【正文】 .................................................................... 16 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路 ............................................................................................... 16 基本硬件組成 ............................................................................................. 16 硬件配套及基本結(jié)構(gòu) ................................................................................. 17 3 4 接口線路 ..................................................................................................... 17 光電隔離電路 ............................................................................................. 18 功率放大器 ................................................................................................. 18 輔助電路 ..................................................................................................... 19 軟件設(shè)計 ................................................................................................................ 19 第 五 部 分 使用說明 ........................................................................................................... 24 概述 ....................................................................................................................... 24 主要技術(shù)參數(shù) ....................................................................................................... 24 主要功能 ............................................................................................................... 24 安裝調(diào)整步驟 ....................................................................................................... 24 機床使用步驟簡述 ............................................................................................... 25 維護和保養(yǎng) ............................................................................................................ 25 第六 部分 結(jié)束語 ............................................................................................................... 25 參 考 文 獻 ....................................................................................................................... 26 4 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 第一部分 緒 論 隨著微電子、計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展與應(yīng)用，精密機械技術(shù)與這些前沿學(xué)科的相互滲透，使機械系統(tǒng)向著高技術(shù)集成系統(tǒng)的方向發(fā)展。它的優(yōu)點很多 ,可以在同一機床上一次裝 夾可完成多個操作，生產(chǎn)率顯著提高等優(yōu)點，但它的價格昂貴。縱向進給機構(gòu)的改造：拆去原機床的溜板箱、光 杠與絲杠以及安裝座 ,配上滾珠絲杠及相應(yīng)的安裝裝置，縱向驅(qū)動的步進電機及減速箱安裝在車床的床尾 ,不占據(jù)絲杠空間。隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不斷提高，改行頻繁。本次畢業(yè)設(shè)計主要是對機床機械部分進行改造 ,以步進電機驅(qū)動橫向進給運動、縱向進給運動以及刀架的快速換刀 ,使傳動系統(tǒng)變得十分簡單，傳動鏈大大縮短 ,傳動件數(shù)減少 ,從而提高機床的精度。特別是相續(xù)出現(xiàn)的自動換刀數(shù)控機床（即加工中心 Machining Center）、直接數(shù)字控制系統(tǒng)（即計算器群控系統(tǒng)， DCN, Direct Numerical Control）、自適應(yīng)控制系統(tǒng)（ AC, Adaptive Control）、柔性控制系統(tǒng) (FMS, Flexible Manufacturing System)、計算器集成（綜合）制造系統(tǒng) (CIMS, Computer Integrated Manufacturing System)等、進一步說明，數(shù)控機床已經(jīng)成為組成現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)計 (CAD)、制造 (CAM)、檢驗 (CAT) 于生產(chǎn)管理等全部生產(chǎn)過程自動化的基本設(shè)備。 舊機床的數(shù)控化 改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。 數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定 數(shù)控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于以上特點，閉環(huán)控制系統(tǒng)常用于要求精密加工機床、單件生產(chǎn)，即整機生產(chǎn)之中。 下面是開環(huán)控制系統(tǒng)框圖： 開環(huán)控制框圖 開環(huán)伺服系統(tǒng)在負載不大的情況下多采下步進電機作為伺服電機。它包括一個微處理器，一個 128 字節(jié)的片 4 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 電路實現(xiàn) S， T， M 等備用功能。中斷模塊包括急停中斷模塊，報警中斷模塊等。 通過對絲杠的設(shè)計計算和對剛度，強度，壓桿穩(wěn)定性的校核，選擇絲杠的公稱直徑為 25mm，基本導(dǎo)程為 6mm,精度為 3 級。同時，為了防止灰塵和鐵屑碎片等雜物進入滾珠絲杠的軌道中，避免出現(xiàn)滾珠卡死或傳動精度大大降低的現(xiàn)象，我們采用防塵護罩的保護形式。179。(Fz+W) 式中 K=,fw=～ ，取 , W為工作臺的重量 ,由圖初估取 800N 則 P=179。Ni179。 其值按 機床數(shù)控技術(shù) 式 619計算 ΔL1=177。 ② 穩(wěn)定校核 8 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 由 材料力學(xué) 中的歐拉公式知： FK=π2EI/(μl2) 式中， FK——長壓桿臨界失穩(wěn)時的臨界 負載； E——彈性模量 ,取 21179。 Z1=32179。(2179。（ 2179。＝ （ 5） 查取齒形系數(shù)： 由表 10－ 5可查得， YFa1＝ ， YFa2＝ （ 6） 查取應(yīng)力校正系數(shù)： 由表 10－ 5可查得： YSa1＝ ， YSa2＝ （ 7） 計算大、小齒輪的 小齒輪： YFaYSa ＝ 大齒輪： FaSa＝＝ ，并且加以比較： ＝ 大齒輪的數(shù)值大，取大值 設(shè)計計算： ＝ 對比計算結(jié)果，由齒面的接觸疲勞強度計算的模數(shù)Ｍ大于齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要是彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲 強度算得的模數(shù) M＝ ，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 M＝ ㎜，按照接觸強度算得分度圓直徑d1=㎜ , Z1===≈32 Z2=i179。 計算減速器的傳動比 ——步進電機步距角， ； P——絲 杠導(dǎo)程， P=6mm； ——工作臺脈沖當(dāng)量， ； 經(jīng)計算，得 I=。m)） . 2 （ 2）電機最大的靜轉(zhuǎn)矩確定 初選步進電機采用三相六節(jié)拍通電控制方 式：表 51， Tq—Ts1 之間的比例關(guān)系如下： 電機相數(shù) 運行節(jié)拍 Tq/Ts1 3 3 3 6 4 4 4 8 5 5 5 10 6 6 6 12 根據(jù)前面所得的 Ts1 、 Tq，按照表 51空載啟動時需要電動機最大靜轉(zhuǎn)矩 TS1為： TS1=Tq/=㎜ 最大負載下工作時所需要的最大靜轉(zhuǎn)矩 TS2： TS2=T1/（ ～ ） =（ ++） /（ ～ ） =～ （ N ㎜） TS≥max(TS1,TS2) TS=( N㎜ ) （ 3）步進電機最高工作頻率 fmax： fmax= Vmax5000 15 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 綜合考慮： 查《機械手冊》選用 110BF003型步進電機，能滿足其需要。 I/O 接口是系統(tǒng)與外界進行信息交換的橋梁。本次 C6140的改造以 MCS51系列單片機中的 6031芯片作為中心控制系統(tǒng)。具體結(jié)構(gòu)參考電路控制原理圖。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要接上隔離電路。為了避免這種情況的發(fā)生，在電路和接口之間實行光電隔離。中斷模塊包括急停中斷模塊、報警中斷模塊