利用慧鱼教具及创意组合模型设计自动立式钻铣床
慧鱼指导书原版彩图
慧鱼创新模型制作实验指导书机械与结构组（93291）第一节概述机械教具提供了动手实验大量的机构系统的机会，包括：旋转动作、动力传输、齿轮系统、斜齿轮、冠齿、小齿。
（杠杆和联杆）直线运动和旋转运动的相互转换——通过条齿、小齿、螺杆。
旋转运动转换到往复运动和摆动运动——通过凸轮、曲柄、滑块、杠杆链传动、滑轮传动、带传动使相关原理包含教学内容，包括：齿轮比、机械利益、速度比率和效率。
而用结构组能节省宝贵的教学时间，可省去用材料建立结构的时间，快速搭建简单结构，给学生提供了基础实验的机会，他们能依次设计、运做、评估。
一、实验目的：通过对慧鱼机械结构组模型，熟练的掌握机械结构的应用技术。
二、实验内容：机械结构组包括2类模型，分别为齿轮传动机构桁架机构三、实验步骤：（1）制作导线：将慧鱼模型中所给的导线如图所示连接好（2）电池与电动机的连接：(3)一些主要零件：实验一：立式铣床的的模型制作（93291－1）1．实验目的：通过立式铣床模型的制作，了解齿轮的传动。
2．实验步骤：（1）首先，如第一幅图所示找出所需零件，注意将元件放在底板上以防止丢失。
然后按照第二幅图所示将零件插好。
注意：图中1X代表需要该零件1个。
下同。
（2）注意：有颜色部分为本步骤中装配上的零件。
下同（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）总装图（16）操作方法：连接上电源后，通过开关控制使铣刀运转或停止。
实验二：工场起重机的模型制作（93291－2）1．实验目的：通过工程起重机模型的制作，了解桁架的稳定性。
2．实验步骤：（1）首先，如第一幅图所示找出所需零件，注意将元件放在底板上以防止丢失。
然后按照第二幅图所示将零件插好。
注意：图中1X代表需要该零件1个。
下同。
（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）。
慧鱼工业模型教学经验
综合仓储加工系统----目录综合仓储加工系统目录一、综合仓储加工系统工业模型简介 ........................................... - 1 -(一)组成...................................................................................................................... - 1 -A.立体仓库...................................................................................................... - 1 -B.货架运输车.................................................................................................. - 2 -1.移动框架.............................................................................................. - 3 -2.移动机构.............................................................................................. - 3 -⑴极限开关...................................................................................... - 3 -⑵仓位传感器.................................................................................. - 3 -⑶传动.............................................................................................. - 3 -3.升降机构.............................................................................................. - 3 -⑴层位进出货位置传感器.............................................................. - 3 -⑵层位放取货位置传感器.............................................................. - 3 -⑶传动.............................................................................................. - 3 -4.