新一代EM系列北京元茂兴控制设备技术有限责任公司.docx

新一代EM系列北京元茂兴控制设备技术有限责任公司适合专业：运动操纵，数控技术，机电一体化，机电操纵，自动操纵，电机操纵等一、概述1998年8月，元茂兴为清华大学精仪系开发了第一台机电一体化教学设备，并生产30台作为清华大学编写的机电一体化教材配套教学实验设备，承接课题的开发平台。随后，我们开发了EM-300,EM-350,EM-400机电一体化教学设备，在高教部世行两次招标中，受到各名校大量选用，有上海交通大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、天津大学、浙江工程学院，重庆工学院等。今天，随着运动操纵技术的快速进展，北京元茂兴在总结过去十年机电一体化教学设备的开发、生产与应用经验，并结合美国元茂兴对美国高校机电一体化教学、教材与教具的熟悉，确定了新一代机电一体化教学设备的方案，并编制了新的机电一体化教学实验指导书，运动操纵技术及应用,多轴运动操纵器快速入门，伺服驱动简易操作手册，开发了新的机电操纵教学软件。新一代机电一体化教学设备分两个层面：对老型号的改造与开发新型号。老型号为2轴操纵系统，按配的电机品种不一致分为步进EM300,直流有刷伺服EM-350,无刷伺服EM-400,改进后的型号为在原有型号后加A1,意思是随着操纵技术的进展与教学易学性的要求，对原型号使用的技术进行了笫一次升级，分别变为：EM-300A1,EM-35OA1,EM-400A1新型号EM-800经典机电一体化教学设备，EM-900先进机电一体化教学设备，都为3轴操纵系统。而且EM800上可实现步进，直流伺服，交流伺服的互换，马上老型号三合一，同时操纵轴数增多，可进行实际零件加工。二、什么样的机电一体化教学设备才是机电一体化有关专业最理想的教学设备？多年来，元茂兴招聘了各高校毕业的机电一体化有关专业毕业的的大学本科及硕士毕业生已超过150人以上；通过办运动操纵培训班，已为各企业培训高级技术人才IOoo多名。通过对这些人才的培训与培养发现，对基本概念，原理与方法的培训非常重要,众多大学没有机会让学生深刻懂得与掌握这些基本概念，原理与方法，有的大学现有的教学设备由于数量有限、设备封闭专用性（不开放）、有的只是一个功能性或者结构性的教学，很难进行延伸性与综合性的训练培训，只停留在演示与观摩（花架子），不能让学生全面系统的掌握机电一体化有关专业基本概念，原理与方法。这样的学生走向社会很难很快进入工作状态。根据各高校机电一体化有关专业的教科书，其共同之处是机电一体化系统构成相似，即由机械本体，人机界面（操控平台），操纵部分,驱动部分,传动部分,机械执行器,检测与反馈，安全保护部分，干扰与噪声处理部分，通讯部分构成。因此,对每一部分的基本概念，原理与方法的培训及整个系统的分析，操纵软件编制，各类电机操纵模式与各类操纵电机特点特性的实际训练，系统的PID调整，加速度前馈与速度前馈的应用，系统误差分析与补偿，系统故障诊断与分析，各类运动的实现与特点，针对数控机床、机器人、三坐标测量机，切割与焊接，PCB钻孔，半导体划片，电脑绣花机等不一致应用来开展模拟实际训练非常重要。机械本体：不一致用途的设备，其机械本体的结构不一致，复杂程度不一致。人机界面：人机界面是实现人与机器进行沟通的操控平台。操纵器要紧操纵三个方面的内容:运动操纵（电机轴的操纵）,P1C操纵（I/O操纵），测量操纵（A/D采集及操纵,视觉反馈及操纵）.驱动部分：分电机驱动，液压驱动，气动。最为典型的操纵电机驱动有步进电机，无刷伺服电机（交流伺服），直流有刷伺服电机。