直驱转台设计开题报告 共19页
直驱转台设计开题报告 共19页
开题报告
一、综述
1、研究的意义 随着航空航天、军工、汽车、高速铁路
等行业的高速发展，零件的加工精度越来越 高，所以对高精度、高刚度、高效率的数控 机床产品的需要更加迫切，那么对组成高端 机床的基础功能部件精度和刚度的要求也就 越来越高。当前，数控转台系统的驱动方式 主要为高速伺服电机+齿轮传动，齿轮传动是 利用两齿轮轮齿相互啮合来传递动力和运动 的机械传动，齿轮传动是应用十分广泛的一 种机械传动。
米克朗五轴联动高速铣削柔性单元 HSM400U
国内力矩电机直接驱动数控转台技术尚处于起步阶 段,在2019年4月北京国际机床展览会上北京钧义志成公 司展出了一台自制力矩电机;中捷机床厂展出了带回转工 作台的加工中心,转台电机扭矩达到1900N.m,但该转台 只能作分度使用。大连光洋已成功研制出了支撑我国数 控机床产业发展的系列高档数控关键功能部件,成为能够 提供包括总线开放式高档数控系统、高分辨率系列化伺 服驱动装置、直驱功能部件在内的完整高档数控机床控 制系统的系统制造商。其中直接驱力矩电机已经成功的 运用在了五轴加工中心上,并有专利17项,发明专利有7项, 国际发明专利1项。其数控转台已向国际水平靠拢,并已 经产品系列化。
这种间接传动方式在完成各种运动时存在诸 多问题，产生的摩擦，变形、反向间隙等会 引起系统响应速度慢、动态刚度差，及其它 非线性误差，难以满足现代数控机床日益增 长的高精度要求。
而直驱转台省去了齿轮传动、蜗杆传动 等机械传动，解决了传统机械传动中遇到的 问题。它具有高精度、承载力强、刚度高、 稳定性好的特点。
双转台五轴机床的基本结构
直接驱动电机产品的生产厂家很多，其中大多
是国外品牌。既有传统的专业电机厂商，如西泰克、 丹纳赫传动等；也有著名的数控系统制造商，如西 门子、博世力士乐等。
开题报告-直驱的回转工作台设计
直驱的回转工作台开题报告班级机0606-12号姓名王文东指导教师王科社一、综述近年来，借助三维CAD建模和有限元分析优化的紧密配合，可以精确设计出复杂而高效的各种机械产品，但与此同时，产品零件的结构和形状也日趋复杂，例如多个自由曲面、多个非正交基准、薄壁厚等，使得加工难度也越来越大。
传统数控机床的笛卡尔坐标进给运动配合球头铣刀，虽然能够加工简答的自由曲面，但是因受到工具和工件之间可能的干涉限制，难以高效和准确的加工复杂的零件。
因此在直线进给运动上叠加回转进给运动的多轴联动数控机床成为当前机床产品创新的主要趋势。
随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要，对高档数控机床提出了急迫的大量需求。
机床制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。
即使是发达工业化国家，也无不高度重视。
机床是一个国家制造业水平的象征。
从某种意义上说，数控机床系统反映了一个国家的工业发展水平状况。
2009年我国制定出台了一系列扩内需、调结构、保增长的应对措施，工业和信息化部及有关部门根据《装备制造业调整和振兴规划》和《“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项实施方案》及相关产业政策，组织实施了一批科技重大项目和技术改造项目，使机床工具行业保持持续增长，工业总产值实现同比增长16.1%。
2009年我国机床产值和消费额分别达到153亿美元和197亿美元，均列世界第一位。
通过各项政策措施的落实到位，促进了国产高档数控机床及其配套产品的迅速发展，市场需求结构得到优化，企业兼并重组取得较大进展，重点企业的自主创新能力明显增强。
高档数控机床的自主创新成果显著。
自主创新成果产业化进程加快，企业开发了一批高速、精密、复合、多轴联动数控机床，以及一批大规格、大吨位数控机床新产品，这些新产品基本满足了国家重点工程用户加工生产需要，在国民经济建设和国防军工发展中起到了关键作用。
