三軸聯(lián)動機(jī)械臂伺服運(yùn)動機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

三軸聯(lián)動機(jī)械臂伺服運(yùn)動機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計（摘要）機(jī)械手臂是目前在機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的自動化機(jī)械裝置，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、娛樂服務(wù)、軍事、半導(dǎo)體制造以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個共同的特點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維（或二維）空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，機(jī)械手臂可分為多關(guān)節(jié)機(jī)械手臂，直角坐標(biāo)系機(jī)械手臂、球坐標(biāo)系機(jī)械手臂，極坐標(biāo)機(jī)械手臂，柱坐標(biāo)機(jī)械手臂等。本文所設(shè)計的機(jī)械手臂為直角坐標(biāo)系機(jī)械手臂，其由三個伺服電機(jī)驅(qū)動，通過運(yùn)動控制卡實(shí)現(xiàn)運(yùn)動控制，可以實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動，分別為X移動，Y移動，Z移動。手臂的運(yùn)動由三個絲杠螺母副完成，伺服電機(jī)驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，螺母副移動，從而實(shí)現(xiàn)三個自由度的運(yùn)動。關(guān)鍵詞機(jī)械手臂三軸聯(lián)動三個自由度AbstractIIMechanicalarmiscurrentlythemostwidelypracticalapplicationinthefieldofrobottechnologyinautomationmachinery,industrialmanufacturing,medicaltreatment,entertainmentservices,military,semiconductormanufacturingandotherareasofspaceexplorationcanseeitsshadow.Despitetheirmorphologyvary,buttheyallhaveonecommoncharacteristic,thatisabletoacceptinstruction,preciselypositionedtocarryoutoperationsatapointthree(ortwo-dimensional)space.Accordingtothedifferentstructure,mechanicalarmcanbedividedintomulti-jointrobot,Cartesiancoordinatesrobot,sphericalcoordinatesrobot,polarcoordinaterobot,cylindricalcoordinatesrobotarmandthelike.ThisarticleisdesignedasCartesianrobotmanipulatorarm,whichisdrivenbythreeservomotors,motioncontrolthroughmotioncontrolcard,youcanachievethree-axis,respectively,XMobile,Ymovement,Zmove.Armmovementconsistsofthreescrewnutiscompleted,servomotordrivescrewrotation,nutmove,inordertoachievethreedegreesoffreedomofmovement.KeywordsMechanicalarmAxislinkageThreedegreesoffreedom第1章緒論11.1研究背景隨著科技的發(fā)展，工業(yè)自動化程度不斷提高，機(jī)械臂廣泛用于各種制造行業(yè)中，但對于機(jī)械臂在工業(yè)的應(yīng)用來說，大部分時候并不需要機(jī)械臂具有六個自由度，其中的一個或幾個即可滿足工業(yè)需求，由于三軸聯(lián)動機(jī)械臂具有三個自由度，基本上可以滿足制造行業(yè)中以空間任意一點(diǎn)為目標(biāo)位置的運(yùn)動要求，故三軸聯(lián)動機(jī)械臂在工業(yè)自動化上的運(yùn)用最為廣泛。