传动：象丝杠，同步齿形带，减速机，连轴器等，都属于传动部分。机械执行器：精密定位平台，转台，电动缸等都属于机械执行器。检测与反馈：象常用的光电编码器，光栅尺，旋转变压器等。安全保护：任何设备，安全保护非常重要，像安全报警，安全操纵等。干扰与噪声处理部分：设备的干扰与噪声消除是实际工程项目中比较烦恼的情况。通讯部分:无线通讯，Ethnet,SB2.0,RS-232,CANOPen等三、系统构成及配置EM-300A1步进电机驱动的机电一体化教学设备EM-350A1直流有刷伺服驱动的机电一体化教学设备EM-400A1交流无刷伺服驱动的机电一体化教学设备系统构成：XT精密定位平台电机及驱动器运动操纵器操作面板电控机箱软件及操作手册，实验指导书系统配置执行机构反馈元件驱动部分指标机箱配置平台配置EM-300A1步进电机驱动的机电一体化教学设备EM-350A1直流伺服驱动的机电一体化教学设备EM-400A1交流伺服驱动的机电一体化教学设备B本Mycom纳米步进电机系统美国G1ENTEK直流伺服：最大速度4000rmin美国G1entek无刷伺服：小惯量200M0.64Nm.3000rmin无1000ctsrev增量式码盘2500cts/rcv增量式码盘电源12-30V,可到每圈20万步细分美国G1entek驱动SMB9508,速度/位置/转矩多种操纵腼及组25KHzPWM带宽美国G1entek驱动SMB9807,速度/位置/转矩多种操纵方式及组合，25KHzPWM带宽集成开关电源、两轴运动操纵器美国Parker9000(经济型可选Parker1505卡)，驱动部分及转接板、面板配有手轮，按钮及指示灯、RS232,Ethenet,1SB,CANOPen通讯端口中美合资北京贝赛德生产的平台X/Y两轴,电机内藏滚珠丝杠微型滚动导轨定位精度<20重复定位精度GoU可选直线光栅尺反馈行程：200X200MM台面:250X320MU可选笔架新系统9000关键元部件介绍：1 .多轴运动操纵器Parker9000：9000是ACR9000的简称,是一款功能强大的独立式系统级别的多轴操纵器，是一台运动操纵计算机，是全球销量最大设计最优秀的开放式通用多轴运动操纵器之一.在原教学设备上，选用9000替换原操纵器PMAC,要紧可改进下列不足：(1)可靠性：教学实验的特殊性是不断的更换不一致的使用者，要紧部件的可靠性特别重要；老系统PMAC(2)易学性：9000对初学者来说很易(半个小时)上手与深入，PMAC则需花2周的时间都不一定能上手；(3)功能方面：弥补了往常PMAC不能进行普遍流行的P1C梯形图编程教学：(4)通讯方面：往常只能RS-232通讯，而9000能够网口，USB,RS-232同时通讯，同时还有现场工业总线CANOPen通讯口，可与其他厂家P1C接口，为教学提供了柔性与方便。2 .高品质的驱动器与电机，经典的精密定位平台：高品质的部件，让学生能真实体验这类产品的特性与熟悉最新行业技术，为他们未来从事设计建立一个样板，就像一台好的钢琴给初学者的作用一样。我们需要培养时代的精英，而不是落伍者。A机械本体，工件夹具。X-Y-Z精密定位平台，高速主轴。AX、Y、Z轴使用步进电机或者直流有刷伺服电机或者交流（直流无刷）伺服电机（这是出厂前已安装的）驱动，三种电机通过过度法兰盘与轴套与X、Y、Z精密定位平台连接安装。步进电机驱动器使用细分驱动器，直流有刷伺服电机或者交流（直流无刷）伺服电机驱动使用同一开放式驱动，可通过RS-232与计算机通讯来设置不一致电机与电机配置，可选通讯协议开放（EM-801）,并进行各类调整，可单独进行伺服培训。