货物传递小车...................................................................................... - 3 -⑴进仓位置传感器.......................................................................... - 4 -⑵仓外进出货位置传感器.............................................................. - 4 -⑶原位位置传感器.......................................................................... - 4 -⑷传动.............................................................................................. - 4 -⑸物料检测传感器.......................................................................... - 4 -C.进料口.......................................................................................................... - 5 -1.框架...................................................................................................... - 6 -2.传动...................................................................................................... - 6 -3.物料检测传感器.................................................................................. - 6 -4.推料杆位置传感器...................................................................................... - 6 -D.进料-传输带 ................................................................................................ - 6 -1.传送带.................................................................................................. - 7 -2.传动...................................................................................................... - 7 -3.物料检测传感器.................................................................................. - 7 -E.出料滑台传输带.......................................................................................... - 8 -1.传送带.................................................................................................. - 8 -2.传动...................................................................................................... - 8 -3.物料检测传感器.................................................................................. - 8 -F.出料滑台...................................................................................................... - 8 -G.轨道小车...................................................................................................... - 9 -1.轨道...................................................................................................... - 9 -2.电缆链.......................................................................................................... - 9 -3.移动机构.............................................................................................. - 9 -⑴移动框架...................................................................................... - 9 -⑵小车移动传动.............................................................................. - 9 -⑶传输带.......................................................................................... - 9 -⑷传输带传动................................................................................ - 10 -⑸物料检测传感器........................................................................ - 10 -⑹物料分类传感器........................................................................ - 10 -4.移动位置行程开关。
慧鱼机器人——广工大课程设计
课程设计课程名称机电一体化创新设计项目题目名称_学生学院 __ ______ 专业班级学号学生姓名小组成员指导教师 ______ _________ 成绩评定教师签名年月日摘要“慧鱼组合模型”（Fischertechnik），是由德国发明家Arthur Fischer 博士在1964年从其专利“六面拼接体”的基础上发明的。
它由各种型号和规格的零件构成，类似于积木。
零件的种类几乎包括了机械课程和日常生活中的所有零件，如机械零件：连杆、凸轮、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮等）、蜗轮、蜗杆、螺杆、铰链、带、链条、轴（直轴和曲轴）、联轴器、弹簧、减速器、齿轮箱、车轮等；电气零件：直流电机、、行程开关、传感器、可调直流变压器、电脑接口板、PLC 接口板、红外线发射接收装置等；气动零件：储气罐、汽缸、活塞、气弯头、手动气阀、电磁气阀、气管等。
由这些零件的不同组合便可构造出各式各样的模型。
关键字：机器人、装配、结构、运动目录1、机器人的结构 (2)1.1机器人的一般构成 (2)1.2机械手具体结构功能 (3)2、四自由度机器人的工作空间自由度的坐标形式 (2)3、四自由度机器人传动简介 (4)3.1四自由度机器人的驱动元件 (4)3.2执行机构的传动链 (5)3.2.1控制底盘转动传动链 (4)3.2.2机械手的夹紧放松的传动机构 ............................... 错误！未定义书签。
3.2.3机械手上下运动的传动机构 (6)3.2.4前后运动的传动机构....................................... 错误！未定义书签。
4、机器人运动控制 (7)4.1机械手的运动轨迹 (7)4.2机械手各位置的定义 (8)5、机电一体化系统创新设计分析 (8)6、实验总结 (9)1、机器人的结构1.1机器人的一般构成1. 机械本体机器人的机械本体机构基本上分为两大类：一类是操作本体机构，它类似人的手臂和手腕，配上各种手爪与末端操作器后可进行各种抓取动作和操作作业，工业机器人主要采用这种结构。
慧鱼创意设计实验报告doc
慧鱼创意设计实验报告篇一：慧鱼实验报告华北电力大学实验报告实验名称: 慧鱼创意系统的实践与开发课程名称：科技创新实践3实验人：设制1301班施宗财 XX04410121输电1402班张志聪 XX04400231机电1401班侯文涛 XX044XX0成绩：优秀指导教师：房静实验日期：XX.3.28华北电力大学工程训练中心 | || |隧道蔽障寻迹机器人作品设计说明一．研制背景及意义我们知道，隧道、涵洞、高楼等工程建筑物发生事故时会发生坍塌，此时，救援人员是无法直接进入这些建筑物中进行营救工作的。
同时，也没法得知里面的实际状况。
为了解决这个问题，我们此次设计了这个隧道蔽障寻迹机器人，以期解决这个问题，以方便营救，代替人力进入这些复杂地段进行探测工作。
根据设计方案，我们先搭建了慧鱼模型，并进行了调试及简单的实地实验。
二、实验目的1、认识了解慧鱼创意模型组合包中的各种功硬件。