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國際上對于機(jī)械臂的開發(fā)、研制和應(yīng)用已有近50年歷史，目前，以日、韓、美、法、德等為代表的許多國家的機(jī)械臂產(chǎn)業(yè)日趨成熟和完善，其所生產(chǎn)的機(jī)械臂已成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在全球得到廣泛應(yīng)用。國外機(jī)械臂技術(shù)由于起步較早，基礎(chǔ)雄厚，技術(shù)先進(jìn)，市場占有率高。同國外相比，中國的機(jī)械臂技術(shù)起步較晚，經(jīng)過“七五”、“八五”、“九五”三個階段，中國機(jī)械臂從無到有，從小到大，發(fā)展迅速，一批國產(chǎn)機(jī)械臂已服務(wù)于國內(nèi)諸多企業(yè)的生產(chǎn)線上，一批機(jī)械臂技術(shù)的研究人才也涌現(xiàn)出來，一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了機(jī)械臂的一些關(guān)鍵技術(shù)，某些技術(shù)已達(dá)到了或接近國際先進(jìn)水平，中國機(jī)械臂在世界機(jī)械臂領(lǐng)域已占有一席之地，而且中國是一個巨大的機(jī)械臂消費(fèi)市場，行業(yè)市場也處于發(fā)展壯大中。機(jī)械臂技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用范圍越來越廣，其標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的程度越來越高，功能也越來越強(qiáng)，正向著成套技術(shù)和裝備的方向發(fā)展。1.3研究目的和意義面對工業(yè)4.0時代機(jī)械臂的巨大市場，機(jī)械臂技術(shù)的發(fā)展和革新也變得尤為重要，由于三軸聯(lián)動直角坐標(biāo)系機(jī)械臂結(jié)構(gòu)簡單、用途廣泛，市場份額最大，所以對其技術(shù)的研究最具市場價值。在機(jī)械制造行業(yè)中，對于機(jī)械臂技術(shù)研究的意義可概括如下，一、在生產(chǎn)過程中，機(jī)械臂可應(yīng)用于傳送材料，裝卸工件，更換刀具以及裝配機(jī)器，可以提高生產(chǎn)的自動化程度，降低勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。濫二縱、察在淋特殊潔工作散空間輩如翅高溫丟、瞇高壓憤、緞噪聲膽、澆狹小物空間拆等工跡作場沈合中朝，存人工隔操作臭存在惠一些傷隱患遭甚至舌人工旁根本然不可煎能完伙成，存而壞通過毯機(jī)械旦臂楚的拼應(yīng)用四可以辣部分時或全糕部代稈替工廢人安蓮全的剛完成趁作業(yè)豎，類改善低了坡勞動漆條件斥，在盟一些袋簡單此、足重復(fù)綿、笨彈重的歷操作絹中摟，隨通過任機(jī)械穗臂的癢應(yīng)用搖，可罷以避坦免由少于疲晴勞或檢者作疏忽造而造仰成生保產(chǎn)事迎故。叢三、貧通過穿機(jī)械宅臂的斃應(yīng)用鼻，首鬧先霞可以愁直接慈減少糠人力傅，而樸且由加于機(jī)浸械臂塵可以頃連襖續(xù)工淺作思，使畜得適生產(chǎn)艘工作夢有節(jié)踩奏的巧進(jìn)行故。她綜上豆所述陡，蹤加速購開發(fā)賊和孩應(yīng)用供機(jī)械倒臂，泉是機(jī)仆械工膊業(yè)發(fā)粘展的逃必然蘋趨勢會。若1.帥4斑論文定研究霉內(nèi)容誦第一條章喉緒論理簡單假介紹昨研究投背景多，息國內(nèi)碑外研日究現(xiàn)努狀，億研究駕的目側(cè)的和黎意義捎?？v第二壓章季方案斃確定載，提材出兩冰種設(shè)招計方熱案，換最后怒選擇氣采用陣絲杠喪螺母桿副的訴直角奪坐標(biāo)摔系碑機(jī)械辛手臂栗。咬第三就章電淺機(jī)管驅(qū)動駐設(shè)計睛，束分析愈運(yùn)動肢情況迫，選滲擇合慣適的鴉伺服康電機(jī)愿。勵第師四細(xì)章機(jī)史械則結(jié)構(gòu)縣設(shè)計僅，絮對整兇個完機(jī)械蟻臂上坐選要筐安裝代的零光部件朗進(jìn)行春設(shè)計宜選型壞。虧第五硬章只基于粉CR礦EO炸的設(shè)輛計與咸裝配繁，鴉將禮所設(shè)抗計繁的啦機(jī)械件臂朱的鄉(xiāng)零部菠件儉采用朵CR燒EO托繪制全，稿并革將屬所繪酸制的朋零部份件進(jìn)放行模神擬裝調(diào)配筐第熄2伏章會方案棉確定唐2.靈1漸方案倉的設(shè)我想窮面對甜機(jī)械舟臂怨的巨火大的藏應(yīng)用淚市場鬧，負(fù)開發(fā)影一種化結(jié)構(gòu)夜簡單拳，冶可以添滿足觸工業(yè)鉆基本悼應(yīng)用廁機(jī)械銷臂源有很淋大的搏市場杏前景謠，蝕而且悲對于所工業(yè)勝應(yīng)用遠(yuǎn)來說墓，三鑼自由敬度直圈角坐附標(biāo)系玻機(jī)械砍手臂綢應(yīng)用稍最為包廣泛己。套直角山坐標(biāo)齡系機(jī)葬械手兩臂可停以由嘴單軸憤機(jī)械遇手臂具組合巖而成姨。單券軸機(jī)蒜械手慮臂作回為一膠個組系件在賴工業(yè)叫中應(yīng)居用廣警泛。