【正文】 的支持下 ,按照所輸入的加工程序數(shù)據(jù) , 經(jīng)過(guò)計(jì)算處理 , 發(fā)出一系列的組合脈沖 ,經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)功放 ,驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ,拖動(dòng)機(jī)械負(fù)載分別控制縱、橫兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、位移長(zhǎng)度 ,實(shí)現(xiàn)車床的微機(jī)控制。 我們選用的 GSK928TEⅡ型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng) ,采用 ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼編程 ,能自動(dòng)完成車削端面、內(nèi)外圓柱面、倒角、任意錐面、球面、圓弧逼近的任意曲面以及公英制的螺紋加工 ,并配有完備的 S、 M、 T 功能。在主軸加脈沖發(fā)生器，是為了保證車螺紋時(shí)嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，在主抽上安裝GD7072 光電脈沖發(fā)生器，通過(guò)主軸 — 脈沖發(fā)生器 — 數(shù)控系統(tǒng) — 步進(jìn)電機(jī)的信息交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架縱向進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程的車螺紋運(yùn)動(dòng)。在光柵盤(pán)上刻有明暗條紋，有單條和 1024 個(gè)條兩組。普通車床的進(jìn)給傳動(dòng)多半為齒輪傳動(dòng)，隨著進(jìn)給變換級(jí)數(shù)的增多，齒輪對(duì)數(shù)和操縱機(jī)構(gòu)顯著增加。 用滾珠絲杠副代替普通絲杠副是因?yàn)闈L珠絲杠副具有傳動(dòng)精度高、效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)以及可以預(yù)緊以消除間隙并提高系統(tǒng)剛度，反向定位精度高等特點(diǎn)。 導(dǎo)軌副設(shè)計(jì) 在導(dǎo)軌上粘接軟帶。軟帶耐磨損，且嵌入性能好，與其配合的金屬導(dǎo)軌面不會(huì)拉傷。 其原理圖與螺旋升降轉(zhuǎn)位刀架相似， 如圖 24 10 螺旋升降轉(zhuǎn)位刀架原理圖 1— 電機(jī) 2— 安全離合器 3— 蝸輪蝸桿副 4— 內(nèi)裝信號(hào)盤(pán) 5— 刀架 6— 螺母 7— 端齒盤(pán) 圖 25 螺旋升降轉(zhuǎn)位刀架圖 圖 26 LD4－ ck0620 四方刀架外形及結(jié)構(gòu)圖 11 圖 27 LD4－ ck0620 四方刀架參數(shù)表圖 LD4 型系列立式電動(dòng)刀架采用渦輪蝸桿傳動(dòng)，上下齒盤(pán)嚙合，螺桿夾緊的工作原理。 綜上所述， CA6132 普通車床數(shù)控化改造后的總圖如下圖 28： 圖 28 CA6132 車床數(shù)控化改造方案圖 1— 機(jī)床本體 2— Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 3— 數(shù)控箱 4— X向步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 5— 電機(jī)轉(zhuǎn)位刀架 6— 主軸脈沖編碼器 7— Z 向滾珠絲杠 8— X 向滾珠絲杠 12 設(shè)計(jì)要求 將 CA6140 車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。這里取工進(jìn)速度為 V 溜＝60mm/min；快進(jìn)速度取為 V 溜＝ 2m/min；步進(jìn)電機(jī)的步距角 。假設(shè)采用的切削用量范圍： v＝ ／ s； ap＝ 5mm； f＝，則其主切削力 (可根據(jù)切削原理近似公式計(jì)算 )Fz＝ 3000N(垂直向 )，取Fx＝ Fz＝ 1800N(縱向 )， Fy＝ Fz＝ 1500N(橫向 )(根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)在一般車外因時(shí)只， Fx＝ (～ ) Fz， F、＝ (～ ) Fz。 (2)摩擦阻力。設(shè)減速比為 i，則 i＝ ? ；df1＝ mZ1=30(mm)， df2＝ mZ2＝ (mm)， de1＝ df1 十 26＝ 33(mm)， de2＝ df2十 2h＝ (mm)。由于絲杠承受袖向載荷，又由于采取了一定的預(yù)緊措施，故滾珠絲杠會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力矩。以最不利于啟動(dòng)的快進(jìn)速度計(jì)算時(shí)，設(shè)啟動(dòng)加速 (或制動(dòng)減速時(shí)間為 t? ＝ (一般在 ～ 1s之間選取 )，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速 ? m＝ 2? nm/60＝ 2? ／ 60＝ [1／ s]，取加速曲線為等加 (減 )速梯形曲線，故角加速度為 ? m＝ ? m/ t? ＝ ／ ＝ (1/s2) 則 T 慣＝ [J]m? m＝ 103 ＝ (Nm) (7) 步進(jìn)電機(jī)輸出軸上總負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 T∑＝ [J]m 十 T 慣＝ +=(Nm) 步進(jìn)電機(jī)的匹配選擇 上述計(jì)算均未考慮機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)效審，當(dāng)選擇機(jī)械傳動(dòng)總效率 ? ＝ 時(shí)： 15 T1∑＝ T∑／ ? =／ =(Nm) 在車削時(shí)，由于材料的 不均勻等因素約影響，會(huì)引起負(fù)載轉(zhuǎn)短突然增大，為避免汁算上的誤差以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大引起步進(jìn)電機(jī)丟步，從而引起加工誤差，可以適當(dāng)考慮安全系數(shù)。