X-Y-Z三轴夹持机构.doc

X-Y-Z三軸夾持機構 組員：、、、、：X-Y-Z軸之控制，參考夾娃娃機製作，並將直流馬達應用在X-Y-Z軸之控制，達到遙控簡易原理，操作類似一般市售的夾娃娃機,以手控制其左右按鈕，可達到X軸移動，其前進後退按鈕可達到Y軸移動，控制上下按鈕可達到Z軸移動。三爪夾頭是能精準的挾持，利用一些構造來組裝並讓夾頭作動，且利用夾頭夾取物品。直流馬達(direct current, DC motor)是最早發明能將電力轉換為機械功率的電動機。直到1960年，由於SCR的發明、磁鐵材料、碳刷、絕緣材料的改良，以及變速控制的需求日益增加，再加上工業自動化的發展，直流馬達驅動系統再次得到了發展的契機，到了1980年直流伺服驅動系統成為自動化工業與精密加工的關鍵技術。 雖然交流伺服馬達應用於精密的定位控制已是未來的發展趨勢，但直流馬達有良好的線性特性，具有簡單易於控制的優點，仍是目前最常應用於變速控制的馬達，同時瞭解直流馬達的特性與控制也是進入交流伺服控制的必要途徑。、隨著工業自動化技術的快速發展，自動化的基礎技術－伺服技術，也有了革命性的發展，交流驅動技術日趨成熟且商品化產品亦日益普及。在可預見的未來，交流伺服驅動系統將更廣泛的應用於各種工業自動化系統。本文說明電動機控制的基本原理，同時針對應用日趨廣泛且需以回授控制技術達到變速控制目的馬達如直流馬達、交流同步馬達、交流感應馬達等，說明馬達控制技術的發展現況與未來發展趨勢。電力驅動器因具有良好的可控性、靈活性、及準確性，在工業上均已有廣泛的應用 直流馬達是最早發明能將電力轉換為機械功率的電動機，它可追溯到Michael Faraday所發明的碟型馬達。法拉第的原始設計其後經過不斷的改良，到了1880年代已成為主要的電能機械能轉換裝置，但之後由於交流電的使用日趨普及，而發明了感應馬達與同步馬達，直流馬達的重要性亦隨之降低。直到約1960年，由於SCR的發明、磁鐵材料、碳刷、絕緣材料的改良，以及變速控制的需求日益增加，再加上工業自動化的發展，直流馬達驅動系統再次得到了發展的契機，到了1980年直流伺服驅動系統成為自動化工業與精密加工的關鍵技術。直流馬達的工作原理馬達的工作原理可以「弗萊明左手定則」來說明，弗萊明左手定則可用來判斷一根載有電流的導線置於磁場中時其受力的方向。若以左手之食指表示磁場方向，中指表示電流方向，則大姆指表示此導線受力的方向，如圖所示之電流方向，則環狀線圈受磁場之作用，將順正時鐘方向旋轉，產生之扭矩T可以下式表示。 其中K為比例常數，I為流經線圈之電流，B為永久磁鐵所造成之磁場強度。 馬達的工作原理弗萊明左手定則直流馬達包含定子磁鐵、轉子線圈、換向器與碳刷，氣隙磁通密度在定子的圓週空間分佈，碳刷間之電壓。經由換向器與滑環，在轉子線圈的電樞電流所形成的磁場能一直與定子所形成的磁場保持垂直，因此在定子磁場維持固定的情況下，馬達產生的扭矩正比於電樞電流。直流馬達之所以易於控制，也就是因為電樞電流與扭矩間有此一線性關係，而馬達控制的關鍵正在於如何有效率且線性的控制其產生之扭矩。 為一外激式直流馬達的等效電路模型，其方塊圖在電樞線圈的電路模型裡包含了，電樞電阻電樞電感與一個因馬達旋轉時磁力線在線圈上切割所感應出之反電勢Vg。在定子的激磁線圈包含了磁場電阻(field resistance)Rf 與磁場電感(field inductance)Lf。直線運動軸承的結構及用途：? 　　直線運動球軸承其結構是在外圈之內裝有保持器，保持器裝有多個鋼球，作無限循環運動。保持器的兩端以內彈簧擋圈固定，在各鋼球受力工作的直線軌道方設有缺口。此部分是使受載荷的鋼球與軸作滾動接觸。用非常低的磨擦系數相對移動，因此直線運動球軸承為機械設備、自動化設備、節能設備等最合適選用的軸承。?直線運動軸承，目前被越來越廣泛的運用到電子、機械、儀器、機器人、工具機械、食品機械、包裝機械、醫療機械、印刷機械、紡織機械、數控機床、汽車等一般或特殊機械行業之中。? 使用直線運動球軸承的優點：1．由于流動接觸可使起動磨擦阻力及動磨擦阻力為極小，因此可以節省能源，容易得到較高運動速度。? 2．對負荷增大，但磨擦系數無敏感變化，因此重負荷下，磨擦系數極小，并且長期保持精度不變，可得機械使用壽命長期保持。?3．?直線運動軸承互換性好，安裝使用方便省時，并使機械結構新穎，小型，量輕之特點。? 4．節省給油手續，達到簡化潤滑保養的目的。? 5.?兩側附加油封的軸承還適用與灰塵較多或?異物容易侵入的場所。、，。 圖一 電繪草圖 流程圖 參、，，，，，，，，，，，。、，，，，，，，，，，，。。馬達齒輪，。，，，，， ，，。，，，，，，。完成圖一個標準的機器手臂必包括X-Y-Z軸及一個手爪，而