決故本裝文所奧設(shè)計貍的知機(jī)械禿臂莫整體勒結(jié)構(gòu)箱可以遼由煌三個形單軸屠機(jī)械臥臂組大合而樓成寺，我往們路設(shè)想賭了兩泉種魚方案培，雪兩種沸方案且的基給本結(jié)也構(gòu)先形式欲相似蠟，魔主要志區(qū)別到在于斬機(jī)械暗臂的站執(zhí)行暢元件包不同魂。爹方案蠅一油：糊此方營案篩執(zhí)行叼原件支為氣漏缸筑，每路個蝦單軸以機(jī)械深臂貨的咳運(yùn)動充由一司個氣曬缸完渣成，還通過旦三個岔氣缸馬的較組裝暢，鐮組裝蘆成收一個啄具有碧三個漫自由貸度的寸直角持坐標(biāo)鳥系機(jī)沙械臂啊，三研個氣郵缸懇可以羊由一窯個氣帶泵供邁氣，正每個蘋氣缸樹都裝鎖有融一個禮閥門岡，閥慎門割由伺乳服電巧機(jī)無控制營氣缸捎的喬進(jìn)氣予速度逮和進(jìn)違氣量菠，三皂個伺也服電語機(jī)可狗以通弄過運(yùn)問動控棟制沈卡蟲來實(shí)追現(xiàn)陵運(yùn)動射控制蟲。抖方案滑二胞：謝此方紙案的沒執(zhí)行終元件啊為絲留杠螺友母副譽(yù)，每勢個單玻軸機(jī)端械臂婦的運(yùn)峰動由扁一個棗絲杠后螺母郵副叮完成徹，通逢過屠對巾三個另絲杠冷螺母跑副的略組裝葵，擦組裝餓成一看個鵲具有荒三個壟自由秤度的愛直角案坐標(biāo)齊系機(jī)當(dāng)械臂肌，每趁個樂絲杠勸螺母刃副均熊由一菜個伺盤服電喉機(jī)驅(qū)隸動，些通過烤運(yùn)動慌控制縮卡對陪伺服決電機(jī)寺轉(zhuǎn)速削和轉(zhuǎn)蹄角的輕控制恐，實(shí)斯現(xiàn)閘最終揚(yáng)的膝運(yùn)動賣控制徑。涼2.知2之方案頃的確另定悠綜合帝比較泳上述統(tǒng)兩種碰方案袋，蘋我們述發(fā)現(xiàn)議第二深種的單結(jié)構(gòu)棍比較第好。糞方案唇一也使用昏氣缸協(xié)雖然填執(zhí)行遍機(jī)構(gòu)警的雹結(jié)構(gòu)段會更劉緊湊壟，但獻(xiàn)是由躁于需叢要額柏外使袍用氣戶泵絮、由閥門詢等怠關(guān)鍵贏零部種件，波故判造價充高，諸而且瞇氣基缸泉不適續(xù)合糠承受迎較大洋徑向饒力的協(xié)場合珠，氣曬缸驢進(jìn)蓮出氣閥較難系控制獨(dú)，慎且運(yùn)器動則精度濾低。爆相比斤方案喊一吵，方伙案二揉的單鞭軸機(jī)釣械臂漢雖然因體積瞎稍大獵，后但肅造價亭有大曲幅降巾低，號運(yùn)動拍控制亡精度塑顯著代提高鬼，砌在阻載荷及分布蒜上潑也更蜘為合叢理。突2.耐3便本章汁小結(jié)育通過翼以上鞏對瘦兩種宮方案梨的昏比較胖和分愛析，懷綜合斷市場街方面至因素陸，宋最終創(chuàng)我們奔選擇怎采用速方案肥二態(tài)，用腰使用剛絲杠餐螺母超副森的攀單軸庫機(jī)械綿臂來動組裝柔成納具有墊三個君自由常度的臉直角盲坐標(biāo)趴系機(jī)井械臂朱。撥總體番方案崖確定儲之后萬，進(jìn)桂行機(jī)旅構(gòu)各性部件恰的設(shè)詢計和弱選擇漠。漲第3院章臥極電機(jī)馬驅(qū)動階設(shè)計薦由于互本文鍋所設(shè)健計的唱機(jī)械與臂采應(yīng)用三辭個單牙軸機(jī)蝕械臂雅組合回安裝果完成物，吃三個矩單軸件機(jī)械緣臂的渴結(jié)構(gòu)堅類似應(yīng)，本躲文中釘只對選X妥向撈的單般軸機(jī)休械臂育進(jìn)行幫計算芬選型壓，其剃余泰兩個慢進(jìn)行趴類比御設(shè)計祥，比本文筒中不蒙做過誕多敘作述。露3.姻1意喘電機(jī)夕驅(qū)動嶼要求徑（1扶）捏機(jī)械抬臂運(yùn)取動盆需要決有較辯大的倡調(diào)速劃范圍侍，最單好能勸夠?qū)崊柆F(xiàn)讀無級變變速什。決（2的）孤電機(jī)鎖應(yīng)該摟選用仰偏大咳的功帆率，妄雖然咸本文貍所設(shè)滴計的蛾機(jī)械匙臂目貴的是發(fā)安裝總攝像藝頭寬進(jìn)行渠掃描害攝像出，不豬需要帥高勒功率嘴電機(jī)禮，矩但為峰了暴保證互機(jī)械蘆臂再運(yùn)動封的可坊靠性教，料應(yīng)該藍(lán)采用俯稍微遣偏大獎功率沫的電甜機(jī)事?？冢?藥）擱電機(jī)捎驅(qū)動慮的動許態(tài)響驕應(yīng)性跡要好麥，電澆機(jī)的若升降頓速時抓間要煮短，漁調(diào)速蚊時乘需要張運(yùn)轉(zhuǎn)疤平穩(wěn)慮，換坊向慨可以濱進(jìn)行劫自動撞加減兔速控川制膏。應(yīng)（4水）振機(jī)械坦臂犬的主跡軸增需要見有較習(xí)高的展回轉(zhuǎn)體精度燭，準(zhǔn)主軸府部件凍需要港具有拼良好茫的依抗振敞性和堡足夠供的容剛度企，痰也需昨要具慶有較慧好崇的爐熱穩(wěn)莫定性緩，取即視要求序主軸嘩的軸癥向和拒徑向忌尺寸業(yè)隨溫鄰度的庸變化腳要小疑，腎而且涉?zhèn)鲃影溗炭s。勻3設(shè).2假谷電機(jī)裁選型王由于岔本文裕所設(shè)養(yǎng)計的架機(jī)械偏臂尾須端只彎需要確安裝姥一個獅攝像鼻頭進(jìn)谷行和掃描辱攝像兇，櫻而且愚本機(jī)你械臂站體積桐小，并質(zhì)量靠輕，幟所需寸要的候電機(jī)扇功率灶不必協(xié)要太哥大，燥但為夜了保曾證運(yùn)琴動的娃可靠亦性，堡適當(dāng)是選取式偏大朗功率炊的電軋機(jī)即腹可芳，侄Ｘ向凍單軸濃機(jī)械廟臂但所選浴取的姜電機(jī)反為他松下途公司眠所生都產(chǎn)的揮的Ｍ害ＳＭ耀Ｄ０娛４２膚Ｇ１纏Ｕ唇型捧伺服植電機(jī)稠，約額定鋪功率堪為０緩．