2、了解ROBOPRO软件及编程。
3、了解慧鱼创意模型是如何控制与协调机构运动的。
4、锻炼机械创新能力，初步建立对机电一体化产品的认识。
三、实验原理隧道机器人是一种代替人力进入到坍塌建筑物中的机器。
能够进行蔽障、循迹，并且能够携带摄像头、红外探头、热敏、光敏、声敏电阻等的传感器进入复杂地段进行探测的机器。
拥有很大的市场开发前景。
四、实验器材1、“慧鱼”创意模型组合包。
2、“慧鱼”专用电源、数据线。
3、计算机一台。
4、“慧鱼”专用智能接口板。
5、ROBOPRO软件。
五、实验准备认识“慧鱼”创意模型使用手册中已搭建的示例模型。
六、实验内容1、根据慧鱼”创意模型使用手册，使用各种构件逐步搭建示例模型。
2、模型搭建好后连接相应电路。
3、在计算机上应用ROBOPRO软件编写相应程序，并通过数据线将程序下载到接口板中。
4、接通电源，调试程序。
5、验收成果并拆卸构件，放回原处。
七、实物成品图片展示八、程序流程图九、简单介绍功能1、进入坍塌建筑物进行探测（可以加装摄像头以及探测头）；2、寻找并避开障碍物；3、给定轨迹，能迎着所给轨迹进行运动（走出轨迹以后，灯亮，同时蜂鸣器发声）十、实物示范（实际效果图）篇二：慧鱼创新设计实验报告实验五慧鱼创新设计实验报告姓名：宋俊超班级： 13机自专升本1班成绩：实验日期： 12月18日教师签字：一、实验目的1、培养学生用创造性思维方法，设计、搭建新型的机构或装置；2、培养学生的创新意识及综合设计能力；3、项目组织能力。
慧鱼创意组合模型在机器人技术实验教学中的实践与应用
摘
要 ：慧鱼组合模 型提供 了机 器人 结构 和软件设计平 台，是机 器人 实验教 学的 良好 栽体。采用 慧鱼创 意组合模型构
建 气动机械手 ，阐述总体结构方案与ｘ ＝ － Ｅ流程 ，采 用 Ｒ Ｂ ｒ 软 件编程 实现对 气动机械手 的控制 。该 方案可运 用到机 器 Ｏ Ｏ Ｐｏ 人课程创新 实验等 实践 中，提 高学生的实践能力与创新 能力。 关键词 ：慧鱼创意组合模 型 ；机 器人技 术；实验教 学 中图分类号 ：Ｓ７６ ７ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ — ０ Ｘ （０ ２ １— ０ １ ０ ０ １ ０ ５ ２ １ ）０ ０ ８ － ３
Ｘｉ ｎ ｎ Ｙｉ ｇ， Ｘｕ ｅ ， Ｙａ ｇ Ｔ ｅ ｉ ＤｉＨａｔｎ ｅＷ ｉ ｎ ｉ ｂ ｎ， ｉｉ ｇ
（ ｏ ｅｅｏ Ｅ ｇ ｅｒ ｇａｄＴ ｃｎｌｇ ，Ｎ ｒ ｅｓ Ｆｒｓ ｙＵ ｉ ｒｉ ，Ｈａ ｉ １０４ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｎ ｉ ｅ ｎ ｅｈ ｏ ｙ ｏｔ ａｔ ｏ ｔ ｎ ｅｓｙ ｌ ｎ ｉ ｎ ｏ ｈ ｅｒ ｖ ｔ ｒ ｎ ５ ０ ０ ｂ
Ｐ ｏ ｗ ｅ Ｔ ｅｐｏ ｃ ｃｌｂ ｓｄｉ ｎｖｔ ｅｐａｔｅｔ ｃｉｇｆ ｂｔｅｈｏｏｙｃｕ ｅ ｒｅ ｒｖ ｒ ｔ ａ ａｉｔ ｏ ｔｒ ｒ ｓｆ ａ ． ｈ ｒｊ ｔ ａ ｅｕｅ ｉ ｏａｉ ｒｃ ｃ ａｈｎ ｒ ｏｏ ｔ ｎ ｌ ｏ ｒ ｓ ｎｏｄｒ ｏｉ ｏ ｅｐａ ｉ ｌ ｂｌｙ ｅ ｌ ｎｎ ｖ ｉ ｅ ｏ ｒ ｃ ｇ ｓ ｉ ｔ ｍｐ ｃ ｃ ｉ
以慧鱼创意组合模型为载体的机器人实验教学提供了一种特殊的学习模式即一边动手制作一边学习知识在机器人制作过程中每时每刻都会出现新的问题明确的目标激发学生主动去寻找答案既得到满意的作品又激发了学生学习的主动性
第２卷 第 １ ８ 期
“慧鱼创意组合模型”实验
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 传递圆周运动
直（斜）齿轮传动
锥齿轮传动
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机械运动
传递圆周运动
涡轮蜗杆传动 （自锁）
冠状齿轮
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机械运动
• 传递直线运动
齿轮齿条传动
丝杆螺母传动
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机械运动
带传动
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机械运动
• 滑轮传动
定滑轮： 固定的， 不省力但改变方向
例： 旗杆
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 滑轮传动
动滑轮：
省力 但不能改变力的方向
例： 吊车
河南职业技术学院机电系
机械运动
• 滑轮传动
滑轮组
河南职业技术学院机电系
河南职业技术学院机电系
慧鱼教具编程模块简介
2）Input——输入模块
按键开关 光电传感器 磁敏感应器
插入该功能模块时，应从“Image” 对话框中选择显示的对应图标。 在“Swap 1/0 branches” 中选择 希望的输出状态。