这样可省掉3个驱动器，同时也增加了功能，并降低成本。操纵器使用独立式可编程开放式多轴运动操纵器，包含4轴运动操纵,4点输出，20点输入光隔离I/O,通过CANOPen,能够对P1C点数扩展。A标配通讯口：无线通讯Ethnet,SB2.0,RS-232,CANopen。A操作面板，用于操控系统与进行P1C的编程训练。A软件，操作手册，实验指导书A附件箱：包含工具，3套步进电机及安装附件，3套直流有刷伺服电机及安装附件。A可选附件：用于展示的滚珠丝杠副，导轨，轴承，联轴器，同步齿形带，编码器，光栅尺，手持盒。A可增选功能附件：设备底座，电脑台，虎钳，第4轴旋转台，第4轴驱动及电缆。说明项参数英制公制特征参数长X宽xi30.70"×31.49"×36.60"780×800×930mm重量375Ibs170kg发货外形尺寸39.37"X40.94"X40.94"1000X1040X1040mm发货重量420Ibs205kg最大钻孔直径0.984"25mm端面优削能力0.630"16mm平面恍削能力1.969"50mm铳削高度9.06"230mm说明项参数英制公制平台尺寸21.65"X6.30"550X160mmX轴行程11"279.40mmY轴行程5.25,133.35mmZ轴行程10"254mm最大承载33Ibs15kgT槽尺寸7/16"12mmT槽数.33主轴位置精度0.0004"0.01mm外径2.76"70mm主轴安装刀具端R-8R-8速度100-5000RPM100-5000RPM马达功率1.33HP1000W进给轴滚珠丝杠(XAxis)0.78"(dia)X25.39"(1)20mm(dia)x645mm(1)滚珠丝杠(YAxis)0.55"(dia)x13.23"(1)14mm(dia)x336mm(1)滚珠丝杠(ZAxis)0.78"(dia)x18.82"(1)20mm(dia)x478mm(1)濠珠丝杠螺距0.157"4mm滚珠丝杠精度C1ass5C1ass5以上参数与配置如有变化不另行通知四、EM系列机电一体化教学设备实验内容:各类机电操纵系统认知实验，熟悉系统构成、功能及操纵原理。运动本体设计及运动实验，以精密定位平台为例进行运动机构加减速特性实验，系统力学模型建立实验。运动本体机构实验，熟悉精密定位平台的丝杠、导轨、螺母副、联轴器等机械构件，对运动及定位精度进行分析计算。 机电操纵元部件教学，学习步进电机，伺服电机的特性与选择。 机电系统反馈测量传感器，执行元件安装保护及选型联接实验。 体验步进电机，直流有刷伺服与无刷伺服的区别。 掌握使用不一致伺服环（位置环，电流环，速度环）进行调试设备与进行加工的区别。 系统分析，数学模型建立并对系统进行P1D调整实验。 P1C编程，运动程序编制，编译G代码，G代码编程，数控软件编程实验。 进行2D与3D（EM-800）插补编程训练 进行数控钱削加工实验（EM-800） 开展CAD,CAM实验 进行精密雕刻中英文字体实验（EM-800） 上位机软件编程实验。 数据采集分析实验。 整体机电操纵系统及系统评估实验。EM-900先进机电一体化教学设备系统构成J大理石平台，防震底座，工件夹具。以X、Y轴使用气浮导轨与轴承，电机为无刷直线伺服电机，使用纳米级分辨率的光栅尺作为反馈，使用先进的无刷伺服线性放大器作为驱动，充分体验直线电机及有关直驱技术给系统带来的高精度，高平稳性。EM-900图片dX轴上是一个旋转轴即。轴，电机使用无框无刷伺服电机，使用带霍尔的高分辨率的码盘反馈，驱动器使用高带宽特性的PWM驱动器驱动，充分体验直驱电机及有关直驱技术给系统带来的高精度，高平稳性。dZ轴与主轴，使用一体化结