[发明专利]运动机构设计系统及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种运动机构设计系统及方法。

背景技术

如图1所示的运动机构，包括工作台10、工件20、丝杠30、螺母40及马达50，其中马达50通过连轴器(图中未示出)与丝杠30相连，其工作原理如下述：马达50驱动丝杠30带动螺母40来回移动，螺母40平移带动工作台10在水平方向作直线运动，将工件20送到加工位置进行加工(如切削)。在设计过程中，设计人员需根据用户要求的设计规格，包括工作台10的重量、工件20的重量、工作台10的最大行程、最大速度、定位精度、丝杠30的预计使用寿命、马达50的最大转速等，计算得到满足设计规格的丝杠30的参数(主要包括丝杠的导程、长度、轴径和精度等级)，根据计算结果查找资料、选用合适型号的丝杠30，再根据所选择的丝杠30的关键参数计算满足设计规格要求的马达50的参数，最后对所选用的丝杠30和马达50进行校核。

上述设计过程涉及大量复杂的计算，资料的查找同样繁琐，成为制约设计效率的瓶颈。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种运动机构设计系统，可根据用户要求的设计规格自动计算满足设计规格所需的丝杠及马达的参数，根据计算结果在数据库中查找相应型号的丝杠及马达，简化设计过程，提高设计效率。

此外，还有必要提供一种运动机构设计方法，可根据用户要求的设计规格自动计算满足设计规格所需的丝杠及马达的参数，根据计算结果在数据库中查找相应型号的丝杠及马达，简化设计过程，提高设计效率。

该运动机构设计系统包括数据库及计算机。所述计算机包括：获取模块，用于获取用户输入的运动机构设计规格、工作台的运动方式和丝杠的安装方式；计算模块，用于根据所述的设计规格、工作台的运动方式和丝杠的安装方式应用相应的计算公式计算所需丝杠及马达的设计参数；查找模块，用于根据计算结果在数据库中查找符合要求的丝杠及马达，并选择相应的丝杠及马达；及校核模块，用于对选择的丝杠及马达的可靠度进行校核。

该运动机构设计方法包括以下步骤：(A)获取用户输入的运动机构设计规格；(B)获取工作台的运动方式和丝杠的安装方式；(C)根据工作台的设计规格、运动方式和丝杠的安装方式应用相应的计算公式计算所需丝杠的设计参数；(D)根据计算结果在数据库中查找符合要求的丝杠并从中选择一种型号的丝杠；(E)根据选择的丝杠计算所需马达的设计参数；(F)根据所述马达的设计参数的计算结果在数据库中查找符合要求的马达并从中选择一种型号的马达；及(G)校核所选丝杠和马达是否满足运动机构可靠度要求。

本发明所提供的运动机构设计系统及方法能够根据用户输入的设计规格自动计算满足设计规格所需的丝杠及马达的参数，根据计算结果在数据库中查找相应型号的丝杠及马达，并对所选用的丝杠和马达进行可靠度校核，简化了运动机构的设计过程，提高了设计效率。

附图说明

图1是一个水平运动机构的示意图。

图2是本发明运动机构设计系统较佳实施例的系统架构图。

图3是本发明运动机构设计方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

为便于理解，对文中应用到的部分计算公式作简要说明：

丝杠长度：L＝工作台最大行程+螺母的长度+轴端预留量。

丝杠导程：P≥VmaxI+Nmax,]]>其中，V_max-工作台最大速度；N_max-马达最高转速；I-传动比，从输出端(马达)至输入端(丝杠)的传动比。

丝杠理论容许轴向载荷：F_k＝f_nk*d₂⁴/L_k²*10⁴，其中f_nk-支撑系数；L_k-轴承与螺母间的距离；d₂-丝杠轴径。