在重型、超重型数控机床研发方面，重型龙门五轴联动复合机床、超重型数控卧式镗车床、五轴联动叶片加工机床、数控重型曲轴铣车复合加工机床、大型数控冲压生产线等一批国际先进水平的高档数控机床的研制成功，满足了航空航天、发电设备、汽车等重点领域对于超大零件的重点加工需求；高速/精密数控车床、加工中心等产品广泛应用于汽车、航空航天、电子、军工等多个行业领域，并带动了众多中小企业设备更新改造和产业升级。
低成本直驱振动旋转实验台设计与实现
低成本直驱振动旋转实验台设计与实现在科学实验中，实验设备的选择和构造对于实验结果的准确性和稳定性非常重要。
然而，目前市场上的许多实验设备价格昂贵，对于许多实验室来说是难以承受的。
因此，在预算有限的情况下，设计一个低成本的实验设备，能够满足一定的实验需求，对于节约成本、提高实验效率具有重要意义。
本文将介绍一种低成本的直驱振动旋转实验台的设计与实现。
该实验台可以通过控制程序实现旋转和振动两种动作，同时具有微调手轮和角度显示等辅助功能。
设计的目的是为了完成低成本、高性价比的实验设备，并能够满足多种实验的需求。
一、设计思路实验台的设计主要分为底座、转台、电机驱动控制等三个部分。
底座：底座是一个框架结构，主要用于支撑转台和控制电路等组件。
底座设计时考虑到稳定性和可操作性，建议采用钢材结构。
为了加强底座的稳定性，可增加重量或者采用三脚设计。
同时，底座应该保证易于拆装和安装，以便在需要时进行维修和升级。
转台：转台是实验台的核心部分，主要由电机和转盘组成。
电机是实现转盘旋转的驱动力源，需要选择高扭矩、低速度的电机，以保证转盘的稳定旋转。
转盘的材质可以选择高强度的石墨材料，既可保证稳定性，又可减少杂音。
另外，为了增加实验的多样性，转盘可以设计成一定的倾斜角度。
电机驱动控制：电机驱动控制部分是实验台的核心。
其中，驱动控制部分需要设计一个低成本高性能的电机控制板，以便实现精确的驱动控制和参数调节。
控制板可以采用51单片机、DSP或FPGA等芯片进行设计，以满足不同的需求和实验场景。
二、主要设计参数1. 旋转角度：转台的旋转角度应保证准确、稳定和可调节。
旋转角度可以设置在0~360度之间，可以准确到0.1度。
2. 振动频率：振动频率是实验台另外一项重要的参数。
振动频率需要保持稳定以及精确可调节，建议设置在10Hz~100Hz之间，精度可达到0.1Hz。
3. 控制方式：为了保证实验台的灵活性和易用性，建议采用多种控制方式。
两轴数控转台控制系统研究的开题报告
两轴数控转台控制系统研究的开题报告一、选题背景随着工业自动化技术的快速发展，控制系统越来越智能化、多功能化。
而转台作为一种重要的工业设备，在精度、稳定性、速度等方面也得到了极大的提升。
在工业生产和机械加工中，转台具有非常广泛的应用，例如金属加工、汽车制造、航空航天、电子制造、电力工业等领域。
对于特别精密的机床、机器人等机械设备，要求转台的控制系统具有高精度、高速度、高性能等特点。
因此，研究转台的控制系统成为控制领域的热门话题。
本文将从两轴数控转台控制系统设计分析入手，研究转台的控制系统的硬件架构和软件设计，探讨其原理和应用，旨在为工业生产和机械加工领域提供一种智能、高效、稳定的控制系统。
二、研究内容1. 两轴数控转台控制系统的硬件设计和选型。
2. 两轴数控转台控制系统的软件设计和编程开发。
3. 两轴数控转台控制系统在工业生产和机械加工中的实际应用研究。
三、研究方法1. 调研和分析国内外相关文献，了解相关技术和研究现状。
2. 采用MATLAB/Simulink等软件进行仿真和模拟。
3. 基于硬件平台，利用C++、PLC等编程语言进行实际应用的开发和测试。
四、研究意义1. 对于数控转台的控制系统设计和开发有积极推进作用。
2. 可以为实现硬件和软件的智能化设计提供借鉴。
3. 对于提高转台的稳定性和精度，增强其适用性有一定的推动作用。
4. 可以为工业生产和机械加工提高效率、降低成本和提高产品质量提供支持。
五、预期结果1. 硬件和软件纪实研究成果。
2. 可以进一步提高两轴数控转台的控制精度和稳定性。
3. 提高工业生产和机械加工的效率和质量。
六、论文结构1. 绪论2. 相关技术概述3. 两轴数控转台控制系统的硬件设计与实现4. 两轴数控转台控制系统的软件设计与实现5. 两轴数控转台控制系统的仿真分析6. 两轴数控转台控制系统的应用实验研究7. 总结与展望七、进度安排1. 第一季度：调研、文献分析、硬件设计和选型。
