在三軸數(shù)控銑床上使用plc模塊控制回轉(zhuǎn)工作臺切錐齒輪螺紋機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計外文翻譯(編輯修改稿)
2025-07-08 22:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和 6）。 Mastercam 軟件是一種機(jī)械的軟件，可以用來生成加工刀具路徑。根據(jù)面齒輪的整個深度和寬度， 在 切削過程中刀具路徑設(shè)計為一個矩形輪廓。其他加工參數(shù)和工具的規(guī)格也已提交給軟件的刀具路徑菜單。在輪廓窗口（圖 7），我們使用的有兩種選擇： 1. 多路徑讓刀具有多步驟加工，從而能更好地進(jìn)行切削加工。 2. 在 進(jìn)入 /退出動作之前，導(dǎo)入 /出已 延長或 已 縮短 的刀具路徑 不會生成 額外的幾何體 ， 這有助于控制補(bǔ)償工作時，使人們有可能在更短的時間內(nèi) 編寫的 固定的 輪廓刀具路徑 （圖 8）。 雖然這種齒輪切割的形式目前 在 萬能銑床 上 使用索引頭 實現(xiàn) ， 但 這個過程是緩慢的，需要熟練的 工人 和 操作員 。 圖 9 顯示 在 通用機(jī)器上 完成 工作時車間的布置安排 。 圖 6 CAE系統(tǒng)所取得的電機(jī)扭矩圖 圖 7 設(shè)置輪廓參數(shù) 如其所示， 刀具安裝在一個心軸 上 ，分度頭用于旋轉(zhuǎn)（ 切削齒輪齒廓 ）導(dǎo)引齒輪毛坯。 回轉(zhuǎn)工作臺 設(shè)定 一個角等于螺旋角（ 35176。 ） ， 分度 頭 與回轉(zhuǎn)工作臺 的縱向進(jìn)給螺桿 齒輪連接 ，使齒坯縱向移動旋轉(zhuǎn) 。 圖 10 展示了 上文 提到的傳統(tǒng) 切割 的 模擬 。 在所提出的方法中，我們已經(jīng)使用交流電（ AC）電機(jī)與蝸輪蝸桿減速對接 。 蝸輪齒輪箱用于減少交流電機(jī)的輸出速度 并且調(diào)節(jié)節(jié)圓錐 元素 和齒軌跡 之間的角度 ，其角度稱作 螺旋角 [17]。 由于需要刀具路徑規(guī)劃和向外軸的蝸輪蝸桿減速旋轉(zhuǎn)運動之間的同步 ， 應(yīng)使用 機(jī)電一體化系統(tǒng)來控制所有的四軸 （一根軸控制回轉(zhuǎn)工作臺的運動其他三軸控制切削工具） 同時使用。 機(jī)電系統(tǒng)包含五個主要部分： 1. 可編程序控制器，電子設(shè)備，它可以被稱為一個“ 序 控制器。 ” 它使用內(nèi)部的微處理器根據(jù)序列的編碼器和傳感器的輸入信號中的狀態(tài)和值來執(zhí)行計算工作。 2. 變頻驅(qū)動（ VFD），是 通過 控制向電動機(jī)提供 的 電力頻率 來 控制交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速一個系統(tǒng) [18]?？勺冾l率驅(qū)動器是一種特定類型的調(diào)速驅(qū)動。變頻驅(qū)動器也被稱為可調(diào)變頻器，變速驅(qū)動器，交流驅(qū)動器，微型硬盤，或逆變器驅(qū)動器 。 由于電壓隨頻率的變化，這些 可變頻率驅(qū)動器 有時也被稱為變壓變頻器 [19]。 我們使用交流電機(jī)驅(qū)動器作為 PLC 和交流電機(jī)之間的中間設(shè)備 。 