【正文】 器的選用 本設(shè)計中所采用的電動機(jī)為反應(yīng)式三相步進(jìn)電動機(jī)，單六拍控 制，環(huán)形分配器 CH250 是專為反應(yīng)式三相步進(jìn)電動機(jī)設(shè)計的環(huán)形分配器。電源向繞組供電。 Ci 一般在 之間，如 ,Co 可用 1uF。通過誤差檢定得到機(jī)床刀具與工件相對運動的非期望分量 。 (2) 本工作臺的設(shè)計采用了蝸輪蝸桿的執(zhí)行機(jī)構(gòu) , 可以得到高速下的平穩(wěn)運行，并具有較高的定位精度且防止爬行，及進(jìn)給系統(tǒng)中的機(jī)械傳動裝置和元件具有較高的靈敏度，低摩擦阻力和動、靜摩擦系數(shù)之差以及高壽命等特點 . (3)用光柵傳感器和機(jī)械式千分表替代雙頻激光千涉儀完成了機(jī)床三個平動軸幾何誤差的測量工作，取得了滿意的測量結(jié)果。 【 3】 張毅坤，陳善久， 裘雪紅 ,單片微型計算機(jī)原理及應(yīng)用 ,西安電子科技大學(xué)出版社。 【 7】 盧秉恒，張福潤，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社。 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 42 。 【 9】 毛謙德，李振清，袖珍機(jī)械設(shè)計師手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 【 5】 李澄，吳天生聞百橋，機(jī)械制圖，高等教育出版社。 由于本人能力有限 ,時間短暫，所查閱的資料也未盡完善 ,對有些工作還需要進(jìn)一步深入研究 . 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 41 參考文獻(xiàn) 【 1】 張志良 ，單片機(jī)原理與控制技術(shù)，機(jī)械工程出版社。論文總結(jié)如 下 : (1)選擇了開環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。本文結(jié)合一雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計，對由機(jī)床制造和裝配過程產(chǎn)生的幾何誤差以及誤差辨識方法進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的分析。如圖 所示 : 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 32 ? 圖 驅(qū)動電路的設(shè)計 電源電路設(shè)計 采用 W7800 系列穩(wěn)壓器，其接線圖如下： 這種穩(wěn)壓器只有輸入端，輸出端 2和公共端 3，故也稱為 3端集成穩(wěn)壓器，使用時只需在其輸入端和輸出端與公共端之間并聯(lián)一個電容即 可。比較器的一端接給定的電壓 Uc，另一段接取樣電阻上的壓降，當(dāng)取樣電壓為 0 時，比較器輸出高電平。 越界報警電路設(shè)計 如圖 所示 ,XK0,XK1YK0,YK1 為限位行程開關(guān) .XK0,XK1 和 YK0,YK1分別安裝在 X,Y 方向裝置的機(jī)械零件和機(jī) 械極限位置 ,當(dāng)參數(shù)設(shè)置錯誤或別的系統(tǒng)故障使電動機(jī)帶動滑臺運行到機(jī)械零位或機(jī)械極限位置 ,碰到微動行程開關(guān) ,發(fā)出信號使給 INT0,INT0 立即產(chǎn)生中斷信號給 8031,立即執(zhí)行 INTO 中斷處理程序使綠色發(fā)光二極管轉(zhuǎn)滅 ,而紅色發(fā)光二極管與轉(zhuǎn)亮并驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出報警的聲音信號 ,同時使電動機(jī)停止運轉(zhuǎn) . 行程開關(guān)選用 KW4微動開關(guān) ,其工作電壓為 DC30V,工作電流為 .接觸電阻 ? ? ,絕緣電阻 ? 100K? ,其工作行程為 ~,差動行程為 ? ,壽命為直流 5210? 次 ,均可達(dá)到設(shè)計要求 . 正常情況下 ,＂１＂和＂３＂接通，電阻 ? ? ，可略去記為 0，那么 30160 . 5152 3 0 01 2 3 0VROARRRR? ? ?? ? ? ?? 當(dāng)滑動平臺運行到行程開關(guān)處時，某一行程開關(guān)的“ 1”和“ 2”接通，因為“ 2”的輸出是或門的輸入，故而需要的電壓為 5V。從經(jīng)濟(jì)上，采用 6264 比較合適。在 ALE 為高電平時， P0口輸出的地址有效，并由 ALE 的下降沿鎖存到地址鎖存器中，此時外部程序存儲器系統(tǒng)信號線PSEN 出現(xiàn)低電平，選通相應(yīng)的外部。在此系統(tǒng)中有 P P3 口作為用戶 I/O 口使用； 74LS373為 地址鎖存器，他是一片三態(tài)輸出 8D 觸發(fā)器，當(dāng) OE=1 時三態(tài)門導(dǎo)通，輸出線上為 8 位鎖存器的狀態(tài)。地址鎖存器的鎖存信號為 ALE。如圖 圖 擴(kuò)展程序存儲器接線圖 MCS51 的程序存儲器空間與數(shù)據(jù)存儲器空間是相互獨立的。 8031 最小應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計選用了 2764 擴(kuò)展其空間， 8031 的引腳分3大功能： （ 1） I/O 口線 8031 共有 P0,P1,P2,P3 共 4 個八位口。