面向教学实验的开放式机电一体化系统研究

摘要

该文分析了中国当前机电类专业的教学状况及其对机电一体化教学实验设备的要求,在此基础上研究了一种面向教学实验的开放式机电一体化系统.首先,该文根据当前中国机电类专业的教学状况,提出了具有实战性、开放性特点的HJD机电一体化教学实验系统的设计思路,并对该实验系统的结构和布局进行了总体设计.其次,该文对该实验系统的加工中心(MC)机械本体和开放式电气控制系统进行了研究.文中详细讲述了机电一体化四轴工作台、加工中心主轴、转盆式刀库和液压换刀机械手的工作原理,并按照模块化方法逐一对它们进行了结构设计.再次,该文对PLC与PC通信技术的原理和实现方法进行了研究,并用实验系统中加工中心选刀和换刀动作控制的实例,具体讲述了PLC通信技术在两级控制系统中的应用以及两级系统的控制原理和方法.最后,该文列举了数个典型的机电一体化教学实验来演示该实验系统的功能,并对HJD机电一体化四轴工作台的运动仿真进行了初步研究.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1前言

1.2课题的来源、研究目的和意义

1.3机电一体化的应用与发展

1.4机电一体化教学实验设备现状概述

1.5本文的主要工作

2系统总体结构研究与设计

2.1引言

2.2机电一体化教学实验的特点

2.3教学目的和行业现状对实验系统提出的要求

2.4 HJD机电一体化教学实验系统的总体结构

2.5本章小结

3HJD微型加工中心机械本体设计

3.1 HJD微型加工中心机械本体的组成和结构

3.2机电一体化四轴工作台和主轴的设计

3.3刀库的结构设计

3.4液压换刀机械手的设计

3.5本章小结

4HJD电气控制系统的研究

4.1电气控制系统的布局

4.2信息处理单元设计

4.3步进电机控制电路设计

4.4交流伺服电机控制电路设计

4.5交流变频调速控制电路设计

4.6本章小结

5PLC与PC之间的通信及两级控制研究

5.1 PLC与PC之间的通信

5.2 PLC通信技术在两级控制系统中的应用

5.3本章小结

6典型实验举例与工作台运动仿真研究

6.1典型实验举例

6.2工作台运动仿真初步研究

6.3本章小结

7总结与展望

7.1全文总结

7.2工作展望

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文

附录2 HJD机电一体化教学实验系统实物照片