雪４趴ＫＷ遭，具額定谷轉(zhuǎn)速羊?yàn)椋陈。埃坝停盁oｒ／露ｍｉ補(bǔ)ｎ。暑本章灣小結(jié)奧通過珠對電隔機(jī)的滲選型仰，以萌及姿運(yùn)動思控制示系統(tǒng)凳的設(shè)敬計，笑通過遺運(yùn)動珍卡愁同時慎控制便三個羊伺服速電機(jī)插驗(yàn)證姿運(yùn)動圍控制卷系統(tǒng)續(xù)是否牲滿足距三軸妥聯(lián)動久的設(shè)刪計要榨求，貓進(jìn)而器完成閥電氣熔部分為的設(shè)桶計。浴第叔4疲章透機(jī)械閥結(jié)構(gòu)義設(shè)計縱4押.1淹單軸云機(jī)械申臂弟結(jié)構(gòu)俘特點(diǎn)窯單軸徐機(jī)械岡臂礎(chǔ)的運(yùn)袋動在豈動作貪上除串了曲由冠運(yùn)動醒控制男卡的食控制陜外，溉在機(jī)蔽械結(jié)添構(gòu)方語面壺還應(yīng)缸具有晴響應(yīng)填速度惑快異、精嫁度高成、倚穩(wěn)定稅性腥好枕等憤特點(diǎn)域（有丙引用寸）話下面筆主要跳對單媽軸機(jī)宿械臂踢的機(jī)注械結(jié)攔構(gòu)特個點(diǎn)進(jìn)甚行討畏論：洋（距1及）蓄傳動貸剛度摸高隆本文旅所研矛究的江單軸返機(jī)械學(xué)臂述采用蘇絲杠豐螺母題副作上為執(zhí)辰行部元件，斗絲杠財螺母冠副以蚊及其朱支撐許部件礙的剛害度決放定了鑒整個撞機(jī)械抹臂的劃傳動燕剛度憲。郊如果萌剛度體不足即，柄加上康摩擦拉阻力環(huán)的攻作用互，會改導(dǎo)致艙機(jī)械凝臂的零運(yùn)動貞產(chǎn)生馳爬行駁現(xiàn)象妄或反挺向死版區(qū)，服傳動煩的菌準(zhǔn)確姥性逢會受臟到影聲響。史通過蝶合理茄的選均擇絲撈桿尺什寸拔，縮務(wù)短傳華動鏈任、對表絲杠誕螺母殃副姐及其剖支撐設(shè)部件災(zāi)等預(yù)距緊均脾可以倆有效稠的提哈高傳羨動剛序度。于(2初)茄負(fù)高諧拜振涉為了淚提高良機(jī)械晌臂的勤抗振勤性萄，其爺機(jī)械唐構(gòu)件芹應(yīng)具尊有再合適鄙的阻架尼和紅較高舟的固誼有頻阿率災(zāi)，通均常嶄要求肚機(jī)械允傳動劇系統(tǒng)線的因固有駝頻率加應(yīng)為遠(yuǎn)伺服清驅(qū)動茅系統(tǒng)帖固有賴頻率阿的單2粥~3嗚倍況（候3部）例低摩偷擦膨機(jī)械嚇臂備的堆運(yùn)動遞要求粥平穩(wěn)鞭，倚能夠浩快速征響應(yīng)善且定快位撿準(zhǔn)確詳，那升么立就需讓要減澆少運(yùn)痕動練件粥所受剖的摩央擦阻苦力，鞭在仁機(jī)械題臂中葡普遍鑰采用檔特性挑優(yōu)良逮的滾絲珠絲糕杠螺報母副開。旅（肺4側(cè)）謊低慣哲性扣由于林機(jī)械芽臂的丹特殊艘工作療環(huán)境積，所派以經(jīng)主常需肚要直啟停怠、姓變速脂和換啊向冶，甜如果坦機(jī)械揮臂的籮傳動企裝置負(fù)慣量仰太大攻，會眾使恰負(fù)載麥增大雀并會稀降低傻傳動企系統(tǒng)柔的動屈態(tài)性隨能堆。烤因此鞋在強(qiáng)厘度曲與剛忠度足能夠的免前提朗下，滴應(yīng)該漂盡可純能使昏各議傳動廚元件輸?shù)捏w鮮積變正小，籮同時痛減少淺各鑄運(yùn)動激部件壯的急重量民，從疼而達(dá)沉到運(yùn)銷動部替件能違夠?qū)δc指令礙快速焦響應(yīng)族的要忽求網(wǎng)。仇（慈5物）炎無間烤隙絨機(jī)械改臂成的牧進(jìn)給榆系統(tǒng)駛存在特反向重運(yùn)動乘死區(qū)話的壺另一脫個主瘋要扭因素劇是機(jī)錄械旦間隙聞，因音此對勾于童傳動糟鏈的刑各個都環(huán)節(jié)鼻都需仗要狀采用廚消除滿間隙報的結(jié)礙構(gòu)措其施，為這些斤環(huán)節(jié)祥包括惜：絲蠻杠螺摧母副惜、聯(lián)閃軸器矩、軸欺承以假及其軌他支緣撐部溪件兄等巴。醒4瓣.2棒滾珠告絲杠蠢的選劣擇與津安裝擔(dān)方式扒的選完擇芽4獲.2掛.1播湊滾珠馬絲杠言特點(diǎn)屆在歉單軸擦機(jī)械觀臂擦上，津滾珠艱絲杠堡副將珍伺服繞電機(jī)卻的回屬轉(zhuǎn)運(yùn)莊動轉(zhuǎn)炕換為秩直線挖運(yùn)動慘，滾拌珠絲養(yǎng)杠螺括母副業(yè)的特沫點(diǎn)是焰：?。ㄋ?鉛）灰傳動服效率決高熊，滾左珠絲望杠晴副相僅比矛于傳眾統(tǒng)螺搭紋絲皮杠耗副惕，以唐滾珠店在哄絲杠袋與螺死母之恐間的收滾動威傳遞棗力和謀運(yùn)動須取代或了痛絲杠淚和螺痰母直高接作縣用的搜方式環(huán)，逐即匙以極云小的逗滾動翻摩擦萬取代塘傳統(tǒng)康絲杠乏的滑巷動摩捎擦三，士使得寬傳動澡效率意提呈高，欣一般榮為瀉η=張0.羽92割～怖0.揭98熄，業(yè)整個較傳動炸副所們需要頑的驅(qū)斷動力塔矩圣只有塊滑動毫絲杠濟(jì)的座1/魂3朵左右誤，摩嗓擦發(fā)刻熱局也得謊到差大幅赴降低房。拐（丟2鑰）轉(zhuǎn)定位清精度運(yùn)高慢由于姿滾珠值絲杠里副發(fā)柴熱率肉低分。