數(shù)控銑床的傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計-課程設(shè)計(機電一體化)(編輯修改稿)
2025-07-13 01:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電氣系統(tǒng)的設(shè)計參照已有數(shù)控銑床電氣系統(tǒng)的電路及其連接方式。數(shù)控系統(tǒng)規(guī) 3 定選用 Fanuc OI MATE MC。根據(jù)該數(shù)控系統(tǒng)控制性能，可控制 3 個伺服電動機軸和一個開環(huán)主軸（變頻器），滿足 4 軸聯(lián)動數(shù)控銑床的控制要求。在該設(shè)計中，要求3 軸伺服驅(qū)動器，伺服電動機都采用 Fanuc 公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。所選用的驅(qū)動器和電機之間電器接口要相互匹配， 第二節(jié) 傳動系統(tǒng)設(shè)計 1 主軸傳動系統(tǒng)的設(shè)計 主軸電機選擇 根據(jù)主軸電機功率要求，查詢機械設(shè)計手冊 [3]后選擇三相異步交流電動機，型號為 JO2722，其具體參數(shù)為：額定功率 P=30kW,額定轉(zhuǎn)速 3000rpm，額定電流 56A，效率η =%,功率因素為 。 變頻器的選擇 根據(jù)選定的三相交流異步電機參數(shù)，查詢參考文獻(xiàn) [5]選擇變頻器型號為三菱FRV54030K，其具體參數(shù)為：適用電機功率： 30 kw；額定容量： kVA；額定電流： A；調(diào)速范圍 :0~3600rpm；控制方式 ：閉環(huán)矢量控制；調(diào)速比： 1:1500；速度響應(yīng)頻率： 800rad/s 主軸傳動系統(tǒng)設(shè)計 主軸最高轉(zhuǎn)速為 24000rpm,故傳動比 i=24000/3000=8，按最小慣量條件，從圖53 534[1] 查得主軸傳動機構(gòu)應(yīng)采用 2 級傳動，傳動比可分別取 i1=, i2=。 選各傳動齒輪齒數(shù)分別為 Z1=20， Z2=44 ， Z3=20， Z2=72，模數(shù) m=2mm，齒寬b=20mm，強度校驗略。 2 伺服驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 伺服傳動機構(gòu)設(shè)計 本系 統(tǒng)采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，從參考文獻(xiàn) [4]中查得伺服電機的最高轉(zhuǎn)速 nmax 可選 1500r/min 或 2021r/min。如果伺服電機通過聯(lián)軸器與絲杠直接連接，即 i=1， X、Y、 Z 軸快速進(jìn)給速度要求達(dá)到 Vmax =15m/min. 取伺服電機的最高轉(zhuǎn)速nmax=1500r/min，則絲杠的最高轉(zhuǎn)速 nmax 也為 1500r/min。則滾珠絲杠的導(dǎo)程 4 p=錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =10 mm 根據(jù)要求，數(shù)控銑床的脈沖當(dāng)量δ = mm/脈沖。伺服電機每轉(zhuǎn)應(yīng)發(fā)出的脈沖數(shù)達(dá)到 b=錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =20210 該伺服系統(tǒng)的位置反饋采用脈沖編碼器方案，選用每轉(zhuǎn) 5000 脈沖的編碼器，則倍頻器的倍數(shù)為 4. 伺服電機選擇 伺服電機的最高轉(zhuǎn)速 nmax=1500r/min，查詢參考文獻(xiàn) [4]，選定伺服電機規(guī)格為A06B0084Bxyz，型號為β 22/1500,其具體參數(shù)為：額定功率： ，最高轉(zhuǎn)速nmax=1500r/min，最大轉(zhuǎn)矩 TS =20 ，轉(zhuǎn)動慣量 錯誤 !未找到引用源。 = kg.錯誤 !未找到引用源。 ，性能滿足 系統(tǒng)要求。 滾珠絲杠的選擇 滾珠絲杠導(dǎo)程 p=10mm，滾珠絲杠的直徑應(yīng)按當(dāng)量動載荷 Cm選擇。 假設(shè)最大進(jìn)給力 Ff=5000N,工作臺質(zhì)量為 200kg，工件與夾具的最大質(zhì)量為300kg，貼塑導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)μ =,故絲杠的最小載荷（即摩擦力） Fmin=fG= 錯誤 !未找到引用源。 （ 200+300） 錯誤 !未找到引用源。 =196 N 絲杠的最大載荷 Fmax=5000+196=5196 N 軸向工作載荷（平均載荷） Fm=錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 = N 其中， Fmax 、 Fmin 分別為絲杠最大、最小軸向載荷；當(dāng)載荷按照單調(diào)式規(guī)律變化，各種轉(zhuǎn)速使用機會相同時， Fm= 錯誤 !未找到引用源。 絲杠的最高轉(zhuǎn)速為 1500r/min,工作臺最小進(jìn)給速度為 1mm/min，導(dǎo)程 p=10mm，故絲杠的最低轉(zhuǎn)速為 ，可取為 0，則平均轉(zhuǎn)速 n=（ 1500+0） /2=750 r/min。故絲杠工作壽命為 L=錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =675 式中 L—— 工作壽命，以 錯誤 !未找到引用源。 r 為 1 個單位 5 T—— 絲杠使用壽命，對數(shù)
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