【正文】 載荷產生的轉矩 Mts= 預緊載荷 Fs0=1/3Fa= 預緊螺母內的摩擦系數 KP 取 計算可得 Mts= 15 (三 ) 慣性加速轉矩 ?。?、工作臺與負載的慣量： Ja=M Ja為工作臺與負載的慣量； M為工作臺與負載的總質量（ Kg），初取 6Kg ⅱ）、滾珠絲桿慣量： JB= JB為滾珠絲桿的慣量； 為滾珠絲桿的密度， ； LBD為滾珠絲桿總長， 500mm； Db為滾珠絲桿外徑， 。 四、 直線導軌的選定 a) 導軌的選擇 根據設計要求，需要承受的載荷不大（ 49N），定位精度高，因此在該設計中選用直線滾動導軌。 18 光柵尺位移傳感器 檢測與數據處理 在一個莫爾條紋寬度內，按照一定間隔放置 4個光電器件就能實現電子細分與判向功能。 10% 波動 (pp) 10%以下 功耗 投光器： 以下、受光器： 以下 控制輸出 負載電源電壓 DC30V、負載電流 100mA 以下 (殘留電壓 1V以下 ) NPN 集電極開路輸出 入光時 ON/遮光時 ON 開關切換式 揀選指示輸入 采用有接點或無接點輸入的集電極開路 指示燈亮燈輸入電壓： 0～ 2V 熄燈輸入電壓：開路 (漏電流 以下 ) 保護回路 電源反接保護、輸出短路保護、相互干涉防止功能 (頻率切換開關方式 ) 響應時間 動作、復位：各 10ms 以下 五、 PLC 控制系統(tǒng)的設計 (I) 控制系統(tǒng)的設計方案 利用 PLC的高速脈沖輸出功能輸出脈沖信號 ,經過專用的步進電機驅動器去控制步進電機。步進電機的控制以開環(huán)控制居多。 20 I/O 接口規(guī)格 ? 接線圖 ? PLC 控制的安裝接線圖 21 ? 梯形圖 ? 指令程序 (II) PLC 控制系統(tǒng)的接地方法 1. 由于 PLC機柜和操作臺、配電柜等用電設備的金屬外殼及控制設備正常不帶電的金屬部分，由于各種原因（如腐蝕、絕緣破損等）而有可能帶危險電壓，所以應該進行保護接地，低于 36V 供電的設備，無特殊要求可不做接地保護。 75% + 179。 （ 3）有必要的電氣保護和聯鎖。步進電機細分數 )/脈沖當量 最大脈沖數量 = (移動距離179。 然后通控制器的比較和判斷后發(fā)出指令控制滑臺的位移及移動速度和方向。光柵尺位移傳感器經常應用于數控機床的 閉環(huán)伺服系統(tǒng) 中，可用作直線位移或者角位移的 檢測。 (八 ) 進給方向控制 進給方向控制即步進電機的轉向控制 .可通過改變步進電機各繞組的通電順序來其轉向，如三相步進電機通電順序為： AABBBCCCAA ?時電機正轉；當繞組按 AACCCBBBAA ?順序通電時電機反轉。 m[T]=25N178。剛性聯軸器用在兩軸能嚴格對中，并在工作時不發(fā)生相對位移的地方；彈性聯軸器用在兩軸有偏斜或工作中有相對位移的地方；液力聯軸器是用液體動能來傳遞功率，用在需要保護原動機不遭過載損壞而又可空載起動的地方。 5179。 F為切削阻力，為 0。本設計采用拉伸預緊的方式。通常，滾珠絲桿在出廠時，就已由制造廠調好預加載荷。本設計采用的是雙螺母墊片預緊的方式。 滾珠絲桿副的消除間隙和預加載荷 滾珠絲桿可以消除反向間隙。滾動摩擦磨損極微，因此具有較高的使用壽命和精度保持性。尤其是近年來，滾珠絲杠副作為數控機床直線驅動執(zhí)行單元，在機床行業(yè)得到廣泛運用，極大的推動了機床行業(yè)的數控化發(fā)展。滾珠絲桿副的傳動效率高達 85%～ 98%,是普通滑動絲桿副的 2～ 4倍。 運動設計 數控機床半閉環(huán)進給系統(tǒng)如下 6 在圖 a 中，伺服電動機 2經齒輪副 3（或同步齒形帶副），滾珠絲桿 4拖動工作臺 5。光柵尺傳感器系統(tǒng)主要應用于直線移動導軌機構或精密位移量的測量，可實現移動量的高精確顯示和自動控制，已廣泛應用 于機床加工和儀器的精密測量。