溫猛升胞小以侮及配在加逗工過垃程中醉對絲捐杠采絡(luò)取預(yù)谷拉伸仗并預(yù)積緊消騙除軸庭向布間隙與等措婦施，尤使醋滾珠乳絲杠設(shè)副定疫位精沃度償高休且編重復(fù)贏定位勞精度圍高便。刷（棉3叉）準(zhǔn)傳動訪可逆芝性嫂滾珠掉絲杠許副澆相比狀于退滑動食絲杠使沒有礙粘滯喂摩擦川，貞故撤在傳校動過夾程中哈不會節(jié)出現(xiàn)贊爬行漲現(xiàn)象狐，百而且炭滾珠桂絲杠棉可以國將回杠轉(zhuǎn)團(tuán)運(yùn)動殖轉(zhuǎn)變董為直投線運(yùn)栽動，傭也可朗以將言直線屑運(yùn)動竭轉(zhuǎn)變文為回末轉(zhuǎn)運(yùn)暗動，修兩種扭運(yùn)動奪方式皺均可廈以傳莫遞羊相應(yīng)丈的動螺力小（遺4功）豪同步砌性能請好扯由于玩滾珠多絲杠渠副盾能夠趴順滑腸運(yùn)轉(zhuǎn)纏，鴿軸向僚間隙覽可以席消除濫以及烈制造脾的一瞞致性慮，當(dāng)冶采用泄多套旺滾珠越絲杠崗副方施案驅(qū)擇動嘆多個喇相同振部件蹲或滿統(tǒng)一窩裝置湖時工，均吸可以級很好最地進(jìn)就行摟同步窩工作槳。往（距5陪）使季用敏壽命柴長沙由于逝滾珠愈絲杠鐵滾道內(nèi)的表準(zhǔn)面硬爺度，氣材料戒的選朱擇雨以及窮滾道瓜形狀船的準(zhǔn)糟確性臺等方群面都濁加以狠嚴(yán)格阻控制媽，下從而儲使得縣滾珠虎絲杠鴨副的墊實(shí)際遲壽命理遠(yuǎn)察相比杯于騎滑動簡絲杠健高很津多。話但是烈滾珠煉絲杠篩副脅也存礎(chǔ)在一堤些缺慌點(diǎn)，約如制牢造成么本高駁，不昆能自俘鎖，則垂直跨安裝猴時鉆需有介平衡霜裝置頁等歇（有義引用薯）渠4艷.2短.2再資安裝毫方式妄分類妖滾珠掏絲杠梢副作麻為殿一種鑼以滾謹(jǐn)動作祥為襪傳動挑方式閉的關(guān)輸鍵傳廚動元圍件尺，計在各謹(jǐn)種需制要傳迫動和帳定位秘的機(jī)渴構(gòu)中貪應(yīng)用壺廣泛荒，紙其對模機(jī)構(gòu)山的疫影響緩也十挎分重盞要。虧同時植，套在實(shí)遼際應(yīng)團(tuán)用中油，紙滾珠子絲杠貴采用炎何種財安裝醋方式藥，該對擋整個是機(jī)構(gòu)污的工君作效慨果也階會產(chǎn)組生影遣響支，煌根據(jù)喊不同窗的具至體應(yīng)折用情煌況，命滾珠丙絲杠酸副可郊以采癥用的完不同勞的做安裝縣方式旺。餐滾珠歉絲杠刑副所申承受芳的載喪荷主燙要是色軸向策的，索其所柜承受場的徑嫂向載衫荷主愈要是雹臥式瓣絲杠串的自領(lǐng)重音?？ㄔ诎菜阊b時銷，維螺母蟻?zhàn)奶钥着c吵工作囑螺母膠之間唉應(yīng)蘇保證稼配合時良好堵，蛾并且郵孔跳與阻端面濱應(yīng)該潤保證勒垂直蜂度。凍這時暮選擇鉛軸承急需要貨根據(jù)佳載荷煉的方戚向和錦大小償，軸淺承配日置和蘭安裝攝的形羊式瓣還與膚絲桿協(xié)的瓣長短妻有關(guān)斗，們?nèi)绻方z桿縮較短疲，采聲用殖單支視撐栽結(jié)構(gòu)遣，遵如果西絲桿架較長劉，則葡需采糟用隨雙樓支撐跪結(jié)構(gòu)縣。強(qiáng)每種焦安裝能方式翅（即饒支撐耽方式奴）煮有其逝各自泳的特缸點(diǎn)，版當(dāng)選厘取安界裝方缸式時儀，在抓考慮補(bǔ)實(shí)際坦工作喘要求敏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ng)件的蘋數(shù)量集和加頂工的頑要求腰，此群方向狼的可卵選用骨與叔X券方向撤相同息的絲梅杠、駛電機(jī)稠和軸榨承及懼其他以零件耽，但論對于豐有裝窄配調(diào)撫整的腿零件章還需汪另行骨設(shè)計彈以滿公足要紅求。粥4.所5擺咬導(dǎo)軌給的選填型爛計算切4.沖5.翁1著導(dǎo)軌謠的形躲式及垃選擇河導(dǎo)軌食是偶支撐掙和限塵制運(yùn)亦動部價件按蓬給定禽的運(yùn)場動要廚求和戶規(guī)定陣的運(yùn)藥動方仙向運(yùn)辜動，推它是獨(dú)滾珠染絲杠凈副碑運(yùn)動住機(jī)構(gòu)登中必案不可帥少的妄一個攜部分今，克在很吧大午程度罪上會棵決定筒單軸馬機(jī)械鉤臂敘的剛蜓度、帝精度轟和精料度保飾持性鈔。常黃用想的導(dǎo)椒軌副雄種類艱很多縣，剩按其游接觸設(shè)面的貸摩擦葛性質(zhì)繩可以降分為瓣滾動報導(dǎo)軌噸、朗滑動叛導(dǎo)軌銳、帳流體駁介質(zhì)傲摩擦煙導(dǎo)軌割等瞧?；I下面莖著重夏介紹疫三種晨。桃1.喬值直線警滾動播導(dǎo)軌溜滾動紗導(dǎo)軌曬作為遍滾動朵摩擦處副的億一類堂，具賺有很洞多優(yōu)東點(diǎn)，語摩擦儉系數(shù)瞇小，也運(yùn)動尚靈活余；動妖靜摩堤擦系寬數(shù)基速本相刺同，負(fù)因而招啟動借阻力鄉(xiāng)小，躲而不尾宜產(chǎn)乓生爬啊行；豎可以紛預(yù)緊昨，剛哄度高古；壽脖命長蘇，棉精度直高；床潤滑鄉(xiāng)方便澡，可荷以采翼用脂嫩潤滑尼，一飼次裝軌填，配長期之使用杏；由鞋專業(yè)阿廠縫生產(chǎn)駁，可燕以外水購選羨用爹。律但的也存友在授一些很缺點(diǎn)養(yǎng)：導(dǎo)飛軌面潤與滾醬動體謝是點(diǎn)錢接觸牧或線儉接觸亂，所厲以抗栽振性煌差。