直驱力矩电机驱动器设计的开题报告
直驱力矩电机驱动器设计的开题报告一、项目背景在现代工业控制中，电机作为一个重要的驱动设备，广泛应用于各种机械设备和生产线中。
直驱力矩电机作为一种高性能、高精度、低噪音、高可靠性的电机，得到了越来越广泛的应用。
而直驱力矩电机驱动器的设计则是保证直驱力矩电机高性能、稳定性、可靠性的前提。
目前市面上普遍使用的电机驱动器多采用传统的PWM技术，但是在高性能电机控制时存在一定缺陷，比如拖动现象较严重，在低速运行时精度较差等，而直驱力矩电机驱动器则是一种新型驱动器设计方案，通过改进电机控制系统极限提高了驱动精度，使之能够更好地满足现代工业的需求，具有发展前景。
二、项目目标本项目旨在设计一种适用于直驱力矩电机的驱动器，包括硬件电路设计和软件程序编写。
具体实现目标如下：1.采用磁编码器对电机进行双闭环控制，提高控制精度和稳定性；2.应用理论分析和模拟验证相结合的设计思路进行电路设计，降低硬件故障率、提高可靠性；3.设计具有保护功能的软件编程，实时监测驱动器工作状态，保障设备安全稳定运行。
三、项目内容1.驱动器硬件设计驱动器硬件设计是整个项目的重中之重，该部分设计包括直驱电机驱动电路、芯片选型和接线设计等。
本项目不仅要考虑电路设计的功能和信号完整性，还要考虑电路的可靠性、稳定性和散热问题。
具体硬件设计步骤包括：a. 选型设计方案：根据直驱电机驱动器需求，筛选并挑选性能优良的器件材料，确定方案选型；b. 电路原理图设计：结合设计目标和目前市面上成熟电机驱动技术，设计出适合直驱力矩电机的电路原理图；c. PCB设计：根据电路原理图和器件封装，设计双面铜电路板，并输出供电板样板；d. 器件安装：根据原理图和PCB进行相关器件的安装，实现电路的终极组装。
2.驱动器软件编程本项目将在STM32单片机上编写驱动器的控制程序，主要包括电机参数设置、通讯接口开发、保护机制实现等方面。
编程过程中，我们将发挥单片机的高性能、低功耗、易移植等优势，实现代码的简洁、高效、易维护，为后续嵌入式软件项目的实现奠定坚实基础。
解析直驱电机转台技术
解析直驱电机转台技术(共2页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-电机咨询：解析直驱电机转台技术直驱电机，即直接驱动式电机的简称，主要指电机在驱动负载时，不需经过传动装置（如传动皮带等）。
与生活相关的最常见的应用是洗衣机，即洗衣机滚动与驱动电机之间不使用皮带连接。
由于电机结构的特殊性，可实现低速大扭矩输出，满足加工中心机床用转台切削进给的需要。
电机具有很好的伺服刚性和动态性，可使转台加速度增大，回转速度大幅度提高。
由于直驱电机直接与转动负载相连，因此在电机和负载之间实现了“零”传动。
基于此，直驱转台应用于加工中心将是一种较好的选择。
直驱电机转台主要由以下几个部分组成：电机定子及转子，轴承，编码器，转台及旋转部分，基座、外套及固定部分，直驱电机转台所需要的密封和防尘结构，循环冷却结构。
在转台结构设计中，为了保持电机的性能，我们应该注意以下问题：第一，密封防尘结构直接驱动电机转子具有永磁性，如果工作台加工区的金属灰尘进入转台内部，会被吸附到转子上，影响到电机的性能甚至会导致其失效，所以通常在设计中，需要采取迷宫结构和气密封相结合的方式，持续吹入干净干燥的气体，以保证电机安全可靠的运转。
在密封方面必须充分考虑，如果电机遭遇冷却液入侵，将引起其绝缘性的降低或退化。
此外，转台上所采用的州承和编码器皆为精密运动件和检测元件，使用中必须保证其密封结构的可靠性。
第二，制动转台作为机床的工作台，需要有分度及准确定位的功能。
直驱电机换台安装的直接驱动电机与通常伺服电机相同，当接到停止指令时由其动态制动电路来制动电机。
但由于直驱电机转台电机与转台之间没有减速和传动机构，转速很高的电机，急停时会发生很小角度的过转，因而在直驱电机转台中需要有另外的机械或者液压锁紧机构以保证准确定位。
在重切削情况下，也需要锁紧转台轴。
如果转台倾斜或垂直使用，制动机构的作用将更为突出。
第三，循环冷却转台内部的电机运转时会产生热量，处理得不好，会影响转台和机床的精度稳定性。
