專利名稱：一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種教學(xué)教具，尤其是一種數(shù)控系統(tǒng)伺服教學(xué)裝置，具體地說 是一種縱系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站。 背景M
目前id^機(jī)床的應(yīng)用己經(jīng)非常廣泛，但在I^TO的教學(xué)、維修、維護(hù)工作中， 遇到各種和數(shù)控機(jī)宋伺服系統(tǒng)相關(guān)領(lǐng)域的問題解決卻相對比較困難，而目前的伺服 教學(xué)系統(tǒng)都為數(shù)字式伺服系統(tǒng)，不宜測量，而伺服原理本身相對也比較抽象、復(fù)雜， 且所旨激行的實(shí)驗(yàn)有限，功能單一，不能很好地反映實(shí)際工作現(xiàn)狀，因此導(dǎo)致現(xiàn)有 的教學(xué)和實(shí)際產(chǎn)生嚴(yán)重的脫節(jié)，影響了教學(xué)質(zhì)量的提高，使學(xué)員的學(xué)習(xí)難以致用。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的數(shù)控伺服系統(tǒng)功能單一，所能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有 限，與生產(chǎn)實(shí)際脫節(jié)嚴(yán)重的問題，提供一種能完成所有涉及伺服系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)單 元的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均可通過簡單拆裝更換相近組件，并且觀懂方便的數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn) 工作站。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下措施來實(shí)現(xiàn)-一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，包括數(shù)控系統(tǒng)， 操作面板，輸入輸出接口，
伺服系艦實(shí)訓(xùn)模i央，它們均安裝在工作臺是并且通過電氣相連，其特征是實(shí)訓(xùn)模 塊包括特性實(shí)驗(yàn)工作單元和反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元，所述的特性實(shí)驗(yàn)工作單元包括立 支架9，伺服電機(jī)8和磁私、制動器1固定在立支架9的一側(cè)，伺服電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸上 設(shè)有同步輪7，磁粉制動器1安裝在轉(zhuǎn)軸2,轉(zhuǎn)軸2可轉(zhuǎn)動地安裝在立支架9上，轉(zhuǎn) 軸2與伺服電機(jī)8轉(zhuǎn)軸同側(cè)的一端設(shè)有同步輪3，另一端安裝有可拆卸的慣量盤6， 同步輪3與同步輪7之間通過同步帶4連接；所述的反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元包括安裝 架10，伺服電機(jī)11固定安裝在安裝架10上，其轉(zhuǎn)軸上設(shè)有同步輪12，安裝架IO
3上安裝有滾珠絲桿15，滾珠絲桿15與伺服電機(jī)11的轉(zhuǎn)軸平行，其與伺服電機(jī)11 轉(zhuǎn)軸同側(cè)的一端設(shè)有同步輪14，另一端通過連軸節(jié)18與編碼器19連接，同步輪12 與同步輪14之間il31同步帶13連接；^絲桿15上安裝有螺母17，螺母17的上 部固定有上拖板16，螺母17的下部安裝在導(dǎo)軌22上并能沿其來回移動，上拖板16 連接有隨動支架23，光柵尺21的動尺與支架23相連，光柵尺21的定尺固定在安 裝架10的側(cè)面上。
所述同步輪3與同步輪7之間設(shè)有張緊輪5，并且張緊輪5的外沿與同步帶4 的內(nèi)側(cè)敬卜側(cè)接觸。
所述同步輪12與同步輪14之間設(shè)有張緊輪20，并且張緊輪20的外沿與同步 帶13的內(nèi)側(cè)或外側(cè)接觸。
所述伺服電機(jī)11的輸出軸上安裝有編碼器。
該伺服實(shí)訓(xùn)工作站將,IW所有涉及伺服系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)均可在工作站上完成， 并能最有效的將多種相關(guān)功能集成在一個(gè)工作單元上。每個(gè)單元上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均可 通過簡單拆裝更換相近組件，可得到相應(yīng)數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境，最后可通過伺服調(diào) 整軟件得到相應(yīng)調(diào)試結(jié)果。

圖1為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為特性實(shí)驗(yàn)工作單元的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是圖3的左視結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)IK"式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 如圖1-4所示。
