三杆并联机床控制系统设计-机电一体化

摘  要

并联机床使将近两个世纪以来以笛卡尔坐标直线位移为基础的机床结构和运动学原理发生了根本性的变革，抛弃了固定导轨的刀具导向方式，采用了多杆并联机构驱动 ，完全打破了传统机床结构的概念。

对并联机床进行机电一体化设计，要求有机床的机械结构设计，有机床控制部分的设计及部分参数的测量仿真。本次设计首先进行了并联机床的总体设计，分为伺服系统选择;控制系统选择;传动系统选择三个方面。其次是机械传动设计主要对机床的各个硬件部分计算，选型，校核。然后是步进电机驱动硬件设计，介绍了PLC，选择了步进电机的驱动电路，对传感器进行了选择，PLC端口的设计。最后是LabVIEW仿真，介绍了LabVIEW，并对所选传感器所测的参数进行仿真。

关键词：并联机床， PLC控制， 步进电机驱动， LabVIEW仿真

目    录

第一章 绪论 1

第1.1节  什么是并联机床 1

第1.2节  并联机床的发展 1

第1.3节  国内并联机床研究现状 4

第1.4节  并联运动机床的发展展望 6

第1.5节  毕业设计目的与要求 6

第二章  并联机床控制系统总体方案的确定 8

第2.1节  伺服系统的选择 8

第2.2节  控制系统选择 8

第2.3节  传动系统选择 8

第三章  机械传动设计 10

第3.1节  确定系统脉冲当量 10

第3.2节  滚珠丝杠计算、选择 10

第3.3节  谐波减速器的选择 16

第3.4节  步进电机惯性负载的计算 19

第3.5节  步进电机的选用 19

第四章 步进电机驱动硬件设计设计 22

第4.1节   PLC概述 22

第4.2节  步进电机驱动电路设计 26

第4.3节  转速传感器 33

第4.4节  拉力传感器 37

第4.5节  PLC端口设计 39

第五章 LabVIEW仿真 41

第5.1节  LabVIEW简介 41

第5.2节  主要特点 41

第5.3节  LabVIEW仿真设计 42

第六章  总结 44

参考文献 45

英文原文 47

中文译文 59

致  谢 69