數(shù)控x-y工作臺設(shè)計-文庫吧在線文庫
【正文】 機(jī)作為伺服電動機(jī)后，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。 繪制總體方案圖總體方案圖如圖所示。 滾珠絲杠螺母副的計算與選型 最大工作載荷Fm的計算 如前所述，在立銑時，工作臺受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行）Fx=1607N,受到橫向載荷（與絲杠軸線垂直）Fy=366N，受到垂直方向的載荷（與工作臺面垂直）Fz=556N.已知移動部件總重量G=500N，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計算，取顛覆力矩影響系數(shù)K=，滾動導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)=。橫向： 縱向： (2) 絲杠的長度還應(yīng)滿足剛度的要求，根據(jù)剛度要求確定絲杠的直徑d橫向： 縱向： 即滿足(3) 因此，滾珠絲杠直徑可以都選為d=25mm 傳動效率η的計算 將公稱直徑d0=20mm,導(dǎo)程Ph=5mm,代入λ=arctan[Ph/(d0)]，得絲杠螺旋升角λ=4176。絲杠預(yù)緊時，取軸向預(yù)緊力/3=609N。 支承方式及軸承的選擇經(jīng)過查閱相關(guān)資料，并結(jié)合本設(shè)計具體情況選擇“單推－單推”支承方式通過查相關(guān)手冊，軸承選擇如下： 軸承參數(shù)軸承名稱軸承型號公稱直徑結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)記額定動載荷數(shù)量推力球軸承5120317mmd=17mm,T=12mm,D=35mm滾動軸承51203GB/T 301—199517KN4深溝球軸承620317mmd=17mm,B=12mm,D=40mm滾動軸承6203GB/T 276—944 由上表可看出，軸承的額定動載荷CaC，所以所選軸承在給定的工作條件下的預(yù)期的壽命內(nèi)安全。從表查得該型號的電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量Jm= kg則由式（614）求得：由式（410）知，移動部件運(yùn)動時，折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為： (616)式中——導(dǎo)軌的摩擦因素，——垂直方向的銑削力，空載時取0——傳動鏈效率，最后由式（613）求得快速空載起動時電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： =+= (617) 2) 最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩包括三部分：一部分是折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩；一部分是移動部件運(yùn)動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，相對于和很小，可以忽略不計。2）最快空載移動時電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定工作臺最快空載移動速度=1500mm/min，求出其對應(yīng)運(yùn)行頻率。本設(shè)計所選步進(jìn)電動機(jī)采用半閉環(huán)控制，可在電動機(jī)的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。本設(shè)計CPU選用ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89S52，由于AT89S52本身資源有限，所以擴(kuò)展了一片EPROM芯片W27C512用做程序存儲器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展了一片SRAM芯片6264用做數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；由于數(shù)控工作臺還需要加入銑刀運(yùn)動控制和程序輸入等指令，所以除設(shè)置了X﹑Y方向的控制指令鍵，操作開停鍵，急停鍵和復(fù)位鍵等外還采用8279來管理擴(kuò)展多種按鍵。由于步進(jìn)電動的轉(zhuǎn)速正比于控制脈沖的頻率，所以對步進(jìn)電動機(jī)脈沖頻率的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上就是對步進(jìn)電動機(jī)的速度的調(diào)節(jié)。雖然本設(shè)計采用了半閉環(huán)控制，加入了增量式編碼器作為反饋信號，但是在編程過程中仍需設(shè)計升降頻的部分，以使步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、精確。通過這次的課程設(shè)計，我對學(xué)習(xí)了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計方案的擬定有了一定的認(rèn)識，對傳動元件和導(dǎo)向元件如滾珠絲杠螺母副等的工作原理，設(shè)計計算方案的工作原理，設(shè)計計算的選用原則，電動機(jī)的工作原則，選擇控制驅(qū)動方式都有了一定的認(rèn)識。 控制系統(tǒng)原理框圖設(shè)計中X、Y向步進(jìn)電動機(jī)均為90BYG2602型，生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團(tuán)公司。本設(shè)計沒有從硬件上布置，由于單片機(jī)功能強(qiáng)大，采用軟件延時。與PC機(jī)的串行通信經(jīng)過MAX233，可以采用PC機(jī)將編好的程序送入本系統(tǒng)。此次設(shè)計選用的編碼器型號為：ZLKA12005VO10H 盤狀空心型，孔徑10mm，與電動機(jī)尾部出軸相匹
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