—種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，包括數(shù)控系統(tǒng)24、機(jī)床操作面板25、輸入輸 出接口 26、伺服系統(tǒng)27及實(shí)訓(xùn)模塊28，它們均安裝在工作臺29上并且通過電氣相 連，將各部分連接成一個(gè)整體的電氣系統(tǒng)的電控柜32可安裝在工作臺29的下部、 側(cè)面、正面或工作臺上，實(shí)訓(xùn)模塊28由特性實(shí)驗(yàn)工作單元30和反饋式實(shí)驗(yàn)工作單
4元31組成，如圖1所示，其中的數(shù)控系統(tǒng)24、 TO操作面板25、輸入輸出接口26 和伺服系統(tǒng)27均與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置相同或可采用教科書上所揭示的相同的裝置、電 路等加以實(shí)5見。
其中特性實(shí)驗(yàn)工作單元30包括磁粉制動器1，轉(zhuǎn)軸2，同步輪3，同步帶4， 漲緊輪5，慣量盤6，同步輪7，伺服電機(jī)8，立支架9，如圖2所示，伺服電機(jī)8、 磁縱慟器1固定在立支架9的同側(cè)，轉(zhuǎn)軸2可轉(zhuǎn)動地安裝在立支架9上，同步輪 7安裝在伺服電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸上并且與同步輪3通過同步帶4連接，同步輪3與同步 輪7之間設(shè)有張緊輪5，張緊輪5的外沿與同步帶4的內(nèi)偵蜮者外側(cè)接觸，可以用 來調(diào)節(jié)同步帶4的張緊程度，伺服電機(jī)8帶動同步輪7轉(zhuǎn)動，同步輪7通過同步帶 4帶動同步輪3轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸2穿過磁粉制動器1后一端安裝有慣量盤6，另一端通過 漲緊輪與同步輪3相連,，磁教嘴慟器1酉己有直流恒流源，通過給予磁粉制動器1 不同的電流而使其產(chǎn)生不同數(shù)值的制動扭矩，同步輪3設(shè)在轉(zhuǎn)軸2與伺服電機(jī)8的 轉(zhuǎn)軸同側(cè)的一端，通過同步輪3的轉(zhuǎn)動來帶動轉(zhuǎn)軸2轉(zhuǎn)動，另一端以可拆卸的方式 安裝有慣量盤6,通過拆換不同規(guī)格的慣量盤來產(chǎn)生不同數(shù)值的轉(zhuǎn)動慣量。
所述的反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元包括安裝架10，伺服電機(jī)ll，同步輪12，同步帶 13，同步輪14，滾珠絲桿15，上拖板16，螺母17，連軸節(jié)18，編碼器19，張緊輪 20，光柵尺21，導(dǎo)軌22，支架23，如圖3所示。伺服電機(jī)11固定在安裝架10上， 其轉(zhuǎn)軸上設(shè)有同步輪12，安裝架10上安裝有滾珠絲桿15，滾珠絲桿15與伺服電機(jī) ll的轉(zhuǎn)軸平行，其與伺服電機(jī)11轉(zhuǎn)軸同側(cè)的一端設(shè)有同步輪14，另一端通過連軸 節(jié)18與編碼器19 (可采用現(xiàn)有教學(xué)用的圓編碼器)連接，同步輪12與同步輪14 之間通過同步帶13連接，兩者之間設(shè)有張緊輪20，張緊輪20外沿與同步帶13內(nèi) 側(cè)或者外側(cè)接觸，起到調(diào)整同步帶13張緊程度的作用，伺服電機(jī)11帶動同步輪12 轉(zhuǎn)動并且通過同步帶13、同步輪14帶動滾珠絲桿15轉(zhuǎn)動，滾珠絲桿15通過連軸 節(jié)18帶動編碼器19轉(zhuǎn)動，從而完成伺服電機(jī)的半閉環(huán)實(shí)驗(yàn)。滾珠絲桿15上安裝有 螺母17，螺母17的上部固定有上拖板16，螺母17的下部安裝在導(dǎo)軌22上并沿其 來回移動，上拖板16與隨動支架23相連，如圖4所示，光柵尺21的動尺與支架 23相連，光柵尺21的定尺固定在安裝架10的側(cè)面上，從而可以完成閉環(huán)實(shí)驗(yàn)，此 時(shí)應(yīng)在伺服電機(jī)上安裝一個(gè)編碼器(圖中未示出，也可采用教學(xué)上常用的圓編碼器)。
5本實(shí)用新型可完成的實(shí)驗(yàn)主要有-
1、 扭矩特性實(shí)驗(yàn)；
磁教嘴慟器1工作運(yùn)行，通過調(diào)整其電流大小可以調(diào)整伺服電機(jī)8負(fù)載大小, 從而完成伺服電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)。
2、 伺服電機(jī)慣量特性實(shí)驗(yàn)
在磁彩淛動器1的轉(zhuǎn)軸2的安裝摜量盤6的一端配裝不同大小規(guī)格的慣量盤, 可產(chǎn)生不同數(shù)值的轉(zhuǎn)動慣量，從而完成伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量特性實(shí)驗(yàn)。
3、 電機(jī)圓編碼器反饋實(shí)驗(yàn)
反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元的伺服電機(jī)11半閉環(huán)，伺服電機(jī)11通過同步輪12，同 步帶13，同步輪14帶動,絲桿15轉(zhuǎn)動，從而使安裝在導(dǎo)軌22上的螺母17的上 方的上拖板16運(yùn)行，上拖板16上可裝載多種重量的砝碼。數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)反饋用 伺服電機(jī)11上所配編碼^f尋到，最終運(yùn)動精度可通過上拖板16所配光柵尺21帶一 數(shù)顯表得到。
4、 絲桿圓編碼器半閉環(huán)實(shí)驗(yàn)