Int J Adv Manuf Technol (2021) 49:1069–1077 DOI 圖 8 導(dǎo)入 /輸出參數(shù) 圖 9 一 張 萬能銑床上手動切割的照片 圖 10 Visual Nastran 4D 在 萬能銑床 上使用 引導(dǎo)頭 進(jìn)行 傳統(tǒng) 手動切割模擬 一些被用來配置交流電機(jī)驅(qū)動器的變量如下： 1. 最大輸出頻率 (Fmax=60 Hz) 這個參數(shù)決定交流電機(jī)驅(qū)動器的最大輸出頻率 （ 0至 +10 V， 4 至 20 毫安， 10? +10 V） 。 2. 最大電壓頻率 (Fbase=60 Hz) 設(shè)定此值應(yīng)根據(jù)電機(jī)銘牌上電機(jī)額定頻率 。 最大電壓頻率決定伏每赫茲 。 對于 60 Hz 的 設(shè)置，變頻器將保持恒定為 / Hz(460 V/60 Hz= V/Hz)。 此參數(shù)值必須等于或大于中點頻率 。 3. 最大輸出電壓 (Vmax=220 V) 此參數(shù)確定交流電機(jī)驅(qū)動器的最大輸出電壓。最大輸出電壓設(shè)置必須小于或等于電機(jī)的額定電壓電機(jī)銘牌上所 標(biāo)明的電壓。 此參數(shù)值必須等于或大于中點電壓。 4. 中點頻率 (Fmid=.5 Hz) 此參數(shù)設(shè)定 V / F 曲線的中點頻率 。 使用此 設(shè)定 ，最小頻率和中點頻率之間的 V / F 比可確定 。 此參數(shù)必須等于或小于最大電壓頻率 。 5. 中點電壓 (Vmid=220 V) 此參數(shù)設(shè)定任意 V/ F 曲線的中點電壓 。 使用此 設(shè)定 ，最低頻率之間的 V / F 比可確定 。 此參數(shù)必須等于或大于最小輸出電壓 且 等于或小于最大輸出電壓 。 然而， 當(dāng) V / F 曲線設(shè)定為 1 至 4 時這個參數(shù)是無效的 。 6. 最低輸出頻率 (Fmin= Hz) 此參數(shù)設(shè)定交流電機(jī)驅(qū)動器的最低輸出頻率 。 此參數(shù)必須等于或小于中點頻率 。 7. 最小輸出電壓 (Vmin= V) 此參數(shù)設(shè)定交流電機(jī)驅(qū)動器的最低輸出電壓 。 此參數(shù)必須等于或小于中點電壓 。如式 4 所示 有一個不同參數(shù)之間的交流驅(qū)動器中的邏輯關(guān)系 ： Int J Adv Manuf Technol (2021) 49:1069–1077 DOI 其中 T 是扭矩， Ф 是通量， I 是安培， V 和 F 代表的電壓和頻率 。 在圖 11 中，已示 V/F 曲線 。在一個變頻器里， 電機(jī)的轉(zhuǎn)速通過改變頻率改變 。 因為它可取的任何（不一定必要）工作頻率以提供最大扭矩，變頻器設(shè)計 成 使磁通密度在每一個工作頻率相同。 變頻驅(qū)動有時 在 不增加電壓的情況下， 在 正常的最高頻率以上操作 。在正常頻率的 至 2 倍， 可用扭矩往往 隨著 曲線減少 ， 以提供足夠的恒功率運行 。 3. 旋轉(zhuǎn)編碼器，也稱為軸角編碼器 ， 是用模擬或數(shù)字代碼轉(zhuǎn)換成一個軸或軸角位置 的 機(jī)電設(shè)備 ， 使它成為一個角度傳感器。 它可以判斷向外軸的位置，或測量工件裝上外向軸的轉(zhuǎn)動 。 圖 11 V/F 曲線 圖 12 編碼器的工作原理 一般 來說，如圖 12 所示， 由 LED 發(fā)出的光通過狹縫的旋轉(zhuǎn)磁盤和一個固定的 罩子 ， 一個光電二極管陣列根據(jù)磁盤
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