驢接觸運(yùn)應(yīng)力傳大；呆對導(dǎo)養(yǎng)軌的役表面取硬度窗、表訊面形蹲狀精抬度和西滾動制體的摘尺寸茅精度黨要求判高速，若齒滾動逗體的罩直徑醬不一她致，冬導(dǎo)軌味表面遭有高爐低，酸會搞使棗運(yùn)動騾部件逢傾斜長，產(chǎn)預(yù)生振稠動，季影響姓運(yùn)動摧精度斥；脫結(jié)構(gòu)倚復(fù)雜艷，制廢造困悉難，矛成本凡較高??；對吵臟物送比較聲敏感窩，必奸須有眼良好鐵的逝防護(hù)陽裝置莫。思2.鐮液體終靜壓溉導(dǎo)軌禿由于題液體拐靜壓激導(dǎo)軌射的工已作面爹完全值處于賣純液拴體凳的摩搖擦下亭，袖因此毀工作維時埋的摩英擦系晃數(shù)非壤常低獵，約令為基；速判度習(xí)與負(fù)悉載不催會限慎制徹導(dǎo)軌與的運(yùn)帶動晨，媽且低涼速移曲動均蹲勻，坊沒有斯爬行置現(xiàn)象隙，由碧于液燃體的彼吸振罩作用她，麻使得在導(dǎo)軌競的抗跑振性醉好傻；償同時姜擁有柿良好籍的卷剛性聰，且憲承載隨能力鬼大；榆由于洲摩擦?xí)癜l(fā)熱銜少，勢導(dǎo)軌早的溫栗升燭也小紗。掏但是籠液體樹靜壓勻?qū)к壎灿兴幦秉c(diǎn)象，由倆于液癥體靜饞壓導(dǎo)聯(lián)軌安芹裝了驚一套挎液壓概系統(tǒng)臉；揉所以嫂其結(jié)暫構(gòu)復(fù)宋雜，南成本理高；熔油膜更的厚疑度醒也很敗難保唱持跪一個跡恒定不值脈。咐在變一些殲大、堡重型筆設(shè)備秋上多侄使用聽液體沉靜壓塘導(dǎo)軌脆。谷3.艇兵滑動昌導(dǎo)軌侍滑動貝導(dǎo)軌點(diǎn)結(jié)構(gòu)幅簡單悠、然制造貞方便雙、剛傻度好蘭且抗秀振太性立高絕，棄常見峰的導(dǎo)密軌截麻面形紅狀，尸有三栽角形母（乳分對怨稱咬、輕不對爭稱兩遣類拼）棟、醋矩形繡、燕阻尾形辭及圓俱形四長種，墳每種傭截面予形狀誓的滑杜動導(dǎo)聯(lián)軌又粥有不獻(xiàn)同的落特點(diǎn)軋，揭每一甜種圖截面尺形狀崗又太分為貞凸形記和凹撇形兩臂類。滅凸形著導(dǎo)軌示不易蔥積存旋切屑侄等愧臟物廊，也僻不易水儲存蘭潤滑鑒油系，宜烤在低容速下口工作績，態(tài)凹形掃導(dǎo)軌螞則相必反，柱可用觀于告誤訴，噸但必摔須有吧良好弟的防軍護(hù)裝榴置，梨以防淚切屑禍等臟意物落探入導(dǎo)鍵軌。盜根據(jù)貧機(jī)械捕臂的騙結(jié)構(gòu)建和設(shè)狀計要棋求，認(rèn)X隨向筆單軸盆機(jī)械撥臂選略擇赤直線形滾動夠?qū)к壗?，余Y原向和際Z恒向單鑰軸機(jī)犧械臂噴選擇平燕尾砌形滑鋪動導(dǎo)不軌。轉(zhuǎn)4.爪5.堵2滲載荷到計算蓋1.運(yùn)室計算液載荷孫直線踢滾動察導(dǎo)軌夢副牌可以霸承受乘上下掠、左低右四冶方向玩的力杏，液還可停以吸承受歌左右興扭轉(zhuǎn)沖、復(fù)前后趁翻轉(zhuǎn)差和平呆面扭渡轉(zhuǎn)仆三種博扭矩館。駝在選救用時捷，識需要組對其節(jié)受力安狀態(tài)膚（易包括材水平程、潔豎直瀉、側(cè)報臥等組）窗，以壁及互受力僻結(jié)構(gòu)俯（退受力諒點(diǎn)與潮支撐巾點(diǎn)之袖間所懶產(chǎn)生權(quán)的扭護(hù)矩）摧和姨啟停宇時寇所產(chǎn)報生芽的慣聲性力幣等首進(jìn)行曠受力武分析況，搏還需補(bǔ)要兔對整糾個運(yùn)鍛動過鼓程中優(yōu)受力艦變化糠對導(dǎo)奏向系跑統(tǒng)所云產(chǎn)生掌的影顫響進(jìn)蝴行評悄估。睬由文公獻(xiàn)虎[2桐3]鄰可知播載荷垂的選閥取圍叼繞單忽個滑命座所貌受的峽合力路進(jìn)行逐(傍靜態(tài)艙受力幫分析庸按照嚼理論倉力學(xué)嗓常規(guī)包計算滅)慕，通經(jīng)常根另據(jù)載耀荷在中行程嶼內(nèi)的逮變化踩分段疲核算座，若只某個醬滑座賣在總極行程獵L請（拔）望內(nèi)的陣段內(nèi)蜻所受瑞的載堡荷分豆別為免（垃KN稈）陡則計孔算載互荷類為喂對于州載荷擇呈線林性變卷化的陸情況滅，舅可簡結(jié)化成弄對尿于差載鐵荷呈證全波魄正弦拐曲線萌變化拔的情番況，聯(lián)可簡粱化成銜對于蘋載荷向呈半夾波正脆弦曲獄線變示化的敗情況撿，唯可簡則化成推對于菌同時佛承受哪扭矩殼M在(家Nm司)鉤負(fù)載口的情文況，叉式中分——港載荷趁合力捕，峰N支；侮——沖滑座油的額扇定靜婆載荷童，贈N器；火——鹽對應(yīng)席方向分的額聾定扭禽矩杰，漫。宴由于愁本機(jī)尋械臂傷的瘦設(shè)計甲目的事主要附是攜新帶攝國像頭安進(jìn)行刑掃描惡攝像球，那訴么量其所慰承受掀載荷背近似將為一貝個恒長定載貧荷傷，谷故扶選用羽公紙，揭，寫選擇系GG扣B1慰6B面A優(yōu)型直抄線掙滾動鼻導(dǎo)軌幼，光，長仆度劣52炸0適mm漏，帆導(dǎo)軌崇副確尺寸辱，策，滑驚塊溉尺寸臟，標(biāo)，遺，眉，藥，乏，畜，泰。鑒2.省征計算俘額定顏壽命并對于恨滾珠味直線宵導(dǎo)軌五副，贏其壽儲命衡竹量標(biāo)專準(zhǔn)為蒸：漲在允模許的映工作滑環(huán)境辯內(nèi)，葡使鑒其所六承受革的負(fù)古載等繞于額侄定動用載荷好C吃（民KN位）瘡，況連續(xù)旱導(dǎo)向?yàn)a行程代達(dá)到隔50閱KM繪（胖基準(zhǔn)罰行程枝壽命飾）連時有暈95笛%拼（基亮準(zhǔn)可裙靠度勻）狼不產(chǎn)政生至材料許疲勞逐破壞討。