【導(dǎo)讀】四．畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生申請(qǐng)答辯表與指導(dǎo)老師畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)審²²²²²²²²²²²²²²²²²²²10. 五．畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱人評(píng)審表²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11. 六．畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯表²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12. 七．畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯紀(jì)錄表²²²²²²²²²²²²²²²²²²²13. 八．畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定總表²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與部件設(shè)計(jì)²²²²²²²²²²²²²²²²²²²22. 十一.具體改進(jìn)方案²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²23. 十二.數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)²²²²²²²²²²²²37. 從20世紀(jì)90年代后期起，由于工業(yè)現(xiàn)代化和國(guó)防與高技術(shù)工業(yè)的快速發(fā)展，

　　

【正文】 一般取加速時(shí)間 ta=，當(dāng)機(jī)床執(zhí)行部件以最快的速度∨ =1200mm/min運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 nmax=1200179。 5/6r/min=1000r/min 則 Tap=2π inmax（ Jm+Jd） /（ 60179。 980ta） =2179。 179。 5179。 1000179。（ +） /（ 60179。 980179。 ） = （ 1） 計(jì)算空載啟動(dòng)力矩 Tq Tq=Tap+（ T181。+Tf） =(++)= (2) 計(jì)算快進(jìn)力矩 Tkj TkJ= T181。+Tf=（ +)= （ 3） 計(jì)算工進(jìn)力矩 TGJ TGJ =Tc+Tf=（ +） = 30 （ 1）選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算和表，選擇國(guó)產(chǎn) 130BF001 型反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其主要的技術(shù)參數(shù)如下：相數(shù)， 5；步距角， 176。 /176。；最大的靜轉(zhuǎn)矩，；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， ；最高空載啟動(dòng)頻率， 3000Hz；運(yùn)行頻率，16000Hz；分配方式為五相十拍；質(zhì)量， 。 （ 2）確定最大靜轉(zhuǎn)矩 Ts。 由表給出的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)空載啟動(dòng)力矩 Tq 與所需的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 Ts1的關(guān)系可得 Tq/ Ts1= Ts1= Tq/= /= 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)空載啟動(dòng)力矩 Tq與所需的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 Ts2的關(guān)系為 Ts2= TGJ/=取 Ts1和 Ts2中的較大者為所需的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 Ts，即 Ts=。 本電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為 ，大于 Ts=，可以在規(guī)定的時(shí)間里正常啟動(dòng)，故滿足要求。 （ 3）驗(yàn)算慣量匹配。 為了使機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的慣量達(dá)到較合理的匹配，系統(tǒng)的負(fù)載慣量 JL與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的 Jm之比一般應(yīng)滿足 ≤ Jd/Jm≤ 1 因?yàn)?Jd/Jm= /=∈【 ,1） ,故滿足慣量匹配要求。 （ 1）計(jì)算絲桿 工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nc。 滾珠絲桿螺母副的的綜合拉亞剛度 K0=Kmin=117179。 106N/m，機(jī)床執(zhí)行部件的質(zhì)量和滾珠絲桿螺母副的質(zhì)量分別為 m， ms，滾珠絲桿螺母副和機(jī)床部件的等 31 效質(zhì)量為 md=m+ ms/3，已知 m=，則 ms=π /4179。 179。 