課程設計----xy數(shù)控工作臺1設計(文件)
【正文】 發(fā)展歷程 ,特別是經(jīng)過 4 個 5 年計劃的攻關 ,總體來看取得的成績還是不小。其次從國防安全看 ,西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產(chǎn)品都列為國家的戰(zhàn)略物質(zhì) ,對我國實現(xiàn)禁運和限制 ,“東芝事件”和“考克斯報告”就是最好的例證。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關功能部件 數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等 的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。第二章 總體方案的確定 機械傳動部件的選擇⑴ 導軌副的選用 要設計的XY工作臺用來配套輕型的立式數(shù)控銑床的，需要承受的載荷不大，但脈沖當量小、定位精度高，因此，決定選用雙矩形滑動導軌，它具有摩擦系數(shù)小、不易爬行、傳動效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝預緊方便等優(yōu)點。⑶ 減速裝置的選用 不需要減速裝置⑷ 伺服電動機的選用 ，定位精度也未達到微米級，空載最快移動速度也只有1000mm/min。 考慮到X.、Y兩個方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設計工作量，X、Y連個坐標的導軌副、絲杠螺母副、伺服電動機，以及檢測裝置擬采用相同的型號與規(guī)格。⑶ 設計一臺完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之后，還需要擴展程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、鍵盤與顯示電路、I/O接口電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、串行接口電路等。 銑削力的計算設零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，工件的材料為碳鋼。將水平方向較大的銑削力分配給工作臺的縱向（絲杠軸線方向），則縱向銑削力,徑向銑削力。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷為：⑵ 最大動載荷FQ的計算 設工作臺在承受最大銑削力時的最快進給速度，初選絲杠導程，則此時絲杠轉(zhuǎn)速。絲杠預緊時，去軸向預緊力。⑸ 壓桿穩(wěn)定性校核 計算失穩(wěn)是的臨界載荷。滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量拖板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量初選步進電動機型號為110BYG007,為五相混合式，從表35查得該型號電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為 ⑵ 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量 1）快速空載啟動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩由公式可知，包括三部分:一部分是快速空載啟動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速度轉(zhuǎn)矩；一部分是移動部件運動使折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。則有 其中，折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負載轉(zhuǎn)矩。3）最快空載移動時電動機運行頻率校核與最快空載移動速度對應的電動機運行頻率為。實際上，在采用軟件升降頻率時，啟動頻率選得更低，通常只有100HZ.第四章 驅(qū)動電路的設計 電氣部分總體方案的設計電機經(jīng)校核滿足使用要求，所以電路部分采用單電源電路。驅(qū)動電路設計。 元器件的確定 （1）為了使電路簡單、緊湊，功率放大級的T選用復合管2G730E。本工作臺有一下幾個特點：1) 本XY數(shù)控工作臺的切削力較小，重復定位精度不高，屬于經(jīng)濟型機床設備，主要用于加工尺寸比較，精度要求不是很高的零件的加工。3) 機械傳動采用滾珠絲杠傳動，滾珠絲杠等級為C級，精度高，傳動平穩(wěn)，導軌為雙矩形直線導軌，且有相應的調(diào)隙措施。第七章 參 考 文 獻[1] 成大先. 機械設計手冊(單行本另外此經(jīng)濟型數(shù)控XY工作臺的設計還存在很多不足，還有許多需要改進的地方，比如：步進電機選用過大，雖然在結(jié)構(gòu)上對整個數(shù)控工作臺沒有太大的影響，但是把設計放在實際生產(chǎn)中，這是一個很嚴重資源浪費問題。電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，控制靈敏。(4) 確定 為提供給驅(qū)動門足夠的輸入電流(各5mA)，所以(5) 選擇D D選用2CZ56B硅整流二極管，其性能參數(shù)見下表 最高反向電壓 正向整流電流不重復正向浪涌電流正向壓降 頻率 50V 3A 15A 3KHZ 系統(tǒng)相關控制程序流程設計圓弧插補控制流程圖：第六章 總結(jié)經(jīng)濟型數(shù)控XY工作臺，大小210mm 210mm，行程100mm 80mm，主要用于小型數(shù)控銑床。目前已經(jīng)大量采用可靠性高、外形尺寸小、使用方便的集成脈沖分配器。 主控系統(tǒng)的選擇 MCS51系列單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，硬件設計簡單靈活，特別是8031單片機其構(gòu)成系統(tǒng)的成本低且不需要特殊的開發(fā)手段等優(yōu)點，在機電一體化系統(tǒng)中得到廣泛應用。4）啟動頻率的計算已知電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，電動機轉(zhuǎn)軸不帶任何負載時空載啟動頻率。從圖32查得，在此頻率下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，大于最大工作負載轉(zhuǎn)矩，滿足要求 2）最快空載移動時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核任務書給定工作臺最快空
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