為了減少每步計算裝載值的時間，系統(tǒng)設(shè)計時就會把離散點的雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 26 速度所需的裝載值固化在系統(tǒng)的 ROM 中，系統(tǒng)在運行中用查表的方法查出所需的裝載值。按指數(shù)規(guī)律升速，加速度是逐漸下降的，接近電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化的規(guī)律。 升速的規(guī)律一般有兩種選擇：一種是按照直線規(guī)律升速，二是按指數(shù)規(guī)律升速。因此，在點 — 位控制過程中，運行速度都需要有一個加速 —— 恒速 —— 減速 —— 低恒速 —— 停止的過程。而且與設(shè)定值之間不存在誤差。 調(diào)用延時子程序 SJMP SV。 因此，步進(jìn)電動機(jī)被廣泛應(yīng)用于開環(huán)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 17 簡化，并可靠的獲得較高的位置精度。它是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 16 第四章 動力部分的設(shè)計 電動機(jī) 本設(shè)計中選擇式步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動工作臺。 確定蝸輪蝸桿主要尺寸 分度圓直徑 d mmmZdmmmqd 3 2 0804 40104221 ???? ???? 齒頂圓直徑 da 查表 3142 得： ha=3mm 所以： mmhddammhddaaa 3 2 62 4622211 ??? ??? 齒根圓直徑 df 查表 3142得： hf=4mm 所以： mmdmmdff 3123221 ?? 蝸桿螺紋長度 L ? ? mmmZL t 22 ??? 蝸輪外徑 de2 mmmdd tae 222 ?????? 蝸輪寬度 b b=1*da1 =1*48 =48mm 軸向齒距極限累積誤差 ??? ??? PPgg 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 14 軸向齒距極限偏差 ?? ?? PPxg 蝸桿齒形公差 蝸桿螺牙跳動公差 ??eyJ?? 蝸桿法向弦齒高和弦齒厚 查表 3142 得： ??xxnhS 蝸桿的傳動效率 因為本設(shè)計中采用閉式蝸桿傳動，其傳動效率的計算公式為： 321 ????? 因為是蝸桿主動，所以嚙合效率 1? 按下式計算： ? ?`1 ?? ?? ?? tg tg 該式中： ? 為蝸桿分度圓螺旋升角； `? 為當(dāng)量摩擦角，查表 5130 得：取 `` 002o?? 所以， ?? 攪油損失的效率 2? ，通常取 2? = 軸承的效率 3? ，對滾動軸承常取 3? = 所以，蝸桿的傳動效率為： ?? ???? 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 15 蝸桿蝸輪的精度等級的選擇 本設(shè)計中，兩副蝸桿蝸輪都選擇的是 7級精度。 因此在這二個方案中，本設(shè)計中的結(jié)構(gòu)設(shè)計選擇方案一。 從方案一和方案二來分析，方案一的剛性比方案二的剛性好。所測量的結(jié)果反饋與指令進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理進(jìn)行工作，使回轉(zhuǎn)工作臺定位精度更高。 回轉(zhuǎn)工作臺的導(dǎo)軌面是又大型滾柱軸承 22 支承，徑向又有圓錐滾子軸承 23 及雙列向心圓柱滾子軸承 24 保證回轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并有上述強(qiáng)力夾近機(jī)構(gòu)。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可作任意角度的回轉(zhuǎn)或者分度，又光柵 21 進(jìn)行讀數(shù)控制。當(dāng)回轉(zhuǎn)工作臺需要回轉(zhuǎn)時，控制系統(tǒng)先發(fā)指令，使油缸 15 上腔的油液流回油箱。調(diào)整完畢后，再擰緊止雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 7 動頭螺釘 9，把鎖緊瓦 10 鎖住絲桿 11，使其不能再作轉(zhuǎn)動。蝸桿是雙螺距式，即相鄰齒的厚度是不相同的。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺既沒有鼠牙盤，也沒有定位銷，它的定位精度完全是由控制系統(tǒng)來決定的。數(shù)控轉(zhuǎn)臺一般由電液脈沖馬達(dá)或功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，當(dāng)接 到控制系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)指令后，首先要把蝸輪松開，然后開動電 — 液脈沖馬達(dá)，按照指令脈沖來確定工作臺回轉(zhuǎn)的方向、回轉(zhuǎn)的速度快慢、回轉(zhuǎn)的角度大小以及回轉(zhuǎn)過程中速度的變化等參數(shù)。主軸具有 C 軸功能，采用 12 工位動力刀架，具有自動上雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 5 下料裝置和全封閉等多道防護(hù)裝置，可一次上料完成零件的正反面加工，包括車削、鏜孔、鉆孔、攻絲等多道工序。 