机电一体化系统设计-第9章：典型机电一体化系统简介.ppt

各关节速度控制单元都是双环速度闭环系统。内环为电流反馈环，采用纯比例调节。外环为速度环,速度环的调节器为带有非线性特性的PID调节器。二、电动喷砂机器人§9-4工业机器人2.控制系统二、电动喷砂机器人§9-4工业机器人3.规格参数二、电动喷砂机器人§9-4工业机器人4.控制算法简介坐标关节：θ1~θ5姿态参数：A,B加工点P：(x,y,z)机器人是如何从零点移动到指点的？二、电动喷砂机器人§9-44.控制算法简介1）建立运动学正解示教时，计算机读进关节的坐标θi，然后经过运动学正解得到P点坐标值和姿态，存入内存，作为示教参数。工业机器人二、电动喷砂机器人§9-44.控制算法简介2）直线插补：从第i个示教点运动到第i+1个点的过程：插值运动增量关节增量运动学逆解二、电动喷砂机器人§9-44.控制算法简介2）直线插补：从第i个示教点运动到第i+1个点的过程：插值运动增量关节增量运动学逆解二、电动喷砂机器人§9-44.控制算法简介3）运动学逆解：有位置和姿态得到关节增量插值运动增量关节增量运动学逆解工业机器人一、机械加工中心（MC）机械加工中心作为机电一体化的典型产品，靠机电之间的互相促进，得到了很大发展，开发加工中心的目的是实现加工过程自动化，减少切削加工时间和非切削加工时间，提高劳动生产率。以日本FHNl00T机械加工中心为例，其机械装置的规格如下表所示。机械加工中心通常由以下几部分构成：数控X、Y、Z三个移动装置；能够进行工件多面加工的回转工作台；自动换刀装置(ATC)；CNC控制器。§9-5CNCBKX-I型数控机床§9-5CNCBKX-I型并联数控机床是以Stewart平台为基础构成的一种新型并联机床，由六根伸缩杆带动动平台实现刀具的六个自由度运动，从而实现复杂几何形状表面零件的加工，又由于数控加工所需的运动轴X、Y、Z、A、B、C并不真正存在，所以这种机床又被称做虚拟轴机床。BKX-I型数控机床§9-5CNC伸缩杆结构运动学正解问题补充两自由度系统的运动学逆解问题知道角度求坐标！运动学逆解问题补充两自由度系统的运动学逆解问题直接求解增量法求解运动学逆解问题（一）补充两自由度系统的运动学逆解问题运动学逆解问题——增量法补充两自由度系统的运动学逆解问题已知i时刻的状态(xi,yi)和(θ1i,θ2i)i+1时刻有：****第9章典型机电一体化产品§9-3快速成型技术与3D打印机快速成形技术的基本原理都是叠层制造，由快速原型机在XY平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。市场上的快速成形技术分为：一、快速成形技术基本概念与技术分类1.快速成形技术分类三维打印（three-dimensionalprinting，3DP）技术、熔融层积成形（fuseddepositionmodeling,FDM）技术、立体平版印刷设备(stereolithographyapparatus，SLA)成形技术、选区激光烧结（setlasersintering,SLS）成型技术、数字激光加工（digitallaserprocessing,DLP）成形技术和紫外光（ultraviolet-UV）成形技术等。§9-3快速成型技术与3D打印机三维（3D）打印技术：该技术采用的3D打印机使用标准喷墨打印技术，通过将液态连结体铺放在粉末薄层上，以打印横截面数据的方式逐层创建各部件、创建三维实体模型。采用这种技术打印成形的样品模型与实际产品具有同样的色彩，还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上，模型样品所传递的信息量较大。一、快速成形技术基本概念与技术分类1.快速成形技术分类§9-3快速成型技术与3D打印机一、快速成形技术基本概念与技术分类2.快速成形技术应用领域医疗行业一位83岁的老人由于患有慢性的骨头感染，因此换上了由3D打印机“打印”出来的下颚骨，这是世界上首位使用3D打印产品做人体骨骼的案例。科学研究美国德雷塞尔大学的研究人员通过对化石进行3D扫描，利用3D打印技术做出了适合研究的3D模型，保留了原化石所有的外在特征。快速成形技术的应用范围之广超乎人们的想象，理论上说，几乎只要存在的东西都可以通过快速成形技术复制出来。随着技术的不断成熟，快速成形技术有望在以下几个行业中得到广泛使用：