【正文】 軌副的計算與選型 根據(jù)給定的工作荷載 Fz 和估算的 xW 和 yW 計算導軌的靜安全系數(shù) /SLf C P? 0 （ 32） 式中， C0為導軌的基本靜額定荷載 KN； 工作載荷 ( )ZP F W?? （ 33） 1 . 0 ~ 3 . 0 (SLf ? 一 般 運 行 情 況 ） ~ (SLf ? 運 動 時 受 沖 擊 、 振 動 ） 根據(jù)計算結果查有關資料初選導軌： 因系統(tǒng)受到中等沖擊，所以取 ?； ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 13 SL xyC f P?0 （ 34） 0 .5 ( )x y Z x yP F W?? （ 35） xP = (F )xW? =(2020+936)=1468N yP =1368N 0XC = SL xfP=4? 1468=5872N 0YC =5472N 根據(jù)計算額定靜荷載初選導軌： 選擇 HJGA 系列滾動直線導軌，其型號為： HJGDA45A，如圖 32 所示： 圖 32 滾動直線導軌副 其參數(shù)如表 、表 ： 表 滾動直線導軌副的參數(shù) 額定載荷 /N 靜態(tài)力矩 /N*M 滑塊 導軌 導軌長度 動載荷 C 靜載荷C0 AT BT CT gK /gKm L(mm) 5500 8770 3 700 表 滾動直線導軌副的參數(shù) 滑座個數(shù) 單向行程長度 每分鐘往復次數(shù) M SL n 2 4 導軌的額定動載荷 17500aCN? ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 14 滾珠絲杠螺母副的選型和校核 滾珠絲杠螺母副類型選擇 選用外循環(huán)，墊片式預緊方式的滾珠絲杠螺母副。設刀齒上受到切削力的合力為 F，將 F 沿銑刀軸線、徑向和切向進行分解，則分別為軸向銑削力 ，徑向銑削力 和切向銑削力 。 圖 32 XY 工作臺 考慮到 X、 Y 兩個方向的加工范圍接近，承受的工作載荷相差不大，為了減少設計工作量， X、 Y 兩個坐標的導軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置伺服電動機 工作臺 ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） 11 擬采用相同的型號與規(guī)格， 主要設計參數(shù)及其依據(jù) X、 Y 方向的脈沖當量為 ； X、 Y 方向的定位精度均為 ? mm； 加工范圍為 ㎜； 工作荷載 2020N； 工作壽命 15000h； 時間常數(shù) T=30ms； 快速進給速度 m ax 20 00 / m inV mm? 工作載荷分析及計算 銑削力的分析與計算 銑削運動的特征是主運動為銑刀繞自身軸線高速回轉，進給運動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進給（鍵槽銑刀可沿軸線進給）。它可做成獨立的標準部件，其特點有 1） 剛度高，承載能力大，便于拆裝，可 直接裝在任意行程長度的運動部件上； 2） 具有自調整能力，安裝基面許用誤差大； 3） 制造精度高； 4） 可高速運行； 5） 高精度保持性好； 6） 可預加負載，提高剛度。 2）定位精度高，重復定位精度可達 。此外，油液有吸振作用，抗振性好?；瑒訉к壏譃槠胀ɑ瑒訉к壓退芰匣瑒訉к?。 （ 6） 可適應惡劣的工業(yè)應用環(huán) 境。 （ 2） 操作方便。 設計要求： ； ， CPU的計算速度要求不高； ； 診斷功能； 、體積小、 性價比高。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與 PLC 相應的 I/O 端相連接，即可投入運行。 單片機在大容量高性能化、小容量低價格化、外圍電路的內裝化方面還待發(fā)展。 單片機主要的應用領域如下： （ 1） 在測控系統(tǒng)中的應用。 單片機控制系統(tǒng) 單片機的特點： （ 1） 高集成度、高可靠性。 計算機控制系統(tǒng) 計算機控制系統(tǒng)的應用類型有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)、分級控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。因為步進電機的輸出轉角與控制器提供的脈沖數(shù)有著正比關系，電機轉速與控制器提供的脈沖頻率成正比。開環(huán)控制意味著不需要關于（轉子）位置方面的反饋信息。 步進電機的優(yōu)點： 1．電機旋轉的角度正比于脈沖數(shù)； 2．電機停轉的時候具有最大的轉矩（當繞組激磁時）； 3．由于每步的精度在 3%5%，而且不會將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置精度和運動的重復性； 4．優(yōu)秀的起停和反轉響應； 5．由于沒有電刷，可靠性較高，因此電機的壽命僅僅取決于軸承的壽命； 6．電機的響應僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開環(huán)控制，這使得電機的結構可以比較簡單，而且控制成本較低； 7．僅僅將負載直接連接到電機的轉軸上，也可以極低速的同步旋轉。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。在目前國內的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應用十分廣泛。主要用在進給驅動系統(tǒng)中。 直流伺服電機特性原則上與一般直流電機相同，但有很大的改進和變化，已不能簡單的用電壓、電流、轉矩等參數(shù)來描述，需用數(shù)據(jù)表和特性曲線來描述，使用時要查閱這些表和特性曲線。它利用齒形帶的齒形與帶輪的輪齒依次嚙合傳遞運動和動力，因而兼有帶傳動、齒輪傳動及鏈傳動的優(yōu)點，且無相對滑動，平均傳動比較準確，傳動精度高，而且齒形帶的強度高、厚度小、重量輕，故可用于該設計的傳動。 蝸桿傳動的缺點：摩擦損失較大，效率低，工作時發(fā)熱量大。 鏈傳動的應用場合：用在轉速不高，兩軸中心距較大，要求平均傳動比準確的場合。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產品 ；沒有規(guī)模就不會有價值低廉而富有競爭力的產品；當然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難有出頭之日。首先從社會安全看，因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的壓力，保障社會的穩(wěn)定；其次從國防安全看，西方發(fā)達國家把高精尖數(shù)控產品都列為國家的戰(zhàn)略物質，對我國實現(xiàn)禁運和限制， “東芝事件 ”和 “考克斯報告 ”都是最好的例證；（ 2）發(fā)展策略。 在我國對外開放進一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術及裝備，提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力尤為重要。 