滾堪珠依直線牧導(dǎo)軌漸副的氏額定竄行程爆壽命衫L嚴(yán)為詳：慎式中親：亦L—健—摘額定虎壽命梯（能km炮）船;厚——或額定暫動載澆荷（偉KN石）居，部；抓P誦——終當(dāng)量疑動載眾荷（領(lǐng)kN煉）晚；國——摟指數(shù)舉，當(dāng)滋滾動宅體為嬌滾珠屬時，骨；當(dāng)?shù)馂闈L卵柱襲時，鞏；凡K—煩—收額定掠壽命陰單位沃（魔km蔬）封，義滾珠廣時，霉；浸滾柱典時感，瘋；刻——軋硬度怖系數(shù)掃；希HR永C5話8遭為基貢準(zhǔn)硬古度，傘低于窩HR凳C5避8衛(wèi)時額覆定動押載荷矮銳減碗。通踐常滾宜珠直春線導(dǎo)塞軌副顆的硬雄度為而HR因C5吳8黨，故娃取查。珍——東溫度膚系數(shù)進(jìn)，剃取察，閑見湊表冠4-異1沉：斃表跡4-寇1工作溫度(℃)≤100>10～150>150～200>200～2501.000.900.730.60股——富接觸銹系數(shù)針，雀取妄，評見繼表正4-起2貢：脾表描4-構(gòu)2每根導(dǎo)軌上的滑座個數(shù)123451.000.810.720.660.61見——則精度拘系數(shù)蚊，芝取水，闊見胞表扇4-碎3手：斯表貼4-丹3精度等級23451.01.00.90.9墊——好載荷恰系數(shù)歡，頂取救，攏見表癢4-堪4壘：桶表痰4-幼4工作條件無外部沖擊和振動，速度≤15m/min無明顯沖擊和振動，速度>(15～60)m/min有外部沖擊或振動，速度>60m/min1.0～1.51.5～2.02.0～3.5伯代入慧以上奔數(shù)據(jù)匙，由肥公式岡得梅當(dāng)呆行程剖的長慕度已郵定時秩，背滾珠咱直線蜘導(dǎo)軌鼻副泳的跡額定傘壽命晚為促式中倍：典——離壽命節(jié)時間讓（仇h梅）管；銹L—候—批額定他壽命枕（竭km兔）拋,袖；變l—銷—味行程什長度罷(m蔥)雄，白；喜n—陰—暖每分賭鐘往汪返次牢數(shù)栗，塌取壩；附代入卵以上致數(shù)據(jù)壟，或得濃4.安5.肆3展安裝叫注意滾事項比1.律承導(dǎo)軌難在螺局釘緊控固狀浮態(tài)下頂進(jìn)行蔑線性故檢測晝和調(diào)禮整，爹使導(dǎo)閘軌呈佩直線尖狀態(tài)辮；宇2.遮營兩根傻或兩逼根以測上平專行使碰用時寇需檢捕測和盜調(diào)整哀平行宗度和所等高弄；火3.郊罪接長監(jiān)導(dǎo)軌補(bǔ)安裝害時需掏使對揮接端閑的編詢號相財同，劉任何諸情況宇下均蝦需避厲免滑沫座脫妥出導(dǎo)血軌；潤4.攜促保證肉充分男的潤兔滑，敏在高戰(zhàn)速離(矩≥障15旗m象/m形in扒)吉時建蕩議使匆用仰N3戲2憲潤滑褲油支(虎20龜號機(jī)切械油帝)殘，在服低速坊(班<綢15損m喚/m洞in躬)損時建崗議使豐用鋰握基潤削滑脂面；逆5.幸你在開死放工均況下孔建議勸采用塌防護(hù)看罩整唉體防予護(hù)。壇本章佳小結(jié)勢根據(jù)葡設(shè)計揮要求祝對典始型零刑部件往進(jìn)行缺了殘設(shè)計節(jié)，嫂在考雙慮工狗況的吳同時弱，對慮所設(shè)罵計零池部件創(chuàng)的壽搏命以刑及可棉靠性西進(jìn)行情驗(yàn)算愿，惡配合軋伺服搞電機(jī)疾、暗運(yùn)動拉控制架卡茫完成遺預(yù)期蜘的運(yùn)敵動要鄰求嗽。螞第五葡章餓基于熟C汗re若o即設(shè)計從與裝腎配貴5.小1豎軟件邪介紹怨Cr差eo谷是美梁國見PT擱C爹公司詢于許20苦10皆年竿10赤月推濫出什CA嚇D會設(shè)計擇軟件碰包。撓Cr子eo海是整爺合了款PT招C釋公司偉的三熄個軟惹件滅Pr礎(chǔ)o/流En撕gi部ne割er聯(lián)的參它數(shù)化沫技術(shù)釀、睜Co卷Cr辮ea刊te質(zhì)的直蠟接建截模技砍術(shù)和氣Pr腦od初uc塘tV睛ie銹w搭的三咸維可虜視化尾技術(shù)侄的新網(wǎng)型影CA貴D尤設(shè)計泡軟件亂包，距是兔PT油C描公司演閃電劇計劃城所推云出的婦第一娛個產(chǎn)麥品。突Cr老eo臥是一握個整鄰合絡(luò)Pr寬o/上EN搖GI侮NE念ER價、煤Co叉Cr膝ea佳te忽和捐Pr確od勁uc獅tV擠ie精w袖三大按軟件棒并重老新分駁發(fā)的墻新型哲CA飛D壟設(shè)計拿軟件肺包，倉針對犁不同倡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tshaftofthegearboxasapositionfeedbacksensor.AstheDCmotorrotates,theresistanceofthepotentiometervariesaccordinglytoavaluecorrespondingtotheshaftpositionofthemotorassembly.ForthecompatibilitywithanR/Cservo-motorthatiscontrolledwithPWMsignal,theshaftpositionoftheproposedheavy-dutyservomotorisalsocontrolledbyaPWMsignalinthisdesign.ThecontrollerisadedicatedcircuitforgeneratingaproperPWMsignalwhencontrollingtheshaftpositionoftheservomotor.Eachpartofthesystemisdiscussedinmoredetailsbelow.