力矩电机直驱内反馈闭式静压转台设计
力矩电机直驱内反馈闭式静压转台设计潘高星;陈永亮【摘要】针对数控精密立式磨床的应用需求,阐述了力矩电机直驱内反馈闭式静压转台结构特点及优势,介绍了内反馈闭式静压轴承的基本原理,并进一步对转台应用实例的静压轴承刚度和流量进行了验算,构建了转台测试试验台,并介绍了试验台组成,以及对所研发的转台进行性能检测的过程.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】5页(P104-108)【关键词】直驱;内反馈;闭式;静压;转台【作者】潘高星;陈永亮【作者单位】天津大学机械工程学院,天津300072;天津大学机械工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】TH137;TH133.36;TG5随着国家转型升级的需要，机床行业的产品逐渐迈向中高端，对组成机床的核心功能部件产品提出了更高的要求，力矩电机直驱技术以及液体静压技术的集成功能部件产品被更广泛的应用到了各种机床产品上，促进了数控机床产品性能的提升。
黄永玉[1]等设计了一种用于铣车复合加工中心的静压直驱转台，通过直驱消除了多种传动误差，采用静压导轨提高了转台精度，改善了动态响应特性；吴九达[2]对超精密的直驱液体静压转台设计制造进行了深入研究，利用有限元分析软件对静压轴承进行了静动态以及热分析，并对所设计转台进行了结构优化；王伟顺[3]等采用静压导轨和直驱技术相结合设计了大型齿轮机床静压直驱转台；孙渊涛[4]等结合直驱电机、闭式静压导轨和磁栅测量技术给出了一种大型直驱静压旋转工作台结构。
精密、高精度数控立式磨床工件采用立式安装方式，一次装卡可对工件外圆、内孔端面进行磨削，能够保证外圆、内孔的同轴度以及与端面的垂直度要求，静压转台是该种类型机床核心的功能部件之一[5]，通过采用力矩电机直驱和带有内反馈型式闭式静压轴承，提高了传动、回转精度和支撑刚度，能够使转台获得高精度和高刚性，并促进立式磨床获得更高的工件磨削表面光洁度以及加工几何精度。
精密直驱数控转台结构设计设计
数控转台结构设计子专题：精密直驱数控转台结构设计Structure design of CNC rotary tablesSubtitle:Structural design of precision direct driveCNC rotary tablesUniversity:Kunming University of Science and TechnologyMajor:Mechanical Engineering and AutomationGrade:Class1.Grade2008Name:Li YunlaiAdvisor:Gao GuanbinProfessional Title:LectureDepartment:Faculty of Mechanical and Electrical EngineeringDate：June 6, 2012摘要数控机床集成了机械、计算机、光电技术、精密测量技术和自动控制技术等先进技术的最新研究成果，是先进制造业的重要设备。
数控回转工作台是多轴联动加工中心和数控铣床等数控机床的重要的部件，起着承载被加工零件并实现精确分度或作为联动轴进行轨迹联动加工的作用，它的精密度和稳定性对整个数控机床的性能有着重要影响。
直接驱动数控回转工作台采用直接驱动技术能够消除中间机械传动机构引起的损耗及限制，能直接提供转矩给执行机构，具有转矩大、损耗低、电气时间常数小以及响应速度快等特点，可以实现很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度和定位精度、平滑的无差运动。
本毕业设计针对一种直接驱动式精密数控回转工作台进行了研究，提出了个人的方案和设计。
该设计方案选用力矩电机作为驱动源，采用转台轴承传动力矩，当数控转台需要静止时，利用锁紧（刹紧）机构来锁紧转台，利用固定块来安装锁紧机构。
在各零部件选用和设计过程中，根据设计任务计算、选择的零部件尺寸，再根据一些计算和校核公式验证了设计的零件，并做出修整。
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三、实现方法及预期目标