179。 179。 103kg= md=m+ ms/3=（ +） = ω nc= （ K0/md） 1/2=（ 117179。 106/） 1/2=1332rad/s （ 2）計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt。 折算滾珠絲桿上面的系統(tǒng)總當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）為 Js=Ji=（ +） 179。 5 =37 = 已知滾珠絲桿的扭轉(zhuǎn)剛度 Ks= KФ = ，則 ω nt=（ Ks/ Js） 1/2 rad/s= rad/s 由以上計(jì)算可知，絲桿 工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nc =1713rad/s，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率ω nt=1332 rad/s，都比較高，一般按ω n =300 rad/s 的要求來設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，故滿足要求。 △ 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉亞剛度的最小值 Kmin=117179。 106N/m，導(dǎo)軌的靜摩擦力F0=356N，則 △ =2δ 181。=2 F0/Kmin179。 103 =2179。 356179。 1000/（ 117179。 106） mm =179。 103 mm 即△ = m＜ 8μ m，故滿足要求 kmax 。 δ kmax = F0 （ 1/Kmin 1/Kmax） 179。 103 =356179。 [1/(117179。 106 )1/(175179。 106 )] 179。 103 = m 32 即，δ kmax= m ＜ 6μ m ，故滿足要求。 的誤差。 （ 1）計(jì)算由扭轉(zhuǎn)引起的滾珠絲桿螺母副的變形量θ 已知負(fù)載力矩 T=TKJ=，由圖 1得扭轉(zhuǎn)作用點(diǎn)之間的距離 L2=387mm，絲桿底徑 d2=，則 θ =179。 102T L2/ d24 =179。 102179。 92179。 335 / =176。 （ 2）由該扭轉(zhuǎn)變形量θ引起的軸向移動(dòng)滯后量δ將影響工作臺(tái)的定位精度，即 δ =L0θ /360=6179。 ≈ m 號(hào) （ 1）確定滾珠絲桿螺母副的精度等級(jí)。 本進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用開環(huán)控制系統(tǒng)，應(yīng)滿足以下要求： V300p +ep ≤ 179。（定位精度 δ kmax – δ） =179。（ – ）μ m = m Vup +ep≤ 179。（定位精度 δ kmax – δ） = m 取滾珠絲桿螺母副的的精度等級(jí)為二 級(jí)，查表可得 V300p =8μ m；當(dāng)螺紋長(zhǎng)度為 400mm 時(shí)，查表可得 ep =9μ m， Vup=8μ m； V300p +ep =（ 8+9） μ m=17μ m＜ m, Vup +ep =（ 8+9） μ m=17μ m＜ 。 （ 2）確定滾珠絲桿螺母副的規(guī)格型號(hào) 滾珠絲桿螺母副的的規(guī)格型號(hào)為 FFB25062P2/585179。 400,其具體參數(shù)如下：公稱直徑與導(dǎo)程： 25mm， 6mm。螺紋長(zhǎng)度 :400mm,絲桿長(zhǎng)度： 585mm，類型和精度： P類， 2 級(jí)精度。 十二 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) （硬件詳細(xì)接線圖見圖紙） 33 8031 T0 NTI ＋ 存儲(chǔ)器接口 輸入顯示 接口 IR0 IR1 IR2 IR3 MCX311 IR4 IR5INT 限 位 X 向編碼器控制 Y 向編碼器控制 I/O 擴(kuò)展 接口 光耦 功放 X 向電機(jī) 光耦 功放 Y 向電機(jī) 34 （逐點(diǎn)比較法直線插補(bǔ)） ①用逐點(diǎn)比較法進(jìn)行直線插補(bǔ)計(jì)算，每走一步，都需要以下四個(gè)步驟： 偏差判別：判別偏差 0≥MF 或 0MF ,從而決定哪個(gè)方向進(jìn)給和采N Y 設(shè)步長(zhǎng)計(jì)數(shù)器 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 轉(zhuǎn)向標(biāo)志為 1 置正轉(zhuǎn)控制字指針 輸出控制字 是結(jié)束標(biāo)志 延時(shí)、控制字地址指針＋ 1 返回 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 總步數(shù)為零 置反轉(zhuǎn)控制字 分配后的 脈沖信號(hào) D C B A 脈沖 信號(hào)源 脈沖分配器YBO14 功率 放大 脈沖信號(hào) 放大后的 脈沖信號(hào) 35 用哪個(gè)偏差計(jì)算公式。 坐標(biāo)進(jìn)給：根據(jù)直線所在象限及偏差符號(hào)，決定沿 +X、 +Y、 X、 Y 的哪個(gè)方向進(jìn)給。 偏差計(jì)算：進(jìn)給一步后，計(jì)算新的加工偏差。 終點(diǎn) 判別：進(jìn)給一步后，終點(diǎn)計(jì)數(shù)器減 1。若為零，表示到達(dá)終點(diǎn)停止插補(bǔ)；不為零，則返回到第一步繼續(xù)插補(bǔ)。