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慧鱼教具编程模块简介
3）Wait for input——等待输入模块
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慧鱼教具编程模块简介
5）Time delay——延时模 块
延时模块是在程序中设定延迟时 间长短的功能模块。当程序步骤到达 Wait延时模块时，时间延迟，然后再 执行程序的下一步。
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慧鱼教具编程模块简介
6）Start——开始模块
慧鱼实验_精品文档
慧鱼实验21世纪将是个全面创新的时代,如何培养、提升现代学生的创造力、想象力与科学技能，来迎接这个竞争的时代微型组合机器人能实现多种控制方式及多种模型设计，适合于机电一体化、工业自动控制、机械创新等课程，推荐采用PLC控制技术。
微型组合机器人配有教材，图文并茂、浅显易懂，对每一个模型都作深入浅出的原理说明、功能解释，鼓励学生举一反三、活学活用，让他们不断发展创新。
微型组合机器人是通过各种各样的构件(功能模块)组合拼装而成，因此，“构件”是模型的最小组成部分。
实验一计算机组合包创意实验设计一实验目的:1、熟悉慧鱼模型的各个模块。
2、了解三自由度机器人的基本结构。
3、能够运用计算机编程，合理控制机器人的运动。
4、能进行简单创意实验设计。
二实验器材:慧鱼计算机组合包一套慧鱼专用电源一套PC机一台LLWIN软件一套接口电路板一块三实验原理:如图所示(见附图):为一三自由度机器人，能够实现搬运工件的作用，三自由度机器人包括腰部、大臂以及夹钳。
腰部能够实现左右旋转运动，大臂能够实现上下的俯仰运动，夹钳则能够实现夹取物体。
该三自由度机械人总共涉及到6个行程开关以及3个电动机，其中M1驱动腰部旋转，M2驱动大臂俯仰，M3驱动夹钳的关闭。
E1用于限定夹钳的开闭位置，E2用于腰部旋转进行计数，E3限定了大仰起后的极限位置，E4用于夹钳的驱动轴旋转次数进行计数，E5对大臂处的蜗杆旋转次数进行统计，E6限制腰部旋转的极限一些置。
四实验内容1、按照装置图组装出机器人。
2、按照连线图将机器人各部与计算机数据线连好。
3、用计算机中的软件(LLWIN)对机器人进行控制操作。
(1)对各个部分进行检测:M1M2M3E1E2E3E4E5E6全部测试通过后再进行以下实验内容。
(2)调试出控制程度，进行连续操作。
4、对软件进行改编，使机器人实现更多的功能。
(1)实现夹取与放置的换位。
(2)改变大臂运动轨迹。
五实验思考题1、单个测试腰部可旋转，但整体测试时腰部却不按程序规定的运行，可能是什么原因2、大臂可以俯仰，但程序并不向下运行，会是什么原因3、夹钳不能开闭，会是什么原因4、如何实现运动轨迹投射到平面后为非矩形实验二移动机器人创意实验设计一实验目的:1、了解移动机器人的基本结构2、能够运用计算机编程，控制移动机器人的运动3、进行创意实验设计二实验器材:慧鱼移动机器人组合包一套慧鱼专用电池盒一个或专用电源一套PC机一台(要求:486、66以上，8M以上内存，空闲的LPT2口)LLWIN专用软件一套，(WINDOS3、1以上或WINDOWS95)接口电路板一块电缆若干三实验原理如图所地：为一跟踪光源移动机器人，能够跟踪光源而运动。
机械设计专业综合实验-机构创新设计慧鱼拼装
设计性实验指导书实验名称：机械设计模型拼装实验实验简介：“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
它集教具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思维训练及创造力开发的最佳载体。
“慧鱼教具及创意组合模型”是由德国发明家、企业家、当今世界拥有专利最多（5000 项）的Artur Fischer 博士于1964 年发明问世的。
菲舍尔博士因此还荣获了德国诺贝尔工程奖。
“慧鱼”的技术含量极高。
目前，国际最前沿的工程技术，如仿生技术、气动技术、传感技术、计算机技术以及机器人技术等，在“慧鱼”中都实现了微型仿真替代。
“慧鱼”有各种型号和规格的零件近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连杆、齿轮、马达、蜗轮，以及汽缸、压缩机、发动机、离合器，甚至热（光、触、磁）敏传感器、信号转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以找到。
因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大型设计的模型，使之真实地“再现”。
该实验设备能够组装各种机械及设备，将其用于辅助理论教学，将使学生获得很强的感性认识，并且能发挥其无限的创造力。
适用课程：机械设计专业综合实验实验目的：A 通过对动手组建模型，连线，控制模型等各阶段学习后，对慧鱼创意组合模型的运作方法有一个初步的熟悉；B 了解基本的机械结构和特点掌握电气动控制工业技术的基本概念、分类及特点；C 了解电气动元件的工作原理、种类和实际应用方式，电气动控制系统的组成和结构掌握基本的电气动控制技术的应用，了解现代自动化控制系统的结构和特点。
