小型數(shù)控臥式鏜銑床主軸箱升降和制動裝置設計說明書(編輯修改稿)
2024-08-30 11:55 本頁面
【文章內容簡介】 最大加速轉矩；一部分是移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩還有一部分是滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉軸上的附加摩擦轉矩。因為滾珠絲杠副傳動效率很高，相對于和很小，可以忽略不計。則有考慮傳動鏈的總效率，計算快速空載起動時折算到電動機轉軸上的最大加速轉矩: 式中 對應空載最快移動速度的步進電動機最高轉速，單位為r/min； 步進電動機由靜止到加速至轉速所需的時間，單位為s，︿1s之間，取=其中：式中 ——空載最快移動速度，任務書指定為600mm/min； —— 步進電動機步距角，預選電動機為； —— 脈沖當量，本例=。將以上各值代入，算得150r/min，傳動鏈總效率。則： m移動部件運動時，折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩為： 式中 導軌的摩擦因數(shù)，； 垂直方向的銑削力，空載時取0； 傳動鏈總效率。得： ≈m最后，求得快速空載起動時電動機轉軸所承受的負載轉矩：m：一部分是折算到電動機轉軸上的最大工作負載轉矩；一部分是移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩；還要有一部分是滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉軸上的附加摩擦轉矩，相對于很小，可以忽略不計。則有：其中，折算到電動機轉軸上的最大工作負載 m Ff=Fy+G=1400N承受最大工作負載情況下，移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩：m最后，求得最大工作負載狀態(tài)下電動機轉軸所承受的負載轉矩應為： m經過上述計算后，得到加在步進電動機轉軸上的最大等效負載轉矩應為： = m 步進電動機最大靜轉矩的選定 考慮到步進電動機的驅動電源受電網電壓影響較大，當輸入電壓降低時，其輸出轉矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉。因此，根據來喧雜步進電動機的最大靜轉矩時，需要考慮安全系數(shù)。本例中取安全系數(shù)K = 4，則步進電動機的最大靜轉矩應滿足： ≥4 = m上述初選的步進電動機型號為90BYG2502，查的該型號電動機的最大靜轉矩。可見，滿足要求。 步進電動機的性能校核① 最快工進速度時電動機輸出轉矩校核 任務書給定的最快工進速度。200mm/min，脈沖當量，求出電動機對應的運行頻率從90BYG2502電動機的查指導書表47得在此頻率下，電動機的輸出轉矩Tmax＞，m，滿足要求② 最快空載移動時電動機輸出轉矩校核 任務書給定最快空載移動速度，求出電動機對應的運行頻率。查指導書表47得在此頻率下，電動機的輸出轉矩，m，滿足要求。③ 最快空載移動時電動機運行頻率校核 最快空載移動速度對應的電動機運行頻率1000Hz，查表可知 90GBY2502電動機的空載運行頻率可達20000Hz，可見沒有超出上限。 起動頻率的計算已知電動機轉軸上的總轉動慣量 ，電動機轉子的轉動慣量電動機步帶任何負載時的空載起動頻率。則可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率：上式說明，要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于1192Hz。實際上，在采用軟件升降頻時，起動頻率選更低，通常只有100Hz。綜上所述，本例中選用的90BYG2502步進電動機，完全滿足設計要求。 聯(lián)軸器的選型聯(lián)軸器主要用來連接軸與軸，以傳遞運動和轉矩，此外聯(lián)軸器還具有補償兩軸的相對位移，緩沖和減震，以及安全防護等功能。根據電動機的輸出軸的直徑14mm ，絲杠直徑20mm。選撓性聯(lián)軸器型號為： L=66, A=40 微機數(shù)控系統(tǒng)由CPU，存儲器擴展電路，I/O接口電路，驅動電機驅動電路，檢測電路等幾部分組成。微機是數(shù)控系統(tǒng)的核心，其他裝置都是在微機的指揮進行工作的。系統(tǒng)的功能和系統(tǒng)中所用的微機直接相關。數(shù)控系統(tǒng)對微機的要求是多方面的，但主要指標是字長和速度。字長不僅影響系統(tǒng)的最大加工尺寸，而且影響加工的精度和運算精度。字長較長的計算機，價格顯著上升，而字長較短的計算機，要進行雙字長和三字長的運算，就會影響速度，根據機床要求，綜合考慮采用8位微機。由于MCS51系列單片機具有集成度高，可靠性好，功能強，速度快，抗干擾能力強，具有很高的性價比特點，決定采用MCS51系列的89C518031單片機擴展系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)由微機部分，鍵盤、顯示器、I/O接口及光電隔離電路，步進電機功率放大電路等幾部分組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)，顯示器采用LED顯示器。 繪制電氣控制系統(tǒng)框圖數(shù)控系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是組成系統(tǒng)的基礎，有了硬件軟件才能有效的運行。 驅動器RAMROMCPUI/O接口外 設鍵盤、顯示器及其它驅動器步進電機圖 31 機床數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖（半閉環(huán)系統(tǒng)）機床硬件電路圖由
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