數(shù)控半閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)-免費(fèi)閱讀
【正文】 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我參考了一些圖紙，在參考的基礎(chǔ)上，理解并分析其優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，對(duì)自己其中不合理的部分進(jìn)行了充分改進(jìn)。數(shù)控XY工作臺(tái)的基本操作功能有：輸入加工程序，自動(dòng)加工，刀位控制，工作臺(tái)位置控制，手動(dòng)操作，緊急停機(jī)等。（5）、工作臺(tái)超程顯示與處理。包括監(jiān)視鍵盤(pán)操作，顯示加工程序、機(jī)床工作狀態(tài)、操作命令等信息。插補(bǔ)程序。因此，需要對(duì)霍爾元件輸出的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、濾波和放大，： 信號(hào)轉(zhuǎn)換、濾波、放大電路 采樣電壓經(jīng)過(guò)Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字的電流信號(hào)。兩邊要留軸頸上軸承，： 中間軸四．?dāng)?shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路時(shí)主要考慮以下功能：（1） 接收鍵盤(pán)數(shù)據(jù)，控制LED顯示（2） 接受操作面板的開(kāi)關(guān)與按鈕信息；（3） 接受車床限位開(kāi)關(guān)信號(hào)；（4） 接受電動(dòng)卡盤(pán)夾緊信號(hào)與電動(dòng)刀架刀位信號(hào)；（5） 控制X，Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；（6） 控制主軸的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)與停止；（7） 控制多速電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)主軸有級(jí)變速；（8） 控制交流變頻器，實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速；（9） 控制切削液泵啟動(dòng)/停止；（10） 控制電動(dòng)卡盤(pán)的夾緊與松開(kāi)；（11） 控制電動(dòng)刀架的自動(dòng)選刀；（12） 與PC機(jī)的串行通信。本次設(shè)計(jì)我采用的是燕尾槽導(dǎo)軌。它們具有摩擦性能良好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。為此，在設(shè)計(jì)床身截面時(shí)，綜合考慮以上因素，在滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類似矩形的床身截面形式，同時(shí)，為了提高床身的抗扭剛度和床身的剛度／重量比，在大截面內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)較小的類似圓形截面。當(dāng)機(jī)床以最快進(jìn)給速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為：（8）計(jì)算橫向進(jìn)給系統(tǒng)所需的折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩 計(jì)算空載啟動(dòng)力矩 計(jì)算快進(jìn)力矩 計(jì)算工進(jìn)力矩 所以CN40010直流伺服電機(jī)符合要求。 已知滾珠絲杠的彈性模量，滾珠絲杠的底徑。（5）磨損小，使用壽命長(zhǎng)。四、滾珠絲杠螺母副是直線運(yùn)動(dòng)與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能相互轉(zhuǎn)換的新型傳動(dòng)裝置，在絲杠和螺母上都有半圓弧形的螺旋槽，當(dāng)他們套裝在一起時(shí)便形成了滾珠的螺旋滾道。在此課題中采用了以面對(duì)面配對(duì)組合的40176。絲杠中常用的滾動(dòng)軸承有以下兩種：滾針—推力圓柱滾子組合軸承和接觸角為40176。在此轉(zhuǎn)速下，主軸具有最大扭矩和功率，道具的切削速度為 取機(jī)床的機(jī)械效率,則有 走刀方向的切削分力和垂直走刀方向的切削分力為 導(dǎo)軌受到垂向切削分力，縱向切削分力，移動(dòng)部件的全部質(zhì)量（包括機(jī)床夾具和工件的質(zhì)量）m=(所受重力W=300N)，查表得鑲條緊固力，取導(dǎo)軌動(dòng)摩擦系數(shù)，則 計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力和計(jì)算最大軸向負(fù)載力 計(jì)算最小軸向負(fù)載力 取直流伺服電動(dòng)機(jī)的步距角，滾珠絲杠的基本導(dǎo)程，進(jìn)給傳動(dòng)鏈的脈沖當(dāng)量，則有 按最小慣量條件，查得應(yīng)該采用2級(jí)傳動(dòng)，傳動(dòng)比可以分別取、。圖中伺服電機(jī)的控制電壓由單片機(jī)輸出后送入0832進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的模擬量經(jīng)放大和電平轉(zhuǎn)換送入PWM功放電路，產(chǎn)生的PWM波驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；采用測(cè)速發(fā)電機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)放大后送入0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角位移由光電編碼器直接送入8751的端口，進(jìn)行位置反饋。雖然其內(nèi)部有機(jī)械換向裝置，存在電刷磨損問(wèn)題，運(yùn)行時(shí)電機(jī)的換向器也會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行火花，限制了直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸出功率的提高，所以需要較多維護(hù)；但是由于直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)特性，并且易于控制，因而在20世紀(jì)90年代以前，一直是閉環(huán)系統(tǒng)中執(zhí)行元件的主流。作為數(shù)控裝置和機(jī)床的聯(lián)系環(huán)節(jié)它是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，研究和開(kāi)發(fā)高性能伺服系統(tǒng)是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)需求的產(chǎn)品日益逐漸復(fù)雜精密，精度要求也越來(lái)越高、更新?lián)Q代的周期也變的越來(lái)越短，從而促進(jìn)類暗袋制造業(yè)的發(fā)展，尤其是宇航、軍工、造船、汽車和模具加工等行業(yè)，其中普通機(jī)床進(jìn)行加工（精度低、效率低、勞動(dòng)度大）已無(wú)法滿足大生產(chǎn)量要求，于是一種新型的用數(shù)字程序控制的機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，這種機(jī)床運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量和機(jī)械設(shè)計(jì)等新技術(shù)的機(jī)械一體化典型產(chǎn)品即數(shù)控機(jī)床。如圖 ： 半閉環(huán)控制系統(tǒng)示意圖這里采用半閉環(huán)系統(tǒng)。 傳感器的精度與價(jià)格密切相關(guān)，應(yīng)滿足要求的前提下，盡量選用精度低的傳感器，以降低成本。 伺服系統(tǒng)的控制方式有模擬控制和數(shù)字控制，每種方式又有多種不同的控制算法。 （3）估算允許的滾珠絲杠的最小螺紋底徑滾珠絲杠螺母的安裝方式擬采用一端固定、一端游動(dòng)支承方式，滾珠絲杠螺母副的兩個(gè)固定支承之間的距離為 L=行程+安全
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