實驗機械創(chuàng)新組合及控制

1、控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)試控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)試 部分作品圖片展示部分作品圖片展示16.2 16.2 教學內(nèi)容教學內(nèi)容16.2.1 16.2.1 機械設計要點機械設計要點(1) (1) 機械運動的設計機械運動的設計1 1）根據(jù)機械使用功能、運動特點、環(huán)境及特殊要求，選擇）根據(jù)機械使用功能、運動特點、環(huán)境及特殊要求，選擇適合機械使用的動力源，可用電傳動、氣傳動系統(tǒng)；適合機械使用的動力源，可用電傳動、氣傳動系統(tǒng)；2 2）設計應從機械運動的規(guī)律及特點結合課程所學的知識進）設計應從機械運動的規(guī)律及特點結合課程所學的知識進行，必須考慮機械運動的合理性、適用性、有效性、經(jīng)濟性行，必須考慮機械運動的合理性、適用性、

2、有效性、經(jīng)濟性及可操作性；及可操作性；3 3） 結合結合fischerfischer 模型的特點，有效利用設備的所有元件進模型的特點，有效利用設備的所有元件進行設計，使設計的機械運動系統(tǒng)能按設計要求進行工作。行設計，使設計的機械運動系統(tǒng)能按設計要求進行工作。 （2 2） 傳動裝置的設計傳動裝置的設計 根據(jù)所選動力源，從已學的機械傳動系統(tǒng)：齒輪傳動、根據(jù)所選動力源，從已學的機械傳動系統(tǒng)：齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、凸輪傳動、帶傳動等設計所做機械運動系統(tǒng)蝸輪蝸桿傳動、凸輪傳動、帶傳動等設計所做機械運動系統(tǒng)的傳動裝置，結合的傳動裝置，結合fischer technikfischer technik的實際

3、傳動件模式進行的實際傳動件模式進行選擇和使用。選擇和使用。1) fischer1) fischer 模型中提供了齒輪傳動裝置、凸輪傳動裝置、模型中提供了齒輪傳動裝置、凸輪傳動裝置、蝸輪蝸桿傳動裝置、帶傳動裝置的基本元件，在設計機械傳蝸輪蝸桿傳動裝置、帶傳動裝置的基本元件，在設計機械傳動系統(tǒng)時根據(jù)機動系統(tǒng)時根據(jù)機械的功能、使用條件及動力方式選擇適合于械的功能、使用條件及動力方式選擇適合于該機械系統(tǒng)工作的傳該機械系統(tǒng)工作的傳動方式；動方式；2) 2) 使用使用fischer fischer 提供的傳動裝置時，應根據(jù)機械運動本身提供的傳動裝置時，應根據(jù)機械運動本身的特點及后續(xù)機械運動系統(tǒng)和該傳動裝置

4、的連接、匹配、協(xié)的特點及后續(xù)機械運動系統(tǒng)和該傳動裝置的連接、匹配、協(xié)調(diào)及合理性進行選用和設計；調(diào)及合理性進行選用和設計；（3 3）根據(jù)機械設計原理進行運動執(zhí)行部分的設計）根據(jù)機械設計原理進行運動執(zhí)行部分的設計 結合課程采用不同的運動機構結合課程采用不同的運動機構, ,最終實現(xiàn)機械所要求的最終實現(xiàn)機械所要求的工作內(nèi)容，根據(jù)工作內(nèi)容，根據(jù) fischerfischer 設備所具備的條件進行選用；設備所具備的條件進行選用；1)1)根據(jù)根據(jù) fischerfischer 所提供的設備條件，結合課程中各種機械運所提供的設備條件，結合課程中各種機械運動機構，設計適合本次機械的機械運動方式和相應的機械執(zhí)動機

