数控绘图仪的结构设计与精度分析VIP专享VIP免费

，数控绘图仪的结构设计与精度分析张元坤【撮耍】拳文在叙述数控绘图仪的组成和技术性能的基础上，按其精度要求对机械结构特点及工作原理作了详细设计的论述，并根据其结构进行j精度分析和绘图误差估计。[Abstract]Thispaperpresentsadetailedaccountofthemechanicalcharac—teris~iesandoperationprinciplesofadigitaltracingtableintermsofdesign，colla—position，technicalperformance。ACCU．I~Cyartab~sisandestimationofdrawingerrorshavealsobeencnrriedOut．1概连数控绘图仪是数字测图仪主要组成部分之一，也是数字测图仪主要的数字图形输出设备，它把计算机算得的数据以图解的形式表示出来，用来随机绘图，也可用作单独的数控绘图。它是用软件控制，由各种不同的程序所组成一个绘图系统来决定的。数控绘图仪的种类和型号虽然很多，均采用直角坐标系统(包括控制系统、传动机构、绘图台、导轨和横梁滑架、笔架等组成)，由计算机控制的绘图仪将点、直线和曲线等绘制成平面图形，用于测绘的绘图仪，要绘制精确的图形，必须靠机械精度来保证，因而绘图仪的机械结构，刚度，强度、耐磨性以及功能的完整性等都直接影响到绘图仪的技术性能和绘图质量。绘图仪结构虽简单，但对它主要的机械精度要求很高，绘图台是绘图仪的基础部件，对抗弯、抗扭和刚度都有一定的要求，对传动部件不仅应注意其强度，还应考虑有良好的耐磨性和精度，x、y导轨是仪器的绘图基准，因此导轨的机械精度在整机精度中占有重要地位。我们在分析各种数控绘图仪结构利弊的基础上，研制出了数字测图仪中的绘图仪，经检测其精度完全符合要求。2结构殛其工作原理(I)绘图仪中导轨的直线度误差特别是y导轨的直线度最差是影响仪器精度的关键，园其导轨较长，对y导轨的直线度误有较高的要求，采用圆柱形导轨是为了便于加工和在装调中可任意选用其圆柱面的任一条母线为主导向面，使直线度符合要求。(2)为减少导轨的自重变形，和有滑架的负载后所产生的挠曲变形，而影响滑架移动的直线度，故在结构上在导轨下面有一韦板，将导轨的两端支承采用多点支承，缩小跨度，减小变形，提高刚度，提高导轨在垂直面内直线度精度。(3)x、y导轨在XZ、YZ垂直面内的直线度误差，会影响绘图面上x、y方向的精度，为减少误差，降低导轨与绘图面之间的高度，是一有效措施。(4)在滑架上的两组轴承，每组三个，各有分工，在垂直面内轴承起承重作用，水平面内轴承起导向作用，尚有一个轴承采用弹性结构，以消除水平面内导向轴承的径33■7维普资讯http://www.cqvip.com向间隙和导轨的锥度误差。(5)由于绘图笔架的重力P没有作用在X导轨中心截面上，因此会gf起笔架的扭转，所以在x导轨上有一个与P方向相反的力P(见图1)使图lPIZ】=P2Z2，(1)以抵消扭转的影响。此外在x导轨的右端设有2个轴承与y副导轨接触，笔架在作X移动时，使x导轨的右端平稳。(6)滑架移动采用钢崭}传动，使结构简单，装调容易，它不受传动距离。长短的限制。如横梁滑架在作y向单向拖动时，由于Y主导轨上的导向滑架较短，在横粱滑架作往返移动中，会使滑架的尾端产生颤动和滞后现象．现采用钢带双向拖动，使携梁滑架的两端在作y向往返移动中同步性好，移动平稳无颤动现象。保证了所绘图形的正确性。(7)X、y运动是采用直流伺服电机驱动，由计算机控制，测速发电机作速度反馈，用光栅作位置检测，成闭环控制系统，其结构原理见图2所示，其中光栅为25线／毫米，经四倍频后，最小读数可达O．01毫米。从而确保了数控绘图仪的定位精度和重复精度图2(8)伺服电机通过蜗杆、蜗轮及其传动轮，带动钢带传动，使滑架移动平稳。(9)绘图台框架采用整体铸件，面框井用3o毫米厚的铝合金板料组合而成，有足够的强度和剐度，绘图面板采用l0毫米的浮法玻璃制成，井在其中央设置了一个支撑点，以防止绘图面的弯曲变形。玻璃下有日光灯作照明。l精度分析绘图仪上的x、Y导轨是仪器x、Y轴的基准，因此笔架在x、y导轨上移动，在x、Y平面上的投影应该是几何直线，但因导轨加工关系产生不直度误差，其误差有可能圆弧34弯曲，也可能成S形弯曲，而成圆弧弯曲较常见，它所引起的误差也较大，为讨论问题简单起...