現(xiàn)代工業(yè)中,機械凸輪有著廣泛的應(yīng)用,但是因為其固有的缺點,在很多自動化機構(gòu)中受到限制。而數(shù)字化凸輪機構(gòu)以其精度高、加工柔性好、控制方便等特點,并且能夠通過軟件編程實現(xiàn)從動件的運動規(guī)律,因此能夠在很多場合取代機械凸輪機構(gòu)。 本課題研究了一種由單片機控制的數(shù)字化凸輪系統(tǒng),該系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心,通過編寫程序控制步進電機轉(zhuǎn)動,以步進電機帶動精密絲杠作為執(zhí)行機構(gòu),將步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為從動件的直線運動,同時使用光電編碼器檢測輸出軸的轉(zhuǎn)角位置,并將轉(zhuǎn)角信號反饋給單片機,調(diào)整運動輸出,從而模擬出高精度的凸輪運動曲線。并且可以將多條凸輪曲線存儲在單片機的外接存儲器中,方便的實現(xiàn)不同加工曲線的切換。 本文在分析機械凸輪曲線的基礎(chǔ)上,建立了數(shù)字化凸輪機構(gòu)的控制函數(shù)方程,并以二次多項式凸輪曲線為例進行了詳細的計算,建立了數(shù)據(jù)表格,在此基礎(chǔ)上確立了系統(tǒng)的運行方法。同時仔細分析了系統(tǒng)控制電路,采用當(dāng)前流行的電子元器件設(shè)計驅(qū)動電路來取代傳統(tǒng)的步進電機驅(qū)動電路設(shè)計,并在proteus環(huán)境下完成了步進電機驅(qū)動電路、光電編碼器電路、鍵盤輸入與LED顯示電路以及系統(tǒng)報警電路等電路的詳細設(shè)計,而且在完善系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上還增加了抗干擾電路的設(shè)計,從而確保系統(tǒng)的可靠運行。
【學(xué)位單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH112.2
【部分圖文】：

1 緒論數(shù)字化凸輪系統(tǒng)研究的背景輪機構(gòu)的應(yīng)用有著非常悠久的歷史，在數(shù)字控制技術(shù)出現(xiàn)以前，它是唯任意運動的一種機構(gòu)，因此廣泛應(yīng)用在各種自動機械和自動控制裝置中燃機中的配氣機構(gòu)（如圖 1－1），通過凸輪迫使推桿做往復(fù)運動，來實啟或關(guān)閉，以控制可燃物質(zhì)在適當(dāng)?shù)臅r間進入氣缸或排除廢氣。再如自刀機構(gòu)（如圖 1－2），通過帶凹槽的圓柱凸輪的回轉(zhuǎn)，迫使推桿往復(fù)運現(xiàn)刀架的進刀和退刀運動。凸輪機構(gòu)是由凸輪、推桿和機架三個主要構(gòu)副機構(gòu)，通常情況下，凸輪為主動件，推桿為從動件，凸輪通過其變化動從動件完成預(yù)期的運動規(guī)律。凸輪機構(gòu)簡單緊湊，只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計出曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運動，并且使凸輪機構(gòu)擁有良好的力學(xué)特性，因此在自動機械中獲得了廣泛的普及與應(yīng)用。

1 緒論數(shù)字化凸輪系統(tǒng)研究的背景輪機構(gòu)的應(yīng)用有著非常悠久的歷史，在數(shù)字控制技術(shù)出現(xiàn)以前，它是唯任意運動的一種機構(gòu)，因此廣泛應(yīng)用在各種自動機械和自動控制裝置中燃機中的配氣機構(gòu)（如圖 1－1），通過凸輪迫使推桿做往復(fù)運動，來實啟或關(guān)閉，以控制可燃物質(zhì)在適當(dāng)?shù)臅r間進入氣缸或排除廢氣。再如自刀機構(gòu)（如圖 1－2），通過帶凹槽的圓柱凸輪的回轉(zhuǎn)，迫使推桿往復(fù)運現(xiàn)刀架的進刀和退刀運動。凸輪機構(gòu)是由凸輪、推桿和機架三個主要構(gòu)副機構(gòu)，通常情況下，凸輪為主動件，推桿為從動件，凸輪通過其變化動從動件完成預(yù)期的運動規(guī)律。凸輪機構(gòu)簡單緊湊，只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計出曲線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運動，并且使凸輪機構(gòu)擁有良好的力學(xué)特性，因此在自動機械中獲得了廣泛的普及與應(yīng)用。

（a）數(shù)字化凸輪機構(gòu) （b）機械凸輪機構(gòu)1． 從動件 2. 機械凸輪 3. 執(zhí)行機構(gòu) 4. 控制單元圖 1-4 數(shù)字化凸輪系統(tǒng)與機械凸輪機構(gòu)Fig.1-4 The mechanical cam wheel mechanism and the digital cam wheel system一些廠家已經(jīng)生產(chǎn)出了采用 PLC 或者單片機作為核心的凸輪運動服電機或者步進電機為執(zhí)行元件，通過編程模擬凸輪運動曲線，從而的數(shù)字化凸輪機構(gòu)。美國、德國、日本的一些公司已經(jīng)生產(chǎn)出了一些化凸輪控制器，比如德國倫茨(Lenze)公司生產(chǎn)的 9300 凸輪型伺服控00-EK)，內(nèi)置數(shù)字化凸輪發(fā)生器，可同時編程 8 條凸輪曲線，能實現(xiàn)復(fù)加工和工藝的快速改變[10]。內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀化凸輪機構(gòu)的研究和應(yīng)用在國內(nèi)尚處于起步階段。很多學(xué)者對于數(shù)字念只是做了一般性的表述，而對數(shù)字化凸輪的設(shè)計及實際應(yīng)用研究沒
【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 林萬煥;基于自由曲線的共軛凸輪打緯、引緯機構(gòu)反求及參數(shù)化設(shè)計[D];浙江理工大學(xué);2011年

本文編號：2888627