終點(diǎn)計(jì)數(shù)判別可用兩個(gè)方向坐標(biāo)值來判斷，也可由一個(gè)方向的坐標(biāo)值來判斷。當(dāng) XEYE，可用 X 方向走的總步數(shù)XE作為終點(diǎn)判別的依據(jù)，如動(dòng)點(diǎn) X 等于終點(diǎn) XE則停止。當(dāng) XEYE，則用 Y方向走的總步數(shù) YE作為終點(diǎn)判別的依據(jù)。 由此，第一象限直線插補(bǔ)程序的算法如下： （ 1） 判別 FM是大于 0 還是小于 0。 （ 2） 若 0≥MF ，則向 +X 方向輸出一進(jìn)給脈沖，計(jì)算新偏差 FM=FMYE，并修改動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為 X=X+1；若 0MF ,則向 =Y方向輸出一進(jìn)給脈沖，計(jì)算新偏差 FM=FM+XE，并修改動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為 Y=Y+1。 （ 3） 終點(diǎn)判別：若 X=XE（ Y=YE），則停止插補(bǔ)運(yùn)算。否則轉(zhuǎn)入第一步，重復(fù)上述步驟。 第一象限直線插補(bǔ)程序框圖如下圖： 36 參考文獻(xiàn) [1] 范超毅 等主編，《數(shù)控技術(shù) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 》，武漢華中科技大學(xué)出版社， 2021 年版 [2] 劉躍南主編 ,《機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及其應(yīng)用》，北京機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 年版 [3] 李誠(chéng)人等編 著，《現(xiàn)代機(jī)電控制系統(tǒng)》，西安西北工業(yè)大學(xué)出版社， 1999 年版 [4] 張新義主編，《經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，北京機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 年版 N N 初始化 Fm =0？ Y方向進(jìn)給 Fm ＝ Fm ＋ X Y＝ Y＋ 1 Fm ＝ Fm — Y X＝ X＋ 1 X＝ Xe？ Y＝ Ye？ 返 回 X 方向進(jìn)給 37 [5] 房小翠等編著，《單片微型計(jì)算機(jī)與機(jī)電接口技術(shù)》，北京國(guó)防工業(yè)出版社，2021 年版 [6] 李善術(shù)主編，《數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用》，北京機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年版 [7] 劉國(guó)榮主編，《單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)》，北京機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 年版 后記 時(shí)光荏苒，逝者如斯，轉(zhuǎn)瞬之間我已經(jīng)快要畢業(yè)了。在這最后一個(gè)學(xué)期里，我們把大部分精力都集中在做畢業(yè)設(shè)計(jì)。為了 做好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我為此付出了很多。還特意辭掉了工作，回到學(xué)校來做畢業(yè)設(shè)計(jì)，也還為了些別的事情。 我認(rèn)為最后的一個(gè)學(xué)期，我們有充足的時(shí)間去做自己喜歡的事情。而我則用這段時(shí)間看了些書，把自己喜歡的二原來又沒有看過的書閱讀了一遍。很多人都利用這個(gè)學(xué)期去了上班的地方，而我覺得這樣是在浪費(fèi)時(shí)間，在學(xué)校的時(shí)間如此短暫，應(yīng)該好好利用，去做些對(duì)自己以后的發(fā)展有益的事情，何必這么早去公司？而且大多數(shù)公司都只拿實(shí)習(xí)期當(dāng)苦力對(duì)待。待在學(xué)校的人很少，而象我這樣有工作不去實(shí)習(xí)的人更少。 經(jīng)過 幾個(gè)月 的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾 聲，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我抱著非常認(rèn)真的態(tài)度去對(duì)待， 由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有 一些 考慮不周全的地方 。 在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中 我均是獨(dú)立完成 。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是 周俊容 老師仍然細(xì)心地糾正錯(cuò)誤。除了敬佩 周 老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì) 。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成 最后感謝 湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院三 年來對(duì)我的大力栽培 38