5、構，設計適合本次機械的機械運動方式和相應的機械執(zhí)行系統(tǒng)；行系統(tǒng)；2)2) fischerfischer 可提供多種不同的機械組合系統(tǒng)，滿足各種機械可提供多種不同的機械組合系統(tǒng)，滿足各種機械運動及機械執(zhí)行系統(tǒng)的需求，在使用時，應結合本設計的要運動及機械執(zhí)行系統(tǒng)的需求，在使用時，應結合本設計的要求和特點，選擇適合的系統(tǒng)，并能使機械運動系統(tǒng)能有效工求和特點，選擇適合的系統(tǒng)，并能使機械運動系統(tǒng)能有效工作。作。3 3）進行該機械系統(tǒng)設計時，應根據(jù)機械設計、機械原理及）進行該機械系統(tǒng)設計時，應根據(jù)機械設計、機械原理及相關課程的設計原理及要求進行，同時應保證系統(tǒng)的可實施相關課程的設計原理及要求進行，同時應保

6、證系統(tǒng)的可實施性及工藝性。性及工藝性。4 4）根據(jù)）根據(jù)fischerfischer 提供的三種控制模塊，進行機械運動的控提供的三種控制模塊，進行機械運動的控制，編程原理根據(jù)制，編程原理根據(jù)Liwin3.0Liwin3.0進行：正、反向運動，自鎖和互進行：正、反向運動，自鎖和互鎖功能，實現(xiàn)有規(guī)律的機械運動；鎖功能，實現(xiàn)有規(guī)律的機械運動； 16.2.2 16.2.2 fischerfischer 使用方法使用方法 圖圖1-11-1六面體的連接六面體的連接圖圖1-21-2連接件與六面體連接件與六面體 根據(jù)幾何六面體，選擇適合該設計的基本元件，根據(jù)幾何六面體，選擇適合該設計的基本元件，進行自由組合。

7、組合步驟：進行自由組合。組合步驟：（1 1）連接元件的使用）連接元件的使用圖圖1-31-3六面體與連桿六面體與連桿圖圖1-41-4連桿對接連桿對接圖圖1-51-5輪系與軸輪系與軸圖圖1-61-6六面體與固定架六面體與固定架圖圖1-71-7軸支座與滾筒軸支座與滾筒圖圖1-81-8連桿與固定架連桿與固定架圖圖1-91-9六面體結構六面體結構圖圖1-101-10連軸節(jié)連軸節(jié)（2 2） 結構組合步驟結構組合步驟圖圖2-12-1圖圖2-22-2（3 3）接口板與控制器的連接）接口板與控制器的連接圖圖3-13-1接口板與電機及控制器接口板與電機及控制器圖圖3-2 3-2 控制器在機構上的應用控制器在機構上

8、的應用（3 3）接口板與控制器的連接）接口板與控制器的連接圖圖3-33-3傳感器的應用傳感器的應用（3 3）接口板與控制器的連接）接口板與控制器的連接（4 4）運動部件的組合）運動部件的組合圖圖4-14-1齒輪與軸齒輪與軸圖圖4-24-2鏈與齒鏈與齒圖圖4-34-3機器手機器手（4 4）運動部件的組合）運動部件的組合圖圖4-4 4-4 減速器減速器圖圖4-5 4-5 減速器與電機減速器與電機（4 4）運動部件的組合）運動部件的組合圖圖4-6 4-6 轉動部分的連接轉動部分的連接（4 4）運動部件的組合）運動部件的組合16.2.3 16.2.3 Intelligent lnterfacIntel

9、ligent lnterfac（智能接口板）使用（智能接口板）使用1 1）操作面板：）操作面板：2 2）電源：可以用慧魚穩(wěn)壓電源（）電源：可以用慧魚穩(wěn)壓電源（9V/100mA9V/100mA）也可以是電池）也可以是電池組，包括組，包括 6 6節(jié)圓電池（電池或蓄電池）當接口板和電源正節(jié)圓電池（電池或蓄電池）當接口板和電源正確相連后，紅色發(fā)光二極管就亮了。確相連后，紅色發(fā)光二極管就亮了。3 3）串口接口）串口接口用用9 9針針RS232RS232串口和電腦連接。用接口線（所提供的）連接串口和電腦連接。用接口線（所提供的）連接到你的電腦的串口上（到你的電腦的串口上（COM1COM1或或COM2COM