論文介紹了步進電機的工作原理和控制原則 , 以及步進電機的驅動器工作方式。 —采用田字格結構，徹底減輕滑鞍的重量。因此，行程不太長的直線運動機 構常用滾珠絲桿副。滾珠絲杠副因優(yōu)良的摩擦特性使其廣泛的運用于 各種工業(yè)設備、精密儀器、精密數控機床。 （ 4） 定位精度和 重復定位精度高 由于前述的三個特點，滾珠絲桿副發(fā)熱率低 ,溫升以及在加工過程中對絲桿采取預緊拉伸并預緊消除軸向間隙等措施 ,因此采用精 密滾珠絲桿副時可以獲得較高的定 （ 5）使用壽命長 滾珠絲桿和螺母均用合金鋼制造，螺紋滾道經熱處理（硬度 HRC58～ 62）后 7 磨至所需的精度和表面粗糙度，具有較高抗疲勞的能力。 （ 9）傳動可逆性 滾珠絲桿副沒有滑動絲桿粘滯摩擦，消除了在傳動過程中可能出現的爬行現象，滾珠絲桿副能夠實現兩種傳動方式 —— 將旋轉運動轉化為直線運動或將直線運動轉化為旋轉運動并傳遞動力。常見的消除間隙和預加載荷的方式有雙螺母式和齒差式。但是，預加載荷過大，將使壽命下降和摩擦力矩加大。分為拉伸預緊和壓縮預緊兩種。 代入數據得導程 Pho≥ 5mm，故取 PB=5（ mm） ii. 平均轉速由于我們要選擇的絲桿的運轉方式為無切削方式，由上表可知 取絲桿平均轉速 nm=1400r/min 由于我們要選擇的絲桿的運轉方式為無切削方式，由上表可知 取絲桿平均轉速nm=1400r/min 10 iii. 平均載荷 Fm 軸向載荷 Fa=Fw+F Fw為摩擦阻力， Fw=μ mg 其中 m=10kg，μ取 。加上軸承安裝長度和與聯軸器的連接長度， 取絲桿長度為 500mm 故絲桿編號為： 12 N F S G 20179。 根據被聯接兩軸的相對位置關系，聯軸器可分為剛性、彈性和液力三種。 m 據《機械設計課程設計》表 172選擇凸緣聯軸器（ GB584386） ， 所以聯軸器選擇的型號為： YL3YLD3 型 確定聯軸器的型號需滿足 Tc≤ [T] [T]為了聯軸器的額定轉矩 Tc=178。因此 ，可以根據該工序要求的進給速度，確定其 PLC 輸出的脈沖頻率： f=Vf / 60d (Hz) （ 2） 式中： Vf 為伺服機構的進給速度（ mm/min）。 爭取均勻磨損有如下措施： (1) 力求使摩擦面上壓強均勻分布，例如導軌的形狀和尺寸要盡可能使集中載荷對稱； (2) 盡量減少扭轉力矩和傾覆力矩； (3) 保證工作臺、溜板等支承件有足夠的剛度； (4) 摩擦副中全長上使用機會不均的那一件硬度應高些 b) 光柵傳感器的設計 光柵尺 位移 傳感器 （簡稱光柵尺），是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。通過對方波脈沖進行計數，可以得到光柵尺的位移和速度。傳動速比 ) 脈沖頻率上限 = (移動速度179。 （ 2） PLC 梯形圖設計，工作方式設置為自動循環(huán)、點動、單周循環(huán)和步進 四種。 25%） 179。 2. PLC 控制系統(tǒng)中的基準電位是各回路工作的參考電位，基準電位的連接線稱為系統(tǒng)地，通常是控制回路直流電源的零伏導線，系統(tǒng)接地的方式有浮地方式、直接接地方式和電容接地方式。如果用光柵尺做速度或位置反饋 ,結合 PLC的高速脈沖計數功能 ,就可實現 半 閉環(huán)控制 本系統(tǒng)由 歐姆龍 CPM1A 控制器、和 森創(chuàng) 60CB040C010000 型交流伺服電機 、和 MS0040C 型號的驅動器 、 歐姆龍區(qū)域傳感器 F3WD052A 光柵尺、西門子 TP170人機界面組成。由于小型 PLC 的高速脈沖輸出端一般較少 ,這種控制方案要購