面向专业：机类实验项目性质：设计性实验地点：图书馆——506 室（机械系统创新实验室）开放办法：先登陆网站进行网上预约或到S403填写预约表进行预约，根据预约时间提前预习写出预习报告、进行实验。
实验分组： 5-6 人/组《机械设计专业综合实验》课程实验机械设计慧鱼模型拼装实验“慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程积木”，“智慧魔方”。
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输入
输出
自动控制
X00 电机M1
Y00
停止
X01 电机M2反转
Y01
手动控制
X02 电机M2正转
Y02
工作台点动 X03 电机M3
Y03
刀具上移点动 X04 自动工作指示灯
Y04
刀具下移点动 X05 手动工作指示灯
Y05
刀具转动
X06 工作台转动指示灯 Y06
刀具停止
X07 刀具上移指示灯
Y07
行程开关E1 X10 刀具下移指示灯
利用慧鱼配套的各种零件、如齿轮、圆盘、立 柱、蜗轮、蜗杆、微型电机、行程开关以及各种接 插件，紧固件等按设计要求可组装成立式钻床的模 型。这些零件大都是由工程塑料制成，有相当的强 度与硬度，而且加工尺寸标准、精度很高，因而组 装起来配合精密、模型牢固稳定。
2 方案设计
2.1 机械结构设计
钻床是用于加工内孔的机床，主要加工外形复 杂、没有对称回转轴线的工件。立式钻铣床是应用 较广泛的机床，既可以进行孔的钻、扩、铰加工， 又可以进行简单的铣削加工；其特点为主轴轴线垂 直布置，工件放在工作台上，工作台和进给箱都可 沿立柱调整其上下位置，以适应不同的高度，工作
D第ec. 12100卷1
晰观察。 3) 因实际生产中的立式钻床在加工是由人工操
作，在模型中无法表示，因此我们采用定时器T0 来表示加工时间，定时时间到，表示加工完成，可 进行下一动作。定时器的定时时间可自由调整。
4 系统调试
当程序设计完成以后就可以联机调试了，利用 三菱PLC自带的Fxgpwin软件，能够在计算机上编 辑，修改程序。通过RS232C串行通信接口，可直 接将修改完毕的程序输入到PLC的EPROM里，然 后再将PLC的输入输出端子接到相应的电气元件设 备（按钮，行程开关，电机）上，就可以进行调试 了。Fxgpwin软件也具有在线监控功能，可在程序 运行期间直接在计算机屏幕上监控各个I/O元素的 状态。
庆:重庆大学出版社. 收稿日期：2001-08-18
Design Automatic Vertical Drilling-milling Machine by Fishertechnik Teaching Models TIAN Xiao-jun, REN Hong-tao
(Dept. of Mechanical, Luoyang College of Technology, Luoyang 471003, China) Abstract : Fischertechnik is very popular on schools and universities for simulating and teaching technical coherences. Through constructing automatic vertical drilling-milling machine by fishertechnik teaching models, this paper introduced the idea that how to simulate designing and controlling the machine. Key words: Fishertechnik; PLC; Vertical Drilling-milling Machine
factous between the strength listed before, the correlative foumulas aue given out. The appropriate methods to test
表1 行程开关和电机的作用 作用 进给运动的上限位行程开关 进给运动的下限位行程开关，调节 E2 控制多工位钻孔 工作台电机 主轴进给电机 主轴旋转电机
考虑到在实际生产中往往有多种控制模式，设 计了手动控制和自动控制两种方法，并且注意了这 两种方法的相互联锁。所以手动控制和自动控制不 会同时启动，只有停止了机床后才可以进行相互转 换。当设置为手动控制后，各个电机可以自由控 制，增加了设计的灵活性。
3.2 PLC硬件电路设计
根据系统的控制要求，确定I/O 口分配如表2： 目前，在机床的电气控制中，可编程控制器的 应用越来越广泛，因此，本例采用了目前应用较多 的三菱FXON系列PLC来控制该自动钻床。 FXON系列PLC是由日本三菱公司生产的一种超 小型PLC，主要用于较简单的开关量控制，配以模 拟单元也可进行模拟量控制。根据电气控制设计设 计方案，可选用FXON-40MR型的PLC。它的性能指 标为：24点输入。编号范围为X400～X413和X500 ～Y513；16点输出。 编号范围为Y430～Y437和 Y530～Y537；有24点定时范围为0.1～999秒的定 时器和8点定时范围为0.01～99.9秒的定时器；有32
