【正文】 量是 mm/脈沖，所以螺紋編碼器每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)應(yīng)不少于 24 mm /（ mm/脈沖） =1200 脈沖。 基于上述要求，本例選擇螺紋編碼器的型號為： ZLF1200Z05V015CT。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭 箱的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉(zhuǎn)的輸出軸，如果找不到同步軸，可將編碼器通過一對傳動比為 1： 1 的同步齒 5 形帶與主軸聯(lián)接起來。 （ 3）拆除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠絲杠的螺母座與螺母座托架。 改造后的橫向、縱向進給系統(tǒng)分別見 圖紙 。 切削力的計算 切削力的分析和計算詳見相關(guān)教材。 查 參考文獻 1表 31，得： FCC ＝ 1120， FCx ＝ ， FCy ＝ ， FCn ＝ 0。 滾珠絲杠螺母副的計算和選型（縱向） （ 1）工作載荷 mF 的計算 已知移動部件總重量 G=1300 N；車削力 cF =1023 N， pF =358N， fF =。 取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000 h，代入 0L = 60 n T / 610 ，得絲杠壽 命系數(shù) 0L = （單位為： 610 r）。 2 = 6 圈，精度等級取 4 級，額定動載荷為 15960 N，滿足要求。固定端采取一對推力角接觸球軸承，面對面組配。 6 =174。 3）將以上算出的 1? 和 2? 代入 21 ??? ??總 ,求得絲杠總變形量（對應(yīng)跨度 1497 mm） 總? == m。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用 要求。 根據(jù)改造經(jīng)驗， C6140 車床 Z 向步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩通常在 1525 N178。該電動機的詳細技術(shù)參數(shù)見表 45。α / 360 =1200（ r/min）。 從圖 64查得，當脈沖頻率為 10000 Hz時，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩約為 N178。同步帶傳遞的負載功率應(yīng)該小于 W，今取 P = kW，從表 318 中取工作情況系數(shù) AK = ，則求得帶的設(shè)計功率 dP = AK =179。當 1n 達最高轉(zhuǎn)速 1200r/min 時，同步帶的速度為 9 v= 100060 11?nd? =（ m/s），沒有超過 XL 型帶的極限速度 35 m/s。 （ 8） 計算實際中心距 a 實際中心距 mmLLaa OPP 8 3 1 120 ????。 算得 0P = ?？v向移動部件總重量 G = 1300 N；同步帶減速箱大帶輪寬度 28 mm，節(jié)徑 mm，孔徑 30 mm，輪轂外徑 42 mm，寬度 14 mm；小帶輪寬度 28 mm，節(jié)徑 ，孔徑 19mm，輪轂外徑 29 mm，寬度 12 mm；傳動比 i =。 則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為： 2221 )( cmkgiJJJJJJ swzzmeq ??????? （ 2）計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩 eqT 分快速空載起動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。 其中： ???360maxvnm ? （ 3） 式中 maxv —— Z向空載最快移動速度，任務(wù)書指定為 6000 mm/min； α —— Z向步進電動機步距角，為 ； δ —— Z向脈沖當量，本例δ = mm/脈沖。 則由式（ 4），得： )( )13000( mNTf ???? ???? ? 12 最后由式（ 1），求得快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的 負載轉(zhuǎn)矩為： a x1 ??? faeq TTT N178。本例中在對滾珠絲杠進行計算的時候，已知進給方向的最大工作載荷 fT = N，則有： mNjPFT htt ???? ??? 0 0 0 8 22 ??? 再計算承受最大工作負載（ cF =）情況下，移動部件運動時折算 到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩： )1 3 0 0 9 4( )( ??? ?????? ???? i PGFT hcf（ N178。因此，根據(jù) eqT來選擇步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。 ）≈ 1333(Hz)。 2）最快空載移動時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定 Z 向最快空載移動速度 maxv =6000mm/min，求出電動機對應(yīng)的運行頻率 maxf =6000/（ 60179。 m，滿足要求。則可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率為： HzJJff meqqL 1087/1 ??? 上式說明，要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于 1087Hz。 （ 1）快速空載起動 電動機從靜止到加速至 mn =1200 r/min，由（ 5）式可知，同步帶傳遞的負載轉(zhuǎn)矩 1eqT =178。 m，任務(wù)書給定最快工進速度 fvmax = 800mm/min，對應(yīng)電動機轉(zhuǎn)速 fnmax =（ fvmax / z? ）179。 5. 繪制進給傳動機構(gòu)的裝配圖 在完成滾珠絲杠螺母副、減速箱和步進電動機的計算、選型后，就可以著手繪制進給傳動機構(gòu)的裝配圖了。例如，應(yīng)保證絲杠兩端支承 與螺母座同軸，保證絲杠與機床導(dǎo)軌平行，考慮螺母座、支承座在安裝面上的聯(lián)接與定位，同步帶減速箱的安裝與定位，同步帶的張緊力調(diào)節(jié)，步進電動機的聯(lián)接與定位等。 15 （ 6）注意繪制裝配圖時的一些基本要求。 CPU 選用 ATMEL 公司的 8位單片機 AT89S52；由于 AT89S52 本身資源有限，所以擴展了一片 EPROM 芯片 W27C512 用作程序存儲器，存放系統(tǒng)底層程序；擴展了一片 SRAM 芯片 6264 用作數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；鍵盤與 LED 顯示采用 8279 來管理；輸入 /輸出口的擴展選用了并行接口8255 芯片，一些進 /出的信號均做了隔離放大；模擬電壓的輸出借助于 DAC0832；與 PC 機的串行通信 經(jīng)過 MAX233 芯片。 本例中 X 向步進電動機的型號為 110BYG5802， Z 向步進電動 機的型號為130BYG5501，生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團公司。它與控制系統(tǒng)的連接如圖 5所示?？刂葡到y(tǒng)的監(jiān)控管理程序流程如圖 6所示。例如，要顯示 “X ” ，程序如下： 21 MOV 6BH， 02H ； “X” 的一半 MOV 6CH， 03H ； “X” 的另一半 MOV 6DH， 0AH ； MOV 6EH， 0CH ； 1 MOV 6FH， 0DH ； 2 MOV 70H， 0EH ； 3 MOV 71H， 19H ； 4. MOV 72H， 10H ； 5 MOV 73H， 11H ； 6 CALL DIR ；向 8279 的顯示 RAM 寫數(shù) ... ... 顯示緩沖區(qū)（ CPU 內(nèi)部 RAM）： （ 6BH）（ 6CH）（ 6DH）（ 6EH）（ 6FH）（ 70H）（ 71H）（ 72H）（ 73H） | | | | | | | | | 顯示字符： X 1 2 3 4. 5 6 | | | | | | | | | 字符編碼： 02H 03H 0AH 0CH 0DH 0EH 19H 10H 11H 8279 管理鍵盤子程序 如書后圖 67所示，當矩陣鍵盤有鍵按下時， 8279 即向 CPU 的 INT1 申請中斷， CPU 隨即執(zhí)行中斷服務(wù)程序，從 8279 的 FIFO 中讀取鍵值，程序如下： CLR EX1 ；關(guān) CPU 的 INT1 中斷 MOV DPTR， 5FFFH ；指向 8279 控制口地址 MOV A， 01000000B ；準備讀 8279 FIFO 的命令 MOVX DPTR， A ；寫入 8279 控制口 MOV DPTR， 5FFEH ；指向 8279 數(shù)據(jù)口地址 22 MOVX A， DPTR ；讀出鍵值 CJNE A， KEY0,NEXT0；依次進行判別 JMP _KEY0 ；對應(yīng)鍵進行處理 NEXT0: CJNE A， KEY1， NEXT1 JMP _KEY1 NEXT1: CJNE A， KEY2， NEXT2 JMP _KEY2 NEXT2: ? ... D/A 電路輸出模擬電壓程序 如書后圖 67所示，當 CPU執(zhí)行寫指令時，只要選中 7FFFH這個地址， DAC0832與 741 組成的 D/A轉(zhuǎn)換電路即可輸出直流電壓。 主軸、卡盤與冷卻泵的控制程序 車床主軸的控制，就是控制主電動機的正 /反 /停以及自動變速；電動卡盤需要控制其夾緊與松開；冷卻泵需要控制它的啟 /停。 圖 7 車床數(shù)控系統(tǒng)主機板電原理圖 圖 8 車床數(shù)控系統(tǒng)鍵盤與 LED 顯示電原理圖 24 機電一體化課設(shè)的感受與收獲 兩星期的機電課設(shè)很快結(jié)束了，在這短暫的兩周實訓(xùn)時間里，經(jīng)過老師、同學(xué)的指導(dǎo)，我獲益非淺， 這次實訓(xùn)給予我們的時間是三個星期，只有一個實訓(xùn)項目，所以有足夠 的時間多出來整理整理好好寫報告。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦 適于常規(guī)編程器。 其各口功能可由 軟件 選擇，使用靈活，通用性強。這個 DA 芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。第一，認識了團隊合作的力量，要完成 一個項目不是一個人的事情，當中我們有過分歧但最終達成共識，不管結(jié)果怎樣，至少我們曾經(jīng)在一起努力過，體驗其中的過程才是真正的收獲。通過這次課程設(shè)計使我明確了自己原來知識還比較欠缺。在此次設(shè)計過程中遇到了不少問題，也走了不少彎路，通過此次設(shè)計實踐讓我學(xué)會虛心求教，細心體察，大膽實踐。優(yōu)良的學(xué)業(yè)是辛勤汗水的結(jié)晶，成就只有通過刻苦的學(xué)習(xí)和拼搏才能獲得。 當然，在設(shè)計實踐過程中，我們也收獲了快樂、與同學(xué)的快樂、與老師的快樂。老師悉心的教導(dǎo)使我得以一窺煉金術(shù)領(lǐng)域的深奧，不時的討論并指點我正確的方向，使我在這些年中獲益匪淺。我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老 師 ——