10、2）；）；4 4）數(shù)字量輸出）數(shù)字量輸出M1-M4M1-M4：你可以連接：你可以連接4 4個馬達（正、反向）電個馬達（正、反向）電磁或燈接到四位數(shù)字輸出口，磁或燈接到四位數(shù)字輸出口，M1-M4M1-M4。5 5）數(shù)字量輸入）數(shù)字量輸入E1-E8E1-E8：數(shù)字量的輸入用來連接傳感器（如：數(shù)字量的輸入用來連接傳感器（如：開關、光敏、熱敏等）。：開關、光敏、熱敏等）。6 6）模擬量輸入）模擬量輸入EXEX和和EYEY：用模擬輸入連接電位計或熱光傳感：用模擬輸入連接電位計或熱光傳感器。這些輸入端被設計成阻值器。這些輸入端被設計成阻值0 0到到5 5千歐。千歐。16.2.4 16.2.4 用用LLwi

11、n3.0LLwin3.0控制控制fischer technikfischer technik模型模型(1) (1) LLwinLLwin用戶界面用戶界面 運行運行“LLwin3.0”LLwin3.0”后，可以創(chuàng)建一個新文件或調(diào)用已有后，可以創(chuàng)建一個新文件或調(diào)用已有文件。在文件。在“ProlectProlect”菜單中點擊菜單中點擊“OPEN”O(jiān)PEN”，出現(xiàn)，出現(xiàn)“Open Open LLWin ProlectLLWin Prolect（打開（打開LLWinLLWin文件）文件）”對話框選擇對話框選擇“Mobile Mobile robots”robots”目錄中的目錄中的“MR2”MR2”文

12、件，點擊文件，點擊“open”LLWinopen”LLWin用戶界用戶界面出現(xiàn)。面出現(xiàn)。(2)(2)將接口板與將接口板與PCPC相連相連1 1）智能接口板）智能接口板3100231002連串口（連串口（COM1-COM4COM1-COM4）；）；2 2）并口板）并口板3052030520連打印口（連打印口（LPT1-LPT2LPT1-LPT2）通常先要把）通常先要把打印機的電纜線拔下）；打印機的電纜線拔下）；(3)(3)確定接口板的準確連接確定接口板的準確連接-接口板設置接口板設置 為了確保電腦與接口板之間連接準確，要在軟件中設置為了確保電腦與接口板之間連接準確，要在軟件中設置接板，執(zhí)行接板，

13、執(zhí)行“START-PROGRAMS-LLWIN3.0-CHECK INTERFACE”START-PROGRAMS-LLWIN3.0-CHECK INTERFACE”出現(xiàn)窗口：出現(xiàn)窗口：1 1）輸入：）輸入：E E！-E-E* *是數(shù)字量是數(shù)字量輸入，輸入，EXEX、EYEY是模擬量輸入是模擬量輸入。傳感器連接在輸入端。傳感器連接在輸入端。2 2）輸出：接口板的輸出是）輸出：接口板的輸出是M1-M4M1-M4，執(zhí)行機構就接在這，執(zhí)行機構就接在這上面，如馬達、電磁鐵和燈等上面，如馬達、電磁鐵和燈等。 用馬達可以檢查輸出，鼠標移到圖標突出部位，按用馬達可以檢查輸出，鼠標移到圖標突出部位，按下左鍵，

14、馬達順時針轉動，按下右鍵，逆時針轉動。如下左鍵，馬達順時針轉動，按下右鍵，逆時針轉動。如果先按果先按“Ctrl”Ctrl”鍵，再按鼠標鍵，馬達將保持轉動，再鍵，再按鼠標鍵，馬達將保持轉動，再按鼠標鍵，馬達停止。按鼠標鍵，馬達停止。(4)(4)用用LLwin3.0LLwin3.0設計設計1 1）建立新項目）建立新項目 打開打開“PROJECT”PROJECT”菜單，點擊菜單，點擊“NEW”NEW”命令，出現(xiàn)命令，出現(xiàn)“new project”new project”對話窗口，有對話窗口，有“移動機器人移動機器人”“”“工業(yè)機工業(yè)機器人器人”等模型的控制程序模板，選擇等模型的控制程序模板，選擇“E

