意图1、

电源变压器：用于完成不同制式电源的转换。2、

气源：提供系统动作过程中的空气动力。3、

机械手：机械手是一台六自由度的工业机器人。结构见图2。图2：轴系动作示意图机械手的每一轴都由伺服电机驱动。轴上安装转角编码器，可以随时检测每轴的运动位置，使其工作精度高，又相当灵巧。1、

机器人要完成的各种操作的控制命令都是由这里发出的。XRC控制器的组成见图3。图3

控制箱XRC控制器的重要组成部分是回放板和编程板，下面分别介绍。（1）

回放板（playbackpanel）回放板上按键布置与名称见图4。图

4图5

手持控制器图6

图7（2）

编程器（ProgrammingPendant）编程器用于对机械手工作任务的编程示教及测试操作，由多种按键及显示屏组成，结构见图5。显示屏显示区介绍：见图6.（上电后的显示画面）主菜单显示见图7.三、

实验步骤1、首先由实验指导教师介绍机器人系统的基本组成。2、然后开机，应用编程器的示教模式对机器人进行人工控制。（1）

开机接通主电源，系统完成初始化。回放板上示教指示灯亮，编程器进入主菜单界面。（2）

接通伺服电源：按下回放板上[SERVOONREADY]按钮，其上绿色指示灯闪烁，编程器上[SERVOONREADY]指示灯也闪烁。表明系统可以进入工作状态。（3）

示教锁定按下编程器上的示教锁按键[TEACHLOCK]示教锁定使机器人只能受示教操作的控制，而不会因回放板或其它外部输入的信号而产生误操作。（4）

按下[DEADMAN]开关，接通伺服电源。3、对机器人的六轴进行操纵，使同学们初步了解编程器、回放板的功能及机器人的空间运动。机器人系统可以采用不同的坐标进行工作：本实验中只采用关节坐标。见图2其它几种坐标系见图8图84、机器人六轴运动控制（参见图2）1）

S轴+-2）

L轴+-3）U轴+-4）R轴+-5）B轴+-6）T轴+-7）组合运动四、实验结果画机器人机构运动简图。

五、

注意事项（1）

参加实验的同学在示教操作前一定要站在机器人工作区域之外的安全地带，实验过程中不要随意走动，以防意外发生。（2）

机器人各轴运动不应超越其极限位置，实验操作中注意系统的警示，并使该轴脱离报警位置。（3）

学生在实验教师指导下操作。实验二机器人示教与再现控制一、

实验目的：通过实验使学生学习机器人示教编程和自动回放运行。二、

示教再现1．开机2．示教准备工作3．示教锁定4．调用一个旧任务：在主菜单下，选择[JOB]——→[SELECTJOB]屏幕显示文件列表，选择FHR2，系统进入任务内容显示，给出该程序的全部指令。程序FHR2J：FHR2

S：000R1

TOOL：*000NOP

；空操作001SETB000

；起始。程序均以NOP开头，以END结束，置变量B000的初值为0。002*BB

；标号*BB003MOVJVJ=20.00004MOVJVJ=10.00005MOVJVJ=20.00006DOUTOT#（2）ON

；合上007DOUTOT#（1）OFF008TIMERT=3.00

；程序暂停时间为0.01*3分009DOUTOT#（1）ON

；打开010DOUTOT#（2）OFF011INCB000

；变量B000增1012JUMP*BBIFB000〈=6

；当B000〈=6时，跳到*BB循环013END

；结束行（1）

指令的测试

程序中的MOV类指令可以用[BWD]和[FWD]单步测试。将光标移动到待测指令，按下[FWD]或[BWD]。[BWD]和[FWD]只能测试MOV类指令。当同时按下[INTERLOCK]和[FWD]，所有指令都被执行。

（2）

测试执行将光标移动到NOP行，按下[INTERLOCK]和[TESTSTART]，程序将被执行一遍。

（3）

自动回放执行示教中已经调试好的任务，可以采用回放方式自动执行。回放时，开机步骤与前面相同，系统初始化后，进行以下操作：（4）

从编程器上调出要回放的任务。（5）

关闭[TEACHLOCK]，打开回放板上的PLAY开关。指示灯亮。（6）

按下[SERVOONREADY]，是其灯闪烁，接通伺服电源。（7）

按下[START]开关，机器人开始执行调用的任务，程序执行过程中[START]灯一直亮着，程序执行完[START]灯熄灭。5.创建一个新任务（8）

任务创建在主菜单下，见图9所示，选择[JOB]，再选择[NEWJOBCREATE]，按系统提示起任务名，按[EXEC]确认，进入工作内容显示，系统自动给出编辑显示：（见图10）

