運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-x-y數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書-wenkub.com
2025-05-31 18:35 本頁(yè)面
【正文】 （ 6） CNC系統(tǒng)的配置： PMAC以計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)插卡的形式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共同構(gòu)成 CNC系統(tǒng)，它可以用PC－ XTamp。 （ 3） PLC功能的實(shí)現(xiàn)：內(nèi)裝式軟件化的 PLC，使用類似 basic的程序，可擴(kuò)展到 2048點(diǎn) I/O。 PMAC除上述 板卡 形式外。 10V模擬量。與同類產(chǎn)品相比， PMAC的特性給系統(tǒng)集成者和最終用戶提供了更大的柔性。PMAC內(nèi)部使用了一片 Motorola DSP 56003數(shù)字信號(hào)處理 芯片，它的速度、分辨率、 帶寬 等指標(biāo) 遠(yuǎn)優(yōu)于一般的控制器。其光電偶合部分采用的是達(dá)林頓管，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電磁鐵的電流比較大。電路中與繞組并聯(lián)的二極管 D 起到續(xù)流作用，即在功放管截止是，使儲(chǔ)存在繞組中的能量通過(guò)二極管形成續(xù)流回路泄放，從而保護(hù)功放管。 （行程開關(guān)） 前向通道 傳動(dòng)驅(qū)動(dòng) （電磁鐵） （步進(jìn)電機(jī)） 人機(jī)界面 傳感 器 AT89S51 （鍵盤、 LED） 后向 通道 驅(qū)動(dòng) 1 X 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 2 Y 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 3 外部中斷 1 外部中斷 2 AD0~AD7 CE IO/M PB 口 PA 口 PC 口 AT89S51 鍵盤 電磁鐵 8155 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 機(jī)檢 1111 班 第一組 12 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和工作原理 步進(jìn)電機(jī)的速度控制比較容易實(shí)現(xiàn)，而且不需要反饋電路。 AT89S51 的性能參數(shù)為： Flash 存儲(chǔ)器容量為 4KB、 16 位定時(shí)器 2 個(gè)、中斷源 6 個(gè)（看門狗中斷、接收發(fā)送中斷、外部中斷 0、外部中斷 定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 中斷）、 RAM 為 128B、14 位的計(jì)數(shù)器 WDT、 I/O 口共有 32 個(gè)。 從要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來(lái)看，選用較老的 8051 單片機(jī)需要拓展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，無(wú)疑提高了設(shè)計(jì)價(jià)格，而選用高性能的 16 位 MCS96 又顯得過(guò)于浪費(fèi)。 CPU 板 CPU 的選擇 隨著微電子技術(shù)水平的不斷提高，單 片微型計(jì)算機(jī)有了飛躍的發(fā)展。 對(duì)材料為鋼的圓柱零件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算 ? ? cmkgLDJ ??? ? 式中： D—— 圓柱零件直徑（ cm）； L—— 零件長(zhǎng)度（ cm）。 表 22 步進(jìn)電機(jī)參數(shù) 型 號(hào) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 外形尺寸()mm 重量 ()N 步距角?? 最 大靜轉(zhuǎn)距? ?Ncm 最高空載啟動(dòng)頻率( /steps ) 相數(shù) 電壓 ()V 電流 ()A 外徑 長(zhǎng)度 軸徑 45BF0032 1． 5 3700 3 60 2 45 58 4 11 、確定齒輪傳動(dòng)比 因步進(jìn)電機(jī)步距角 ? ? ，滾珠絲杠螺距 4t mm? ，要實(shí)現(xiàn)脈沖當(dāng)量 0. 01 /p mm ste p? ? ，在傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)加一對(duì)齒輪降速傳動(dòng)。 ⑵、步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩的計(jì)算 設(shè)步進(jìn)電機(jī)等效負(fù)載力矩為 T，負(fù)載力為 P，根據(jù)能量守恒原理，電 機(jī)所做的功與負(fù)載力做功有如下關(guān)系 T Ps??＝ 式中： ? —— 電機(jī)轉(zhuǎn)角； s —— 移動(dòng)部件的相應(yīng)位移； ? —— 機(jī)械傳動(dòng)效率。 所以導(dǎo)程總誤差 。 ⑴、最大動(dòng)負(fù)載 Q 的計(jì)算 3 HQ L f f P?? 查表得系數(shù) 1f?? ， 1Hf ? ，壽命值 66010nTL? 查表得使用壽命時(shí)間 T=15000h，初選絲杠螺距 t=4mm，得絲杠轉(zhuǎn)速 5004 210 0010 00 m a x ???? tVn (r/min) 所以 45010 15000500606 ????L X 向絲杠牽引力 f G? 當(dāng) ()f當(dāng) — — 當(dāng) 量 摩 擦 系 數(shù) 1. 41 4 0. 01 24 0 3. 39 ( )N? ? ? ? Y 向絲杠牽引力 ? ?NGfP y x ????? 當(dāng) 所以最大動(dòng)負(fù)荷 X 向 ? ?NQx ????? Y 向 ? ?NQy ????? 查表，取滾珠絲杠公稱直徑 0 10d mm? ，選用滾珠絲杠螺母副的型號(hào)為 SFK1004，其額定動(dòng)載荷為 390N，足夠用。當(dāng)導(dǎo)軌在位置 Ⅰ 時(shí)，兩端滾動(dòng)體受力相等，工作臺(tái)保持水平；當(dāng)導(dǎo)軌移動(dòng)到位置 Ⅱ 或 Ⅲ 時(shí)，兩端滾動(dòng)體受力不相等，變形不一致，使工作臺(tái)傾斜 α 角，由此造成誤差。 XY 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分的總重量：約 163N。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個(gè)相對(duì) 運(yùn)動(dòng)面的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，減小振動(dòng)。 （ 2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用了 美國(guó) PMAC 運(yùn)動(dòng)控制卡 pmac(program multiple axises controller)是美國(guó) delta tau 公司生產(chǎn)制造的多軸運(yùn)動(dòng)控制卡，是世界上功能最強(qiáng)，計(jì)算速度最快，質(zhì)量可靠的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品。 設(shè)計(jì)參數(shù)如下：負(fù)載重量 G=150N；臺(tái)面尺寸 C B H＝ 100mm 120mm 12mm；底座外形尺寸 C1 B1 H1 ＝ 210mm 220mm 140mm；最大長(zhǎng)度 L=288mm；
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