反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元的滾珠絲桿15半閉環(huán)，伺服電機(jī)11通過同步輪12，同 步帶13，同步輪14帶動滾珠絲桿15轉(zhuǎn)動，從而使安裝在導(dǎo)軌22上的螺母17的上 方的上拖板16運(yùn)行，上拖板16上可裝載多種重量的砝碼。數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)反饋用 滾珠絲桿15上所配
5、 拖板光柵尺反饋實(shí)驗(yàn)
反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元的上拖板16全閉環(huán)，伺服電機(jī)11通過同步輪12，同步 帶13，同步輪14帶動滾珠絲桿15轉(zhuǎn)動，從而使安裝在導(dǎo)軌22上的螺母17的上方 的上拖板16運(yùn)行，上拖板16上可裝載多種重量的砝碼。數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)反饋用上 拖板16上所配光柵尺21得到，最終運(yùn)動精度可通過一些觀懂儀器(如激光長度儀) 得到。
本實(shí)用新型涉及的部分如電控系統(tǒng)、電控柜的設(shè)計(jì)安裝等均與現(xiàn)有技術(shù) 相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，包括數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)床操作面板，輸入輸出接口，伺服系統(tǒng)及實(shí)訓(xùn)模塊，它們均安裝在工作臺是并且通過電氣相連，其特征是實(shí)訓(xùn)模塊包括特性實(shí)驗(yàn)工作單元和反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元，所述的特性實(shí)驗(yàn)工作單元包括立支架(9)，伺服電機(jī)(8)和磁粉制動器(1)固定在立支架(9)的一側(cè)，伺服電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有同步輪(7)，磁粉制動器(1)安裝在轉(zhuǎn)軸(2)，轉(zhuǎn)軸(2)可轉(zhuǎn)動地安裝在立支架(9)上，轉(zhuǎn)軸(2)與伺服電機(jī)(8)轉(zhuǎn)軸同側(cè)的一端設(shè)有同步輪(3)，另一端安裝有可拆卸的慣量盤(6)，同步輪(3)與同步輪(7)之間通過同步帶(4)連接；所述的反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元包括安裝架(10)，伺服電機(jī)(11)固定安裝在安裝架(10)上，其轉(zhuǎn)軸上設(shè)有同步輪(12)，安裝架(10)上安裝有滾珠絲桿(15)，滾珠絲桿(15)與伺服電機(jī)(11)的轉(zhuǎn)軸平行，其與伺服電機(jī)(11)轉(zhuǎn)軸同側(cè)的一端設(shè)有同步輪(14)，另一端通過連軸節(jié)(18)與編碼器(19)連接，同步輪(12)與同步輪(14)之間通過同步帶(13)連接；滾珠絲桿(15)上安裝有螺母(17)，螺母(17)的上部固定有上拖板(16)，螺母(17)的下部安裝在導(dǎo)軌(22)上并能沿其來回移動，上拖板(16)連接有隨動支架(23)，光柵尺(21)的動尺與支架(23)相連，光柵尺(21)的定尺固定在安裝架(10)的側(cè)面上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，其特征在于所述同步輪(3) 與同步輪(7)之間設(shè)有張緊輪(5)，并且張緊輪(5)的外沿與同步帶(4)的內(nèi) 側(cè)或夕卜徹J接觸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，其特征在于所述同步輪(12) 與同步輪(14)之間設(shè)有張緊輪(20)，并且張緊輪(20)的外沿與同步帶(13) 的內(nèi)側(cè)敬卜側(cè)接觸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，其特征在于所述伺服電機(jī) (11)的輸出軸上安裝有編碼器。
專利摘要一種數(shù)控系統(tǒng)伺服實(shí)訓(xùn)工作站，包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及實(shí)訓(xùn)模塊，它們均安裝在工作臺是并且通過電氣相連，其特征是實(shí)訓(xùn)模塊包括特性實(shí)驗(yàn)工作單元和反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元，特性實(shí)驗(yàn)工作單元包括立支架(9)，伺服電機(jī)(8)和磁粉制動器(1)固定在立支架(9)上，磁粉制動器(1)安裝在轉(zhuǎn)軸(2)上，轉(zhuǎn)軸(2)安裝在立支架(9)上，其上安裝有可拆卸的慣量盤(6)；所述的反饋式實(shí)驗(yàn)工作單元包括安裝架(10)，伺服電機(jī)(11)固定安裝在安裝架(10)上，安裝架(10)上安裝有滾珠絲桿(15)，其上設(shè)有編碼器(19)；滾珠絲桿(15)上安裝有螺母(17)及上拖板(16)，上拖板(16)連接有支架(23)，光柵尺(21)的動尺與支架(23)相連。本實(shí)用新型不僅功能齊全，而且有利于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)員解決實(shí)際問題的能力。
文檔編號G09B25/00GK201294058SQ200820186809
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者張存亮, 祁連祥, 江 陸 申請人:南京日上自動化設(shè)備有限責(zé)任公司