15、mptyProjectEmptyProject”，按按“OK”O(jiān)K”，就可打開新項目。，就可打開新項目。2 2）功能模塊）功能模塊控制程序的構成元素控制程序的構成元素運動流程圖（圖運動流程圖（圖3.4.2-13.4.2-1）控制狀態(tài)控制狀態(tài)( (圖圖3.4.2-2)3.4.2-2)圖圖3.4.2-1 3.4.2-1 運動流程運動流程圖圖3.4.2-23.4.2-2流程圖與控制狀態(tài)流程圖與控制狀態(tài)（1) 1) 根據(jù)設計所要求的控制方式將相應的控制板裝入根據(jù)設計所要求的控制方式將相應的控制板裝入模型上；模型上；(2) (2) 按設計的控制回路要求將各電氣元件接到控制器上，按設計的控制回路要求將各電

16、氣元件接到控制器上， 并將控制器與計算機連接；并將控制器與計算機連接；(3) (3) 打開打開LLWinLLWin軟件，用自檢功能檢查各相關元件連接軟件，用自檢功能檢查各相關元件連接是否可靠；是否可靠；16.3 16.3 控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)試控制系統(tǒng)的安裝及調(diào)試(4) (4) 根據(jù)機械運動的要求，設計機械運動流程圖，使根據(jù)機械運動的要求，設計機械運動流程圖，使用用LLWinLLWin軟件，按機械運動的先后順序及控制條件，按軟件，按機械運動的先后順序及控制條件，按實驗指導書的步驟制作運動流程圖；實驗指導書的步驟制作運動流程圖；(5) (5) 按按LLWinLLWin軟件的提示對各工作系統(tǒng)進行回路

17、檢查軟件的提示對各工作系統(tǒng)進行回路檢查, ,并確認設計的動作順序是否合理和有效并確認設計的動作順序是否合理和有效; ;(6) (6) 在檢查各連接及編程正確的情況下，啟動機械系在檢查各連接及編程正確的情況下，啟動機械系統(tǒng)的工作回路，并驗證該運動是否達到設計要求。統(tǒng)的工作回路，并驗證該運動是否達到設計要求。實驗任務實驗任務1: 1: 按按fischerfischer 模型提供的設計圖，組裝一種模型提供的設計圖，組裝一種可控制機械人；可控制機械人；(1) (1) 按使用說明書要求，組建機械運動系統(tǒng)；按使用說明書要求，組建機械運動系統(tǒng)；(2) (2) 建立機械運動流程圖及設定相關控制參數(shù)；建立機械運

18、動流程圖及設定相關控制參數(shù)；(3) (3) 按要求對該機械運動系統(tǒng)進行控制、調(diào)試及運行。按要求對該機械運動系統(tǒng)進行控制、調(diào)試及運行。16.4 16.4 實驗任務實驗任務實驗任務實驗任務2: 2: 自己設計一種機械運動系統(tǒng)，要求：自己設計一種機械運動系統(tǒng)，要求：(1) (1) 具備獨立的動力源，可用電動系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)；具備獨立的動力源，可用電動系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)；(2) (2) 選擇一種適合于該動力源使用的傳動裝置，凸輪、選擇一種適合于該動力源使用的傳動裝置，凸輪、齒輪、蝸輪、帶傳動等；齒輪、蝸輪、帶傳動等；(3) (3) 選擇適于該設計使用的機械執(zhí)行系統(tǒng)選擇適于該設計使用的機械執(zhí)行系統(tǒng), ,機構至少應機構至少應有三個獨立運動單元；有三個獨立運動單元；(4) (4) 編制機構運動流程圖，設定控制參數(shù)；編制機構運動流程圖，設定控制參數(shù)；(5) (5) 完成自動控制。完成自動控制。16.516.5 部分作品圖片展示部分作品圖片展示步行機器狗步行機器狗自動升降吊橋自動升降吊橋智能過障機器人智能過障機器人邋遢機器蟲邋