第11卷 第4期 2001年12月
洛阳工业高等专科学校学报 Journal of Luoyang Technology College
Vol.11 No.4 Dec. 2001
利用慧鱼教具及创意组合模型设计自动立式钻铣床
田小军，任宏涛
（洛阳工业高等专科学校 机械工程系，河南 洛阳 471003 ）
摘 要：介绍了慧鱼创意组合模型模拟机床设计及控制的思想，并且通过制作自动立式钻铣床的具
(上接第11页)
The Strength acceptance Limit of the Structural Concrete LI Jin-feng1, LIU Li-xin2
(1.The Sturctural Engineering Quality Detecting Station of Louyang City, Luoyang 471000,China;
2.College of Civil & Building Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450002,China)
Abstract: The strength of concrete under the standaud curing and, the same curing condition ot the structures of two
动只需电机带动即可，因此在设计传动系统时主要
考虑前两者的运动。其中工作台的运动是这样考虑
的：动力来源是由电机M1提供的，电机又通过两
级齿轮减速机构来带动蜗杆传动，蜗杆又带动蜗轮
传动，工作台是直接连
在蜗轮上的。因此，齿
轮和蜗轮蜗杆构成了圆
工作台的传动系统，其
结构如图1所示。自动进
给机构采用的是齿轮齿
条传动，它的动力来源
5 结束语
由于“慧鱼”具有很高的技术含量和无限丰富
的创造力，不仅国外的很多的大型工业企业利用 “慧鱼”来模拟大型机械设备的仿真，而且欧美的 许多国家还普遍用作教具，来辅助理论教学。慧鱼 模型组合体系提供的创意可能性取之不尽，用之不 竭。在学校教学过程中遇到的很多复杂的技术性问 题都可以借助慧鱼模型进行展示，让学生获得感性 认识。
个均有掉电保护功能的计数器。该型号PLC功能较
强，平均每步执行速度约为1µs，其输入输出相应 时间不超过10ms。另外，在PLC的内部还提供有24
伏直流电源，因此，在驱动功率不大的情况下，无
须外接直流电源。而且，由于PLC的输出为继电器输
出，因此，无须放大电路即可带动驱动电机工作。
表2 I/O 口分配表
台可以横向进给、纵向进给、回转工作台可以回 转。因此须将钻床主轴设计成可以自动上下移动 的，以实现机床的自动进给。另外，要控制工作台 能够实现工作台的横向、纵向和回转工作台的回转 运动。
2.2 机械传动系统设计
钻铣床的运动主要有工作台的横向进给、纵向
进给、回转工作台的回转运动，主轴沿立柱的进给
运动以及主轴自身的旋转运动。因为主轴的旋转运
3.1 电气控制设计
自动钻床运动主要有两大部分组成：圆工作台
第4期
田小军等 利用慧鱼教具及创意组合模型设计自动立式钻铣床
19
的圆周运动和进给箱沿
立柱的进给运动。电机
M1以及圆工作台上的挡
块和行程开关组成了工
作台的硬件控制部分，当
工作台转到待加工位置
时，相应的行程开关动
作，工作台停下，加工完 毕后再转到下一个加工位
作用，此时只能点动下移。同样当点动下移时，如
压下行程开关E2时，则点动下移失去作用，此时只
能点动上移。当手动控制时行程开关E3自动失去作
用，工作台可以转动任意角度。
根据自动立式钻床电气系统控制程序流程，可
编写出相应的梯形图程序。为了保证系统运行的可
靠性以及满足加工要求，程序须达到如下要求：
1) 利用两个软继电器M1和M3分别表示自动控
图2 自动立式钻床进给 机构传动系统简图
置。这样就能实现多工位加工，再结合PLC的软件控
制就可以实现工作台的自动控制了。进给机构的硬件
控制部分也是由挡块和行程开关组成的，在立柱的上
下限位置分别放置两个行程开关，进给箱就可以在电
机M2的带动下沿立柱上下移动了。各行程开关和电机
的作用由表1给出。
元件 E1 E2 E3 M1 M2 M3
由电机M2提供。电机M2 通过一个五级减速机构 后带动齿条运动。五级
图1 自动立式钻床圆 工作台传动系统图
减速机构中也有一级是蜗轮蜗杆传动。这主要是考
虑到主轴在沿立柱上下运动时需要可靠自锁，而蜗
轮蜗杆传动很重要的一个特点就是在满足一定的条件
下能够实现很好的自锁性，其结构如图2 所示。
3.电气控制系统设计
concrete companies is determined in this experiment. As the most direct putative strength, the strength of the