【文章內容簡介】 0013 刀具號選擇 X0014 刀具號選擇 X0015 刀具號選擇 X0016 刀具號選擇 輸 出 Y00 刀具到位指示 Y01 刀盤旋轉指示 Y02 刀盤順轉 Y03 刀盤逆轉 Y04 換到閃爍 刀盤取刀示意圖： 如下圖所示，以 1 號刀位在機械手位置處為例。 1） 調取當前刀號。機械手在 1 號刀位 D0=K1，系統調取當前刀號 ， D0=K1，兩值比較 D0=D1，此時，到位指示燈直接亮起，接著換刀成功指示燈閃爍，表示換刀完成。 2） 調取 2（或 4）號刀。機械手在 1 號位 D0=K1，系統調取 2 號刀， D1=K2，兩值比較 D0D1，此時， D0要先加 K6再減 D1得 D3， D3再和 K3比較 D3K3， M10動作，刀盤逆轉。如下圖所示： 3）如下圖所示 ，調取 5（或 6）號刀，機械手在 1 號位置 D0=K1，系統調取 5 號刀，D1=K5，兩值比較 D0D1，此時， D0 要先加 K6 再減 D1 得 D3， D3 再和 K3 比較， D3K3，M1 M12 比較，刀盤順轉。 系統梯形圖及指令表 指令表： 題目 四 C6132 普通車床的數控改造設計 1. 設計目的：通過 C6132 普通車床的數控改造，使學生們掌握普通機床改造的方法，具有靈活運用相關知識的能力； 2. 設計內容及要求： C6132 型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普通車床。本設計任務 是對 C6132 普通車床進行數控改造。利用微型計算機對縱、橫向進給系統進行開環(huán)控制．縱向脈沖當量為 ／脈沖．橫向脈沖當量為 ／脈沖，驅動元件采用步進電機，傳動系統采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉位刀架。 3. 設 計 成果 ： 1） 電動機的選取 2） 相關硬件電路圖 一、伺服控制系統的選擇（半閉環(huán)控制系統如下圖所示） 半閉環(huán)控制系統原理圖 二、機械部分改造 保留主軸箱內的滑移齒輪，取消操作手柄。將原床身的掛輪、進給箱及內部傳動齒輪系統去除，其余部分保持不變。在該處安裝縱向伺 服電動機與齒輪減速箱總成。絲杠、光杠和操作桿（“三桿”） 拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠。滾珠絲杠的另一端支承座 安裝在車床尾座原來裝軸承座的部分。并在主軸箱后端安裝光電編碼器。編碼器的安裝方式有兩種，一種是安裝，另一種是異軸安裝。因為原機床主動掛輪與主軸傳動比為 1:1，所以可將編碼器安裝于原機床主動掛輪處。這種安裝方式較簡單，易安裝。 （橫向）的改造 將車床溜板箱拆除，在原處安裝滾珠絲杠螺母座，絲杠螺母固定在其上。將橫溜板中的普通絲杠、螺母拆除，在該處安裝橫向進給滾珠絲杠螺母副，伺服電機與絲杠間采用一級 減速器聯接，以縮小傳動鏈，提高系統剛度，并減少傳動鏈誤差。 橫向伺服電動機與齒輪減速器總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠通過膜片聯軸器相連。膜片聯軸器的特點是易平衡，不需潤滑。結構簡單，有一定的補償性能和緩沖性能。因其尺寸較大，故可將其放在減速箱內。 橫向滾珠絲杠選擇南京工藝裝備公司生產的 FFZL 型內循環(huán)墊片預緊螺母式滾珠絲杠螺母副。型號為 FFZL25053，其工程直徑 0d =25mm，基本導程 0L =5mm。滾珠絲杠的支承方式選 用兩端固定式，其傳動精度高，并有較好的剛度。適合于距離不長的場合。滾珠絲杠需要預緊，其大小約為軸向力的三分之一。 減速箱齒輪傳動初定傳動比為 2，可去 Z1=24，則 Z2=48，齒寬 B=16。在設計齒輪傳動時，為了提高傳動精度，必須消除齒輪副的間隙。數控機床進給系統由于經常處于變向狀態(tài)，反向時如果驅動鏈中的齒輪等傳動副存在間隙，就會使進給運動的反向滯后于指令信號，從而影響其傳動精度，因此 24/48 這一對齒輪還必須采取措施消除齒輪傳動中的間隙，以提高數控機床進給系統的傳動精度。