【正文】 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.附錄1 自制數(shù)控工作平臺(tái)設(shè)計(jì)題目及參數(shù)試設(shè)計(jì)符合任務(wù)要求的數(shù)控開(kāi)環(huán)加工設(shè)計(jì)，并在自制數(shù)控車平臺(tái)上加工零件。6） 退出GX developer軟件，結(jié)束調(diào)試PLC程序?qū)懭?PLC在STOP模式下，執(zhí)行[在線]菜單→[PLC寫入]，出現(xiàn)[PLC寫入]對(duì)話框，選擇[參數(shù)+程序]，再按[執(zhí)行]按鈕，完成后將程序?qū)懭隤LC(如下圖39)圖35（a）PLC仿真調(diào)試在監(jiān)視模式下，將X000和X011強(qiáng)制ON，再將X000強(qiáng)制OFF圖35（b）調(diào)試運(yùn)行狀況如下：圖35（c）圖35（d） 在組態(tài)時(shí)要保證與實(shí)驗(yàn)室的元件型號(hào)相一致,否則程序不能下載到PLC上。若已經(jīng)到達(dá)，就不要再進(jìn)行計(jì)算，并發(fā)出停機(jī)或轉(zhuǎn)換新程序的信號(hào)。（2）進(jìn)給。若Fi≥0,為逼近圓弧，下一步向x軸向進(jìn)給一步，并算出新的偏差； Fi0，為逼近圓弧，下一步向+y軸向進(jìn)給一步，并算出新的偏差.如此一步步計(jì)算和一步步進(jìn)給，在到達(dá)終點(diǎn)后停止運(yùn)算，就可插補(bǔ)出如圖所示第一象限逆圓弧AB。電路接線如圖33所示，該驅(qū)動(dòng)裝置由PLC系統(tǒng)（包括：機(jī)價(jià)、電源、CPU、輸入模塊、輸出模塊等）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器電源（小步進(jìn)電機(jī)為2相電機(jī)，需要電源；大步進(jìn)電機(jī)為3相電機(jī)，自帶電源）、步進(jìn)電機(jī)等組成。0. 0l mm。圖26 傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖由前面計(jì)算得到的傳動(dòng)比確定減速箱的傳動(dòng)級(jí)數(shù)，一般在≥3，且總轉(zhuǎn)動(dòng)量與電機(jī)軸上的主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比≥5時(shí)，考慮采用兩級(jí)傳動(dòng)減速箱，即,采用等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量最小原則,傳動(dòng)比應(yīng)該“前小后大”，也就是的布置方式，最后確定各齒輪模數(shù)、齒數(shù)、厚度及電機(jī)軸和絲杠的連接，并使用AutoCAD軟件繪制傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)裝配三視圖，標(biāo)注尺寸和公差.第三章 機(jī)電伺服系統(tǒng)微控制器電器線路及程序設(shè)計(jì)圖31為開(kāi)環(huán)機(jī)電伺服系統(tǒng)微控制器信號(hào)流動(dòng)原理框圖。2. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式(109a)進(jìn)行試算，即(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算值試選載荷系數(shù) Kt=由前面計(jì)算可知小齒輪上的轉(zhuǎn)矩T1==由表107選取齒寬系數(shù)Φd=由表106查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189。/176。 N根據(jù)上述公式可以得出減速器傳動(dòng)比的大小。執(zhí)行元件選用功率步進(jìn)電機(jī)，但步進(jìn)電機(jī)的功率需要通過(guò)計(jì)算后選定電機(jī)的型號(hào)（其網(wǎng)址是：：//）；傳動(dòng)方案選擇帶有降速齒輪箱的絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，但在已知絲杠導(dǎo)程和步進(jìn)電機(jī)步距角的情況下，必須計(jì)算降速齒輪箱傳動(dòng)比、查詢絲杠的型號(hào)，以滿足脈沖當(dāng)量的要求；執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用拖板導(dǎo)軌；控制系統(tǒng)中微控制器采用單片機(jī)、PLC、微機(jī)插卡、微機(jī)并行口、串行口和下位機(jī)通訊控制等方式均可，步進(jìn)電機(jī)控制方式采用帶有硬件環(huán)行分配器的驅(qū)動(dòng)器，在共地的情況下，給該驅(qū)動(dòng)器提供一路進(jìn)給脈沖、另一路高（低）電平方向控制電位即可。前者可獲得較大的傳動(dòng)比和較高的傳動(dòng)效率，所能傳遞的力也較大，但高精度的齒輪齒條制造困難，且為消除傳動(dòng)間隙而結(jié)構(gòu)復(fù)雜，后者因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易而廣泛使用。當(dāng)伺服系統(tǒng)的負(fù)載不大、精度要求不高時(shí)，可采用開(kāi)環(huán)控制。 課程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練任務(wù)書及要求 課程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練任務(wù)書及其格式見(jiàn)附錄，其主要內(nèi)容有：設(shè)計(jì)訓(xùn)練題：分別給出課程設(shè)計(jì)和綜合訓(xùn)練的題目，如課程設(shè)計(jì)的題目為“步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)控直線插補(bǔ)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)”，綜合訓(xùn)練的題目為“連接自制電路和機(jī)床進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)第一象限直線插補(bǔ)加工”。