／ step，為保證帶負(fù)載能正常加速起動(dòng)和定位停止，電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tq 必須滿足 Tq＞ T2∑ 由文獻(xiàn) 【 1】 表 3— 7 可知， Tq／ Tjmax＝ 0． 87，則 Tq＝ 0． 87 7． 84＝ 6． 82(Nm)，故選用合適。根據(jù)文獻(xiàn) 【 1】 公式 (2— 1) Q＝ 3L fH fw Pmax＞ C0。根據(jù)文獻(xiàn) 【 1】 公式 (2— 2) Pk＝ fk? 2EI/(Kl)2 Pmax 式中 fk＝ 2(雙推一簡(jiǎn)支 )， E＝ 108(Pa)， I＝ ? /32d14＝ ? /32 =(cm)4 (d1＝35mm) 取 K＝ 4， l＝ ls＝ 120cm 則 Pk＝ 2 108 ／ (4 1202)= 106 Pmax 16 (3)剛度的驗(yàn)算。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊，通常采用雙螺母預(yù)緊方式，其結(jié)構(gòu)型式有三種。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、剛性好，但調(diào)整費(fèi)時(shí)，且不能在工作中隨意調(diào)整。但調(diào)整位移量不易精確控制。在兩個(gè)螺母的凸緣上分別有齒數(shù)為 Z Z2的齒輪，而且 Z Z2 與相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合。如兩齒輪沿同方向各轉(zhuǎn)過(guò) n 個(gè)齒時(shí)，其兩螺母間相對(duì)軸向位移量 （ Z2 為另一齒輪齒數(shù)）或 ? ?1221hsZ Zn Z Z P? ?。用螺栓將 55018 絲母托與 55016 滾珠絲杠付緊固在一起，滾珠絲杠裝入 55011 滑鞍中。 20 開(kāi)始安裝，將 10040 按原位裝在床身上，裝好錐銷，用螺釘緊固， 10016 滾珠絲杠穿過(guò)溜板箱裝入 10040 支架組件中，絲杠上裝 10028 隔套， 10027 端蓋加G511；用螺釘緊固在 10040 支架上。檢測(cè)檢棒與床身導(dǎo)軌平行上、側(cè)母線均為 ／ 200。 步進(jìn)電機(jī)的工作方式 步進(jìn)電機(jī)的工作方式和一般電機(jī)的不同，是采用脈沖控制方式工作的。所謂單 m 拍是指每拍只有一相通電，循環(huán)拍數(shù)為 m；雙 m 拍是指每拍同時(shí)有兩相通電，循環(huán)拍 數(shù)為 m；三 m 拍是每拍有三相通電，循環(huán)拍數(shù)為 m 拍； 2 m 拍是各拍既有單相通電，也有兩相或三相通電。步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)也對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能有很大影響。 ②精度 步進(jìn)電機(jī)的精確可用步距誤差或積累誤差衡量。 在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）引起的慣性矩之和。車床的輔助運(yùn)動(dòng)是車床上除切削運(yùn)動(dòng)以外的其它一切必需的運(yùn)動(dòng)。主軸正反轉(zhuǎn)由主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)或采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)。必須有過(guò)載、短路、欠壓、失壓保護(hù)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變?yōu)榭v向、橫向兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)支撐件、聯(lián)接件，兩絲杠支撐與溜板聯(lián)接件，電動(dòng)刀架聯(lián)接件、電氣柜、防護(hù)等主要部件與制作，各主要部件裝配、聯(lián)接與調(diào)整。見(jiàn)附件 5— 車床改造電氣原理圖。冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 由中間繼電器 KM3 控制，與主軸電動(dòng)機(jī) Ml 控制電路構(gòu)成順序控制，熱繼電器 FR2 作過(guò)載保護(hù)。行程開(kāi)關(guān) SA（ NPN 型）控制縱向進(jìn)給系統(tǒng)超過(guò)規(guī)定位置時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，得到安全保護(hù)（此時(shí)需用手動(dòng)進(jìn)給，讓步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制縱向進(jìn)給系統(tǒng)向左運(yùn)動(dòng)）。數(shù)控裝置、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電路由控制變壓器 TC2 輸出 220V，作為它們的電源。 （ 2）冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 的控制 當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī) M1 重起動(dòng)后，即 KM1 或 KM2 動(dòng)合觸點(diǎn)（ 5 區(qū)）閉合，數(shù)控裝置系統(tǒng)發(fā)出指令，冷卻泵電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。它們分別由 FU4 和 FU3 作短路保護(hù)。不足之出在于： 分不是很全面，比如主軸箱就沒(méi)進(jìn)行改造； 開(kāi)環(huán)步進(jìn)控制系統(tǒng)，功率步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件，無(wú)檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu) 。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意 ， 謝謝你們 !