【導(dǎo)讀】數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴一些企業(yè)要做一次性投資購(gòu)買全新的數(shù)控機(jī)床經(jīng)濟(jì)上負(fù)。擔(dān)不起針對(duì)這種情況本課題提出對(duì)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造尋找一種可行的有。本設(shè)計(jì)論文以CA6132為例闡述了普通數(shù)控車床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)及機(jī)床控。機(jī)械部分的設(shè)計(jì)主要根據(jù)機(jī)械工業(yè)部的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)并盡可能的選用。標(biāo)準(zhǔn)件以使總體成本下降提高其通用性和經(jīng)濟(jì)性對(duì)主軸箱的改造采用了電磁離。合器來改變齒輪的傳動(dòng)路線同時(shí)結(jié)合變速手板的不同位置來達(dá)到主軸不變速要。求采用滾珠絲桿對(duì)原動(dòng)機(jī)床的縱向橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造驅(qū)動(dòng)裝置為步進(jìn)電機(jī)。系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電氣控制部分考慮到實(shí)際情況單片機(jī)在國(guó)內(nèi)應(yīng)。行數(shù)控化改造的必要性5. 12數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù)7. 第二章設(shè)計(jì)方案和基本方案的確定21. 23數(shù)控系統(tǒng)各部件的結(jié)構(gòu)及其工作原理23. 控制當(dāng)限位保護(hù)電路如發(fā)生電路開路或接觸不良時(shí)不會(huì)立即報(bào)警容易造成事故。報(bào)警防止意外事故發(fā)生設(shè)定了特殊的限位控制裝置使刀架在特定的位置不能換

　　

【正文】 盤顯示接口電路 ａ．顯示器工作原理 數(shù)控系統(tǒng)中使用的顯示器主要有ＬＥＤ和ＬＣＤ也有采用ＣＲＴ接口顯示方式這里主要介紹ＬＥＤ顯示器它是由八個(gè)發(fā)光二極管組成的當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或列線行線發(fā)亮控制不同的二極管導(dǎo)通就能顯示出各種字符通常用的是七段顯示器結(jié)構(gòu)如圖４－４與發(fā)光二極管的陽極連在一起的成為共陽極顯示器與陰極連在一起的稱為共陰極顯示器 圖 44 七段 LED 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路 顯示器通常采用動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮顯示器各個(gè)位對(duì)于顯示器來 說每個(gè)一段時(shí)間點(diǎn)亮一次顯示器的亮度就與導(dǎo)通電流有關(guān)也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)調(diào)整時(shí)間和電流參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示 ｂ．鍵盤接口原理 鍵盤是由若干個(gè)鍵盤組成的開關(guān)矩陣它是最簡(jiǎn)單的單片機(jī)輸入設(shè)備如圖４－５所示 圖 45 鍵盤工作原理圖 圖中行線通過電阻接＋５Ｖ電壓當(dāng)鍵盤斷開時(shí)所有行線和列線斷開行線～都是高電平當(dāng)鍵盤上某一鍵閉合時(shí)則該鍵所對(duì)應(yīng)的行線和列線短路～相當(dāng)于控制信號(hào)例如７號(hào)鍵閉合時(shí)行線和列線短路此時(shí)的電平由的電平控制例如把行線接到微機(jī)輸入口讀行線狀態(tài)若～都是高電平則這一列沒有閉合如果讀出的 列線不全為高電平則輸入為低電平和相關(guān)的鍵處于閉合狀態(tài)若無閉合接著使為低電平其余列線為高電平檢查這一列上是否有鍵閉合這種逐行逐列的檢查鍵盤的過程稱為對(duì)鍵盤的一次掃描 第三章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 CA6162 機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)如下 最大回轉(zhuǎn)直徑 320mm 電機(jī)功率 4KW L 640mm 快進(jìn)速度 縱向 24mmin 橫向 12mmin 切削速度 縱向 06mmin 橫向 03mmin 定位精度 0015mm 移動(dòng)部件重量 縱向 800N 橫向 500N 加速時(shí)間 25ms 機(jī)床效率 08 機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 31 確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量 橫向脈沖當(dāng)量為 0005mm 脈沖 32 切削力的確定 橫切端面時(shí)的主切削力 其中 33 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)首先要選擇結(jié)構(gòu)類型確定滾珠循環(huán)方式滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法 給牽引力 作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給牽引力主要包括切削時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力因此其數(shù)值的大小與導(dǎo)軌的類型有關(guān) 橫向采用燕尾形導(dǎo)軌 式中 G 為移動(dòng)部件的重量 N 為導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)隨導(dǎo)軌形勢(shì)而不同 K 為考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) 在正常情況下 K 及 可取如下數(shù)值 燕尾形導(dǎo)軌 K 14 大動(dòng)負(fù)載 C 選用滾珠絲杠副的直徑時(shí)必須保證在一定軸 向負(fù)載作用下絲杠在回轉(zhuǎn) 