齒輪間隙的調整采用圓柱薄片齒輪可調拉 簧錯齒法來實現，其結構如下圖所示： 齒輪間隙的調整結構圖 圖中，在 2 個薄片齒輪 1 和 2 上 裝有螺紋的凸耳 4 和 8，彈簧的一段鉤在凸耳 4 上，另一端鉤在螺釘 5 上。彈簧 3 所受的張力大小可用螺母 6 來調節(jié)螺釘 5 的伸出長度，調整好后再用螺母 7 鎖緊。 在選擇伺服電機時應考慮以下幾點： a、慣量匹配，即 ≤ Jd/Jm≥ 1，其中 Jd 為折算到電動機的負載慣量， Jm為電動機轉到慣量。 b、轉矩伺服電機的額定轉矩必須滿足實際需要，但是不需要留有過多的余量，因為一般情況下，其最大轉矩為額定轉矩的 3倍。 C、短時間特性（加減速轉矩），工 作負載轉矩大于電動機加減速轉矩。 根據以上原則，取電動機型號為 1FT5066OA01△ 因原機床的導軌精度不能滿足數控機床的要求。但改造的原則是盡量保持原機床的部件。故只能將導軌加以利用。導軌表面貼塑的方法可使得導軌精度提高。因此可在導軌上加四氟乙烯軟帶，其特點是：摩擦系數低，運動平穩(wěn)，可吸收震動，維修方便，損壞后更換容易。在本次設計中采用美國霞板公司研制的德爾賽塑料導軌軟帶。 數控車床上使用的回轉刀架是一種最簡單的自動換刀裝置。根據加工對象，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓 盤式軸向裝刀刀架等多種形式。回轉刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按數控裝置的指令換刀。 回轉刀架在結構上必須具有良好的強度和剛度，以承受粗加工時切削抗力和減少刀架在切削力作用下的位移變形，提高加工精度。由于車削加工精度在很大程度上取決于刀尖位置，對于數控車床來說，加工過程中刀架部要進行人工調整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位機構，以保證回轉刀架在每次轉為之后具有高的重復定位精度（一般位 ～ ）。 考慮經濟性以及利于普通車床數控化改造，本設計采用四方回轉刀架。并設計成螺旋升降式四房回轉刀架。 三、數控系統的選擇 機床數控系統（ CNC 系統）是數控機床的控制核心，隨著機床數控技術的不斷發(fā)展與進步，提高了數控機床的整體性能，尤其是它的加工精度和生產效率提高得更為顯著?，F在，數控機床已在機械工業(yè)生產中得到廣泛應用。 目前市場上流行的數控系統，如 FANUC、西門子、華中數控系統等，本設計為經濟型數控車床，只要滿足設計要求功能及精度即可。通過 比較，國內的華中數控系統步進能達到要求，并且價格便宜，是數控機床的改造的首選系統，根據功能要求，選擇華中 HNC21TF型數控系統。 四、結論 經 過改造后的機床如下圖所示： 題目 五 雙坐標十字滑臺設計及控制 ：加深理解和掌握機電一體化、計算機接口技術、計算機控制技術、數控技術等課程的基本知識，提高學生綜合運用所學知識能力 ： 工作臺行程： 工作臺長度 100mm；寬度 100mm； 脈沖當量： ～ 其它參數如下表所列 3. 設 計 成果 ： 1） 相關計算 2） 相關硬件電路圖 3）相關程序 數控工作臺采用由步進電機驅動的開 環(huán)控制結構，其單向驅動系統結構簡圖如下圖所示： 計算動載荷 Cj Ca 根據 Ca選擇滾珠絲杠副 根據《機電一體化設計基礎》，滾珠絲杠副額定動載荷 Ca等于或者大于 Ca的原則，選用得絲杠副數據： 滾珠絲杠副校核 穩(wěn)定性運算 計算臨界轉速 kn 壓桿穩(wěn)定性計算 安全系數公式為 ，而 ， Fm=2300N 又 [S]=～ 計算行程長度壽命 Ts 計算動載荷 Cj 電機的初選 步進電機轉矩校核 按正常工作計算： 題目六 四工位組合機床 PLC 控制系統設計 設計目的： 學生通過 四工位組合機床 課程設計 ,對所學課程理論知識進行一次系統的回顧檢查復習和提高 ,并運用所學理論 ,