【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0013 刀具號(hào)選擇 X0014 刀具號(hào)選擇 X0015 刀具號(hào)選擇 X0016 刀具號(hào)選擇 輸 出 Y00 刀具到位指示 Y01 刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)指示 Y02 刀盤(pán)順轉(zhuǎn) Y03 刀盤(pán)逆轉(zhuǎn) Y04 換到閃爍 刀盤(pán)取刀示意圖： 如下圖所示，以 1 號(hào)刀位在機(jī)械手位置處為例。 1） 調(diào)取當(dāng)前刀號(hào)。機(jī)械手在 1 號(hào)刀位 D0=K1，系統(tǒng)調(diào)取當(dāng)前刀號(hào) ， D0=K1，兩值比較 D0=D1，此時(shí)，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(diào)取 2（或 4）號(hào)刀。機(jī)械手在 1 號(hào)位 D0=K1，系統(tǒng)調(diào)取 2 號(hào)刀， D1=K2，兩值比較 D0D1，此時(shí)， D0要先加 K6再減 D1得 D3， D3再和 K3比較 D3K3， M10動(dòng)作，刀盤(pán)逆轉(zhuǎn)。如下圖所示： 3）如下圖所示 ，調(diào)取 5（或 6）號(hào)刀，機(jī)械手在 1 號(hào)位置 D0=K1，系統(tǒng)調(diào)取 5 號(hào)刀，D1=K5，兩值比較 D0D1，此時(shí)， D0 要先加 K6 再減 D1 得 D3， D3 再和 K3 比較， D3K3，M1 M12 比較，刀盤(pán)順轉(zhuǎn)。 系統(tǒng)梯形圖及指令表 指令表： 題目 四 C6132 普通車床的數(shù)控改造設(shè)計(jì) 1. 設(shè)計(jì)目的：通過(guò) C6132 普通車床的數(shù)控改造，使學(xué)生們掌握普通機(jī)床改造的方法，具有靈活運(yùn)用相關(guān)知識(shí)的能力； 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求： C6132 型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會(huì)擁有量大的普通車床。本設(shè)計(jì)任務(wù) 是對(duì) C6132 普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。利用微型計(jì)算機(jī)對(duì)縱、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制．縱向脈沖當(dāng)量為 ／脈沖．橫向脈沖當(dāng)量為 ／脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。 3. 設(shè) 計(jì) 成果 ： 1） 電動(dòng)機(jī)的選取 2） 相關(guān)硬件電路圖 一、伺服控制系統(tǒng)的選擇（半閉環(huán)控制系統(tǒng)如下圖所示） 半閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 二、機(jī)械部分改造 保留主軸箱內(nèi)的滑移齒輪，取消操作手柄。將原床身的掛輪、進(jìn)給箱及內(nèi)部傳動(dòng)齒輪系統(tǒng)去除，其余部分保持不變。在該處安裝縱向伺 服電動(dòng)機(jī)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(lái)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?yàn)樵瓩C(jī)床主動(dòng)掛輪與主軸傳動(dòng)比為 1:1，所以可將編碼器安裝于原機(jī)床主動(dòng)掛輪處。這種安裝方式較簡(jiǎn)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(jìn)給滾珠絲杠螺母副，伺服電機(jī)與絲杠間采用一級(jí) 減速器聯(lián)接，以縮小傳動(dòng)鏈，提高系統(tǒng)剛度，并減少傳動(dòng)鏈誤差。 橫向伺服電動(dòng)機(jī)與齒輪減速器總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠通過(guò)膜片聯(lián)軸器相連。膜片聯(lián)軸器的特點(diǎn)是易平衡，不需潤(rùn)滑。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能。因其尺寸較大，故可將其放在減速箱內(nèi)。 橫向滾珠絲杠選擇南京工藝裝備公司生產(chǎn)的 FFZL 型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠螺母副。型號(hào)為 FFZL25053，其工程直徑 0d =25mm，基本導(dǎo)程 0L =5mm。滾珠絲杠的支承方式選 用兩端固定式，其傳動(dòng)精度高，并有較好的剛度。適合于距離不長(zhǎng)的場(chǎng)合。滾珠絲杠需要預(yù)緊，其大小約為軸向力的三分之一。 減速箱齒輪傳動(dòng)初定傳動(dòng)比為 2，可去 Z1=24，則 Z2=48，齒寬 B=16。在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，為了提高傳動(dòng)精度，必須消除齒輪副的間隙。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)由于經(jīng)常處于變向狀態(tài)，反向時(shí)如果驅(qū)動(dòng)鏈中的齒輪等傳動(dòng)副存在間隙，就會(huì)使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的反向滯后于指令信號(hào)，從而影響其傳動(dòng)精度，因此 24/48 這一對(duì)齒輪還必須采取措施消除齒輪傳動(dòng)中的間隙，以提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度。齒輪間隙的調(diào)整采用圓柱薄片齒輪可調(diào)拉 簧錯(cuò)齒法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 齒輪間隙的調(diào)整結(jié)構(gòu)圖 圖中，在 2 個(gè)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(lái)調(diào)節(jié)螺釘 5 的伸出長(zhǎng)度，調(diào)整好后再用螺母 7 鎖緊。 