图9

图10

将光标移动到适当行，可以开始新任务的设置。下面以程序FHR2程序各条指令为例说明新任务的创建方法。001SETB000

；按下[INFORMLIST]，选择ARITH，选择SET指令，修改参数，插入002*BB

；按下[INFORMLIST]，选择ARITH，选择LABEL输入语句标号，插入003MOVJVJ=20.00；按下[MOTIONTYPE]，修改速度参数，插入004MOVJVJ=10.00005MOVJVJ=20.00006DOUTOT#（2）ON

；按下[INFORMLIST]，选IN/OUT007DOUTOT#（1）OFF

；选[OUT]，修改参数，插入008TIMERT=3.00

；按TIMER，修改TIMER参数，插入009DOUTOT#（1）ON

010DOUTOT#（2）OFF011INCB000

；按下[INFORMLIST]，选择ARITH，INC，修改参数插入012JUMP*BBIFB000〈=6

；按下[INFORMLIST]，选择CONTROL，选JUMP，设置跳转条件，插入013END

（1）

测试执行：将光标移动到NOP行，按下[INTERLOCK]和[TESTSTART]，程序将被执行一遍。（2）

回放执行：

示教中已经调试好的任务，可以采用回放方式自动执行。回放时，开机步骤与前面相同，系统初始化后，进行以下操作：1）从编程器上调出要回放的任务。2）关闭[TEACHLOCK]，打开回放板上的PLAY开关。指示灯亮。3）按下[SERVOONREADY]，是其灯闪烁，接通伺服电源。4）按下[START]开关，机器人开始执行调用的任务，程序执行过程中[START]灯一直亮着，程序执行完[START]灯熄灭。

三、

学生在教师的指导下操作：编一个小程序，依次将各轴转动一次。示教完成后，自动回放一次。

四、附一常用指令点动指令：MOVJVJ=<执行速度>输出指令：DOUTOT#（输出号）；开/关外部输出信号跳转指令：JUMP*LABEL；跳转到标号处暂停指令：TIMERT=<时间单位数>

附二FHR1YASNACXRCUP6程序FHR1J：FHR

S：000R1

TOOL：*000NOP

001SETB0001

002*FF

003MOVJVJ=20.00004MOVJVJ=20.00005MOVJVJ=10.00006INCB000

007JUMP*FFIFB000〈=7

008END

创新工程设计与训练实验指导书实验（一）.UNIMATI（优耐美模型）模型机的设计制作与训练实验一.实验目的1．学习了解UNIMATI优耐美模型各组成单元的结构与功用2．学习如何从模型组件、模型部件,到模型制作机的实现过程。3．培养同学动手能力、团队合作精神及创新设计能力。二.实验要求1．同学自己动手至少组装出一台机器，如：车床、磨床、钻床、铣床、锯床等加工模型用的专用机床；并学会如何操作，并利用所给材料加工出一件零件样品2．画出所组装机器的传动简图，4．填写实验报告二．

实验设备1．优耐美模型散件一套2．工具：钢板尺、改锥等3．各种刀具三．

实验原理及方法1．一般情况一个好的实用的创意从产生到作品设计，以至到作品最后的成型，一般大都经历一漫长的过程，如何用一种既简便快捷又使其费用成本降至最低，对于设计者来讲，无疑是一件求之不得的事情；优耐美模型制作机为创意设计者提供了一理想的手段。2．同学可参考指导书中所提供的优耐美模型组装说明书，并根据各种机器的外型图，找出各模块以及零件的功用。3．根据任务要求确定机器的名称及功用，制定安装程序，对模块进行组装。4．利用组装出的机器，制造出相应的零件。5．模型组装的零配件机组装方法见附图优耐美模型制作机简介优耐美模型制作机由多个独立单元组合而成，可以组成多功能机组的不同机器；用于各种木材、塑料、非金属及软金属材料的作品制作。

万能钻床；功用：各种孔的加工，钻或铣；加工材料：软质金属，各种木质材料；注意事项：工件应固定牢固，用钻孔杠杆操作，力应均匀不能过大，可用手轮向下移动，

锯床；功用：加工各种复杂形状的薄板，厚度最大7mm,可安预先绘制好加工件的外廓图形，进行加工；加工材料：软质金属，各种木板；注意事项：锯材料时，应左右压紧不让材料震动，以防伤手。

木工车床；功用：各种外圆加工。加工材料：木棒；注意事项：工件