課程設(shè)計(jì)題目:步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)控直線 插補(bǔ)程序設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練題目:連接電路和機(jī)床進(jìn)給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)加工摘要：PLC具有通用性強(qiáng)，使用方便，適應(yīng)性廣，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。)：900104 空啟動(dòng)時(shí)間Δt (ms)：70 主切削力Fz(N)：1300 吃刀抗力Fy(N)：1000 走刀抗力Fx(N)：600 X向拖板質(zhì)量(N)：100 Z向拖板質(zhì)量(N)：3 00 設(shè)計(jì)要求： 選擇電機(jī)型號(hào)、制作接口電路、編制程序，使其能進(jìn)行兩方向伺服驅(qū)動(dòng)加工出所需要的零件設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作量（兩周）：（1）根據(jù)給定任務(wù)參數(shù)選擇傳動(dòng)比、步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，設(shè)計(jì)并繪制伺服傳動(dòng)系統(tǒng)AutoCAD傳動(dòng)圖一張；（2）繪圖工具繪制微控制器接線圖一張；（3）編制插補(bǔ)程序。所以，本指導(dǎo)書涉及了單片機(jī)原理及接口技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣控制與PLC、數(shù)控機(jī)床與編程技術(shù)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)等多門機(jī)電課程知識(shí)，從機(jī)電系統(tǒng)及其電氣原理圖的設(shè)計(jì)與繪制，到動(dòng)手制作控制電路及調(diào)試，對(duì)這些課程的諸多知識(shí)點(diǎn)在機(jī)電系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述。第二章機(jī)電伺服傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及圖形繪制 步進(jìn)電機(jī)的選擇和齒輪傳動(dòng)比的計(jì)算系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)非常重要，是對(duì)一部機(jī)器的總體布局和全局的安排。開(kāi)環(huán)系統(tǒng)中可采用步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等作為執(zhí)行元件，其中步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用最為廣泛，一般情況下優(yōu)先選用步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)其負(fù)載能力不夠時(shí)，再考慮選用電液脈沖馬達(dá)等。常用的微控制器有單片機(jī)、PLC、微機(jī)插卡、微機(jī)并行口、串行口和下位機(jī)等，其中單片機(jī)由于在體積、成本、可靠性和控制指令功能等許多方面的優(yōu)越性，在伺服系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。2. 步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和PLC間的連接（圖 26）圖23 PLC，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連接因?yàn)樵谶@次設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，我們要保證插補(bǔ)的動(dòng)作，所以畫筆是兩個(gè)方向的運(yùn)行，即X軸,Y軸，所以我們選擇的脈沖信號(hào)分別有X,Y軸兩個(gè)，選用的是Y0，Y1，其中Y0是Y軸脈沖，Y1是X軸脈沖。(～)} = max (,) =Tz =max{。由網(wǎng)上查得參數(shù)見(jiàn)下圖和表：表21 電機(jī)主要參數(shù)型號(hào)相數(shù)步距角(DEG.)相電流(A)靜轉(zhuǎn)矩()轉(zhuǎn)動(dòng)慣量())重量外形尺寸110BYG260B06022/4176。= =II軸輸出轉(zhuǎn)矩 T II239。Z 軸方向：同上選擇角接觸球軸承7204C型軸承 鍵的選擇（1）X軸方向: 1）高速軸：連軸器處：半圓鍵GB/T10991979, bhL=2）低速軸：齒輪連接處：圓頭平鍵A型GB109679, bhL=8728（2）Z軸方向：1）高速軸：連軸器處：半圓鍵GB/T10991979, bhL=2）低速軸：齒輪連接處：圓頭平鍵A型GB109679, bhL=8728 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)X方向：d1≤160mm，所以小齒輪做成實(shí)心的。此類系統(tǒng)的位移精度較低，其定位精度一般可達(dá)177。20世紀(jì)70年代初我國(guó)也曾仿造過(guò)這種開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，但是歐美等國(guó)卻很少采用開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)。令瞬時(shí)加工點(diǎn)為i（xi,yi）,它與圓心的距離為Ri。綜上所述，逐點(diǎn)比較的逆圓弧插補(bǔ)過(guò)程為每走一步要進(jìn)行以下四個(gè)步驟，即判別、進(jìn)給、運(yùn)算、比較。當(dāng)開(kāi)始加工時(shí)，我們是以人工方式將刀具移到加工起點(diǎn)，既所謂的“對(duì)刀”，這一點(diǎn)當(dāng)然沒(méi)有偏差，所以開(kāi)始加工點(diǎn)的Fi,i=0。3） 調(diào)試完后，修改順序控制。但是，在大家互幫互助的情況下，我們都一一克服了，最終完成了設(shè)計(jì)。）1000800900 700主切削力Fz（N）100012001300 1500吃刀抗力Fy（N）8009001000　1200走刀抗力Fx（N）500400600 800X方向工作臺(tái)滑板及組件重量(N)200150100　 100Z方向工作臺(tái)滑板及組件重量(N)600400300　 300表3 控制實(shí)現(xiàn)的軌跡方案項(xiàng)目名稱 方 案 編 號(hào)123456789101112編程控制的軌跡L1L2L3L4NR1NR2