該數(shù)控機(jī)床的工作臺不僅可以沿 X、Y、 Z 方向做 平行移動，還可以沿 A、 B 方向旋轉(zhuǎn)進(jìn)給或者分度運動，升級后的數(shù)控機(jī)床，它的新工作臺可以和原來的工作臺作為一個整體，既可以做 3坐標(biāo)的直線運動，還可以做繞 3坐標(biāo)中的兩個做旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運動或分度，因此該機(jī)床的適應(yīng)范圍很廣，不僅適合于簡單的直線，斜線，圓弧加工外還能適應(yīng)那些更復(fù)雜的曲面以及球面零件的加工。在我國，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度出發(fā)， 對數(shù)控機(jī)床的升級主要是對機(jī)床的性能和功能方面的增加。但過去因 5 軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比 3 軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程 技 術(shù)難度較大，制約了 5 軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展 . 智能化、開放式、 網(wǎng) 絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨 勢 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控 裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會的一個新亮點。高速高精加工技術(shù)可極大的提高效率， 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。這些成果為中國數(shù)控系統(tǒng)的自行開發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。例如，曾長期困擾我國、并受到西方國家封鎖的多坐標(biāo)聯(lián)動技術(shù)對我們已不再是難題， μ m當(dāng)量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿形系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)都已研制成功。從生產(chǎn)規(guī)模上看，已有像航天數(shù)控集團(tuán)、華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司、北京機(jī)床研究所等可實現(xiàn)批量生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化基地。數(shù)控機(jī)床新開發(fā)品種 300 個，已有一定的覆蓋面。進(jìn)入 90 年代以來，我國數(shù)控系統(tǒng)的各方面研究力量在集中優(yōu)勢、突破關(guān)鍵、以我為主、發(fā)展產(chǎn)業(yè)的原則基礎(chǔ)上，逐步形成了以航天數(shù)控集團(tuán)、機(jī)電集團(tuán)、華中數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控等以生產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)為主的國有企業(yè)，以及北京 — 法那科、雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 2 西門子數(shù)控 (南京 )有限公 司等合資企業(yè)的基本力量。一般認(rèn)為， 1臺 5軸聯(lián)動機(jī)床的效率可以等于 2 臺 3軸聯(lián)動機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時， 5 軸聯(lián)動加工可比 3 軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。特別是對于航天航空等部門中的加工批量不大、生產(chǎn)周期要求短、改型頻繁、形狀復(fù)雜、精度要求又很高的這類零件的加工，三坐標(biāo)聯(lián)動數(shù)控機(jī)床在這方面起了舉足輕重的作用。 xxxxxxxxxxxx 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 設(shè)計 (論文 )題目：雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺 的設(shè)計 姓 名 ： 學(xué) 號 ： 系 部 ：機(jī)電工程系 專 業(yè) ：機(jī)電一體化 年 級 : 指導(dǎo)教師 : 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 2 摘 要 在現(xiàn)有的三坐標(biāo)連動數(shù)控工作臺上再增加一個具有兩個旋轉(zhuǎn)自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，將其安裝在原有的工作臺上，通過對數(shù)控系統(tǒng)的升級改造，使之成為五坐標(biāo)軸聯(lián)動的數(shù)控工作臺。 關(guān)鍵詞：數(shù)控、工作臺、雙回轉(zhuǎn)、單片機(jī)應(yīng)用、五軸連動 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺的設(shè)計 3 Abstract Coordinate existing CNC table to add a two spin degrees of freedom of NC rotary table will be installed at the original table, through the numerical contr