在選擇伺服電機(jī)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： a、慣量匹配，即 ≤ Jd/Jm≥ 1，其中 Jd 為折算到電動(dòng)機(jī)的負(fù)載慣量， Jm為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)到慣量。 b、轉(zhuǎn)矩伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩必須滿足實(shí)際需要，但是不需要留有過(guò)多的余量，因?yàn)橐话闱闆r下，其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 3倍。 C、短時(shí)間特性（加減速轉(zhuǎn)矩），工 作負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于電動(dòng)機(jī)加減速轉(zhuǎn)矩。 根據(jù)以上原則，取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 1FT5066OA01△ 因原機(jī)床的導(dǎo)軌精度不能滿足數(shù)控機(jī)床的要求。但改造的原則是盡量保持原機(jī)床的部件。故只能將導(dǎo)軌加以利用。導(dǎo)軌表面貼塑的方法可使得導(dǎo)軌精度提高。因此可在導(dǎo)軌上加四氟乙烯軟帶，其特點(diǎn)是：摩擦系數(shù)低，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，可吸收震動(dòng)，維修方便，損壞后更換容易。在本次設(shè)計(jì)中采用美國(guó)霞板公司研制的德?tīng)栙愃芰蠈?dǎo)軌軟帶。 數(shù)控車床上使用的回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置。根據(jù)加工對(duì)象，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圓 盤(pán)式軸向裝刀刀架等多種形式。回轉(zhuǎn)刀架上分別安裝四把、六把或更多刀具，并按數(shù)控裝置的指令換刀。 回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛度，以承受粗加工時(shí)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(duì)于數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中刀架部要進(jìn)行人工調(diào)整，因此更有必要選擇可靠的定位方案和合理的定位機(jī)構(gòu)，以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)為之后具有高的重復(fù)定位精度（一般位 ～ ）。 考慮經(jīng)濟(jì)性以及利于普通車床數(shù)控化改造，本設(shè)計(jì)采用四方回轉(zhuǎn)刀架。并設(shè)計(jì)成螺旋升降式四房回轉(zhuǎn)刀架。 三、數(shù)控系統(tǒng)的選擇 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)（ CNC 系統(tǒng)）是數(shù)控機(jī)床的控制核心，隨著機(jī)床數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，提高了數(shù)控機(jī)床的整體性能，尤其是它的加工精度和生產(chǎn)效率提高得更為顯著?，F(xiàn)在，數(shù)控機(jī)床已在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 目前市場(chǎng)上流行的數(shù)控系統(tǒng)，如 FANUC、西門(mén)子、華中數(shù)控系統(tǒng)等，本設(shè)計(jì)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，只要滿足設(shè)計(jì)要求功能及精度即可。通過(guò) 比較，國(guó)內(nèi)的華中數(shù)控系統(tǒng)步進(jìn)能達(dá)到要求，并且價(jià)格便宜，是數(shù)控機(jī)床的改造的首選系統(tǒng)，根據(jù)功能要求，選擇華中 HNC21TF型數(shù)控系統(tǒng)。 四、結(jié)論 經(jīng) 過(guò)改造后的機(jī)床如下圖所示： 題目 五 雙坐標(biāo)十字滑臺(tái)設(shè)計(jì)及控制 ：加深理解和掌握機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等課程的基本知識(shí)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)能力 ： 工作臺(tái)行程： 工作臺(tái)長(zhǎng)度 100mm；寬度 100mm； 脈沖當(dāng)量： ～ 其它參數(shù)如下表所列 3. 設(shè) 計(jì) 成果 ： 1） 相關(guān)計(jì)算 2） 相關(guān)硬件電路圖 3）相關(guān)程序 數(shù)控工作臺(tái)采用由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi) 環(huán)控制結(jié)構(gòu)，其單向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示： 計(jì)算動(dòng)載荷 Cj Ca 根據(jù) Ca選擇滾珠絲杠副 根據(jù)《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，滾珠絲杠副額定動(dòng)載荷 Ca等于或者大于 Ca的原則，選用得絲杠副數(shù)據(jù)： 滾珠絲杠副校核 穩(wěn)定性運(yùn)算 計(jì)算臨界轉(zhuǎn)速 kn 壓桿穩(wěn)定性計(jì)算 安全系數(shù)公式為 ，而 ， Fm=2300N 又 [S]=～ 計(jì)算行程長(zhǎng)度壽命 Ts 計(jì)算動(dòng)載荷 Cj 電機(jī)的初選 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩校核 按正常工作計(jì)算： 題目六 四工位組合機(jī)床 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的： 學(xué)生通過(guò) 四工位組合機(jī)床 課程設(shè)計(jì) ,對(duì)所學(xué)課程理論知識(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)的回顧檢查復(fù)習(xí)和提高 ,并運(yùn)用所學(xué)理論 ,