100萬轉(zhuǎn)后在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載 C 計(jì)算如下 查表選擇 FFB2021 FFB2021 型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器單螺母導(dǎo)程預(yù)緊滾珠絲杠副 CBFZD3205 型外插管埋入式雙螺母墊片預(yù)緊國(guó)內(nèi)珠絲杠副 表 31 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 無沖擊狀態(tài) 1012 一般運(yùn)轉(zhuǎn) 1215 有沖擊運(yùn)轉(zhuǎn) 1525 率計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 其中 橫向 算 滾珠絲杠副的軸向變形會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素絲杠的拉伸或壓縮變形量 橫向 34 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算 動(dòng)比 當(dāng)機(jī)床脈沖當(dāng)量和滾珠絲杠導(dǎo)程確定以后可以先初選步進(jìn)電機(jī)的步距角計(jì)算伺服系統(tǒng)的降速比 i 橫向 數(shù)的計(jì)算 由于該結(jié)構(gòu)傳動(dòng)比為 1 所以采用直連電機(jī)用聯(lián)軸器與絲杠直接連接不采用齒輪傳動(dòng) 35 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用 量的計(jì)算 1 軸絲杠等圓柱體慣量計(jì)算 對(duì)于鋼材 式中 M 圓柱體質(zhì)量 D 圓柱體直徑 L 圓柱體長(zhǎng)度 鋼材的密度 對(duì)于齒輪 D 可取分度圓直徑 L 取齒輪寬度 對(duì)于絲杠 D 可近似取絲杠公稱直徑滾珠直徑 L 取絲杠 長(zhǎng)度 具體計(jì)算如下 橫向 2 絲杠傳動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的總傳動(dòng)慣量 步進(jìn)電機(jī)經(jīng)一對(duì)齒輪降速后傳到絲杠此傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 式中 具體計(jì)算如下 橫向 矩的計(jì)算 電機(jī)的負(fù)載力矩在各種工況下是不同的下面分快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩快速進(jìn)給時(shí)所需力矩最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩等幾部分介紹其計(jì)算方法 快速空載起動(dòng)時(shí)所需力矩 式中 2 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 因此對(duì)運(yùn)動(dòng)部件已起動(dòng)固不包含顯然 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 式中 在采用絲杠螺母副傳動(dòng)時(shí)上述各種力矩可用下式計(jì)算 式中 摩擦力矩 式中 附加摩擦力矩 式中 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 式中 具體計(jì)算 橫向 機(jī)的選擇 目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床中大多數(shù)采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)距 從表中查出當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相五拍時(shí) 橫向 按此最大靜轉(zhuǎn)矩產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)型號(hào)表五相可查出 90BYGH3502 型最大靜轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩為 5Nm 大于所需靜轉(zhuǎn)矩可作為初選型號(hào)但必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性 步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)頻率 Hz 最高工作頻率 Hz 從電機(jī)表中查出 90BYGH3500型步進(jìn)電機(jī)的空載起動(dòng)頻率為 1800Hz運(yùn)行頻率為 30000Hz[1] 孫 志 禮 何 雪 宏 何 韶 君 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) [M] 北 京 冶 金 工 業(yè) 出 版 社1998104128228229254255 [2] 徐炳松張秀艷張茵麥畫法幾何及機(jī)械制圖 [M]北京高等教育出版社1999 [3] 鞏云鵬孫德志喻子建機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) [M]．北京冶金工業(yè)出版社1999222224 [4] 張玉劉平．幾何量公差與測(cè)量技術(shù) [M]．沈陽東北大學(xué)出版社202177132196202131233 [5] 王啟義王仁德．機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) [M]．北京冶金工業(yè)出版社2021100104 [6] 上海市第一機(jī)電工業(yè)局工會(huì)．銑工 [M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社1973248254 [7] 東北大學(xué)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組．機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]．北京冶金工業(yè)出版社 1994． [8] 上海紡織工學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)天津大學(xué)．機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 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