(A).MotorassemblyADCcarbon-brushmotorwitharatedvoltageof24voltsandaratedtorqueof62g-cmisusedasthecontrolledmotor.Thismotorcanrotateataspeedabout5000rpmundertheratedvoltage;agearboxwithareductionratio1/200isattachedfromtheoutputshaftoftheDCmotor,whichresultinginanoutputtorqueandratedspeedof6kg-cmand28rpm,respectively.Aprecisionpotentiometerwasadoptedasapositionsensorforfeedback.However,thepotentiometerisdifferentfromageneral-purposevariableresistor;theoriginalshaftattachedtothewiperwasremoved.Asaresultofthisspecialdesign,apotentiometerwithaninnerdiameterof5mmisobtained.Theouterdiameterofthegearboxshaftis5mm,whichisthesameastheinnerdiameterofthepotentiometer,sothatthepotentiometercanfirmlyattachtotheDCmotorassemblyandservesasapositionfeedbacksensorofthemotor.TheappearanceofthemotorassemblywasshowninFig.2,inwhichgearsinsidethegearboxaremadeofmetalmaterialsandfilledwithlubricatingoilsothatthisassemblycanbeusedinheavy-dutyapplications.Fig.2Acarbon-brushtypeDCmotorandgearboxassembly.(B).PWMmoduleTheconventionalR/CservomotorsarecontrolledbyaPWMsignal.Inthispaper,wealsoadoptPWMsignalasthepositioncommandfortheheavy-dutyservomotor,keepingthecompatibilityofthePWMcommandprotocolforbothconventionalR/Cservomotorsandthisdesignedservomotors.TheR/CservomotoriscontrolledbyaPWMsignal,whichcandirectthemotortoadesiredpositionaccordingtothewidthofthepulse.TheshaftpositionsoftheR/CservomotorandthecorrespondingrequiredpulsewidthsareillustratedinFig.3.Witha0.5msto2.5mspulsewidth,theR/Cservomotorcanrotatefrom–90degreesto+90degreesclockwise[1].Fig.3Servomotorshaftpositionandcorrespondingrequiredpulsewidths.R/Cservosarefairlysophisticateddevicesthatincorporatepositionfeedbackwithagoaltoprovideprecisepositioncontrol.Innormalusage,theycomparethe0.5-2.5ms,50Hzinputpulsesignalwithaninternallinearpulsegeneratorcontrolledbythefeedbackservopositionpotentiometer.Thedifferenceinpulsewidth,theerrorsignal,isthenamplifiedwithapulsestretcherthatprovidestheservocontrolgain.Thepulsestretcheroutputdrivestheservomotorthro