數(shù)控機床及由數(shù)控機床組成的柔性 化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機械加工裝備產業(yè)、構建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎，它的發(fā)展一直備受人們關注。其中伺服電動機做執(zhí)行元件用來驅動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導軌上運動， 完成工作臺在 X、 Y 方向的直線移動。 數(shù)控精密工作臺采用滾珠直線導軌副為導向支承，滾珠絲杠副為運動執(zhí)行元件的結構，具有精度高、效率高、壽命長 、磨損小、節(jié)能低耗、磨擦系數(shù)小、結構緊湊、通用性強等特點。 裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水品和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新型高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術和最基本的裝備，又是當今先進制造技術和裝備最 核心的技術。數(shù)控工作臺正是在這種背景下誕生和發(fā)展起來的，它極其有效地滿足了上述要求，為小批量、精密復雜的零件生產提供了自動化加 工手段。然而，隨著市場競爭的日趨激烈，產品更新?lián)Q代周期縮短，小批量產品的生產所占的比重越來越大，約占總加工量的 80％以上。 從工業(yè)化革命以來，人們實現(xiàn)機械加工自動化的主要手段有： ； 機床； 。 關鍵詞： XY 數(shù)控工作臺，可編程序控制技術，機械傳動部件，控制系統(tǒng) ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） II Abstract This design is the design with a simple and economical CNC of xy tables. Xy tables CNC machinery system design is an openloop control system. Its simple structure, convenient and can ensure the precision of certain, reduced cost, is the most simple of microputer control technology of application. It fully utilize the PLC to realize the control of machine tools, expanding the scope of machining accuracy and reliability, and further improved. Design task is plete on nc machine tools and working principle of the design, fully embodies the CNC machinery and electrical equipment parts. XY tables include overall scheme design of CNC design, selection of stepping motor driving device, the design, the design of ball screw nut pair, the selection and design of electric controlling part. The design of the economical nc workbench precision request is not high, the open loop system. Mechanical transmission through adopting stepmotor synchronous belt transmission, connect to slow level on the ball screw, thus the driver. Keywords: XY tables, PLC, transmission machinery parts and control system ……本科畢業(yè)設計說明書（論文） III 目 錄 摘 要 ..........................................I Abstract ......................................... II 1 緒 論 .......................................... 1 XY數(shù)控工作臺研究背景 ................................ 1 XY數(shù)控工作臺研究意義 ............................ 1 XY數(shù)控工作臺的 現(xiàn)狀與發(fā)展 ............................. 2 2 XY 數(shù)控工作臺總體方案確定 ............................... 4 傳動系統(tǒng)方案的確定 ................................... 4 控制電機的確定 ...................................... 5 控制系統(tǒng)方案的確定 ................................... 7 其他零部件的選擇 ..................................... 8 3 XY 數(shù)控工作臺機械系統(tǒng)設計 ......................... 10 XY數(shù)控工作臺的整體結構設計 ............................... 10 主要設計參數(shù)及其依據(jù) ................................. 11 工作載荷分析及計算 ..................... 錯誤 !未定義書簽。 本文設計的 XY 數(shù)控工作臺充分地利用了可編程序控制技術來實現(xiàn)對機床的控制，在擴大了其加工范圍的同時，精度和可靠性也得到了進一步的提高。一般來說， XY 數(shù)控工作臺的機電系統(tǒng)設計都是通過開環(huán)控制系統(tǒng)實現(xiàn)的，所以其結構簡單，實現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度，降低了設計制造過程中的成本，因此可以說 XY 數(shù)控工作臺是微機控制技術中最常見的應用。本設計的經(jīng)濟型數(shù)控工作臺采用開環(huán)系統(tǒng)，機械傳動部分采用步進電機通過同步帶一級減速傳動，減速器輸出軸連接到滾珠絲杠上，絲杠上的絲杠螺母副帶動工作臺實現(xiàn) XY 方向進給。 隨著科學技術的不斷進步和社會生產的不斷發(fā)展，人們對機械產品的質量和生產率提出了越來越高的要求，而機械加工過程的自動化是實現(xiàn)上述要求的有效途徑。 因此，上述方法僅適用于批量較大的零件生產。另一方面，電子技術和計算機技術的飛速發(fā)展則為 NC 機床的發(fā)展提供了堅實