实现方法
1、设计盘式电机的基本尺寸及结构 2、对电机极数和槽数的选择进行细致讨论，并确定绕 线方式。 3、考虑电机的冷却方式，进行冷却结构的设计。 4、直驱转台结构设计 5、静压油膜刚度计算 6、切削力计算（车削力、铣削力） 7、有限元模型建立 8、转台静态分析
这种间接ห้องสมุดไป่ตู้动方式在完成各种运动时存在诸 多问题，产生的摩擦，变形、反向间隙等会 引起系统响应速度慢、动态刚度差，及其它 非线性误差，难以满足现代数控机床日益增 长的高精度要求。
而直驱转台省去了齿轮传动、蜗杆传动 等机械传动，解决了传统机械传动中遇到的 问题。它具有高精度、承载力强、刚度高、 稳定性好的特点。
谢谢老师的指导！
谢谢你的阅读
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盘式电机
恒压式静压转台供油
预期目标
1、直驱转台驱动力矩300Nm 2、转台承重200Kg 3、额定转速200r/min 4、定位精度0.005mm
本课题重点与难点
本课题重点分两部分，一是对盘式电机的设计计算， 二是对静压导轨的设计计算。
借助于有限元理论，对直驱转台整体性能的分析是 本课题的难点。
双转台五轴机床的基本结构
直接驱动电机产品的生产厂家很多，其中大多
是国外品牌。既有传统的专业电机厂商，如西泰克、 丹纳赫传动等；也有著名的数控系统制造商，如西 门子、博世力士乐等。
2019年7月初,米克朗五轴联动高速铣削柔性单 元HSM400U在位于上海市外高桥的米克朗中国高速 铣削应用开发中心亮相。HSM400U是世界上第一台 五轴联动高速铣削加工中心。工作台的旋转轴采用 了目前最先进的直接驱动技术,其速度可达15000/s、 加速度可达172000/52这大约是过去速度的10倍。 完全满足了高速铣削对进给速度的要求。
直驱转台技术目前正在成为国际制造装 备业新的设计潮流，已在实际应用中体现了 超越传统技术的巨大优越性。
直接驱动数控转台
2、研究的现状及已有成果
目前直驱转台已成功应用如下设备：
（1）数控车床 （2）数控加工中心：立式/卧式数控加工中心 （3）数控电火花机床：数控电火花形成/切割/小孔加 工机床 （4）数控磨床：内圆/外圆精密磨床，平面/曲面磨床 （5）数控冲床：精密五金冲床传送系统，告诉冲压机 构 （6）PCB数控制造设备：模板/软板切割机，PBC高速钻 孔机，自动光学检测（AOI）设备 （7）激光数控设备：激光切割机，激光焊接机，激光 打标机等
米克朗五轴联动高速铣削柔性单元 HSM400U
国内力矩电机直接驱动数控转台技术尚处于起步阶 段,在2019年4月北京国际机床展览会上北京钧义志成公 司展出了一台自制力矩电机;中捷机床厂展出了带回转工 作台的加工中心,转台电机扭矩达到1900N.m,但该转台 只能作分度使用。大连光洋已成功研制出了支撑我国数 控机床产业发展的系列高档数控关键功能部件,成为能够 提供包括总线开放式高档数控系统、高分辨率系列化伺 服驱动装置、直驱功能部件在内的完整高档数控机床控 制系统的系统制造商。其中直接驱力矩电机已经成功的 运用在了五轴加工中心上,并有专利17项,发明专利有7项, 国际发明专利1项。其数控转台已向国际水平靠拢,并已 经产品系列化。
二、研究内容
根据目前国内外直驱转台的研究现状，在前人研究的基础上， 选择双盘式电机电机嵌入转台，以达到直驱和输出大力矩的目的。 增加静压台，来增加转台的稳定性。本课题具体研究内容如下：
2.1对双盘式电机直驱闭式静压转台的基本结构及运行原理进行 简要介绍和分析。
2.2确定转台基本结构和主要尺寸，并进行直驱转台结构的 2D/3D设计。
直驱转台设计
开题报告
一、综述
1、研究的意义 随着航空航天、军工、汽车、高速铁路
等行业的高速发展，零件的加工精度越来越 高，所以对高精度、高刚度、高效率的数控 机床产品的需要更加迫切，那么对组成高端 机床的基础功能部件精度和刚度的要求也就 越来越高。当前，数控转台系统的驱动方式 主要为高速伺服电机+齿轮传动，齿轮传动是 利用两齿轮轮齿相互啮合来传递动力和运动 的机械传动，齿轮传动是应用十分广泛的一 种机械传动。