數(shù)控機(jī)床橫向伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(參考版)
2024-09-02 13:16本頁面
【正文】 在六個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，在指導(dǎo)老師 李琳老師 的嚴(yán)格要求及悉心指導(dǎo)下，按時(shí)完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，并在此過程中鞏固了本專業(yè)的知識，分析解決問題的能力也得到了進(jìn)一步的提高。由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不 周全的地方，如果沒有老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)成了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的工作、學(xué)習(xí)、生活 有非常重要的影響，而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功的喜悅，雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的額不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的，的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手，最后終于做完了，有種如釋重負(fù)的感覺。通過這次 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì)，我才明白 ， 學(xué)習(xí)是 一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提 高自己的知識和綜合素質(zhì)。通過這次 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識還比較欠缺。 GK618≤ 76dB(A)。 GK610≤70dB(A)。 GK607≤65dB(A)。 GK605≤60dB(A)。時(shí) R≤ 250Ω 備選 :熱敏開關(guān) 安裝型式 護(hù)保等級 冷 卻 表面漆 ● IMB5 備選： IMV IMV IMB35 ● IP64 備選： IP 6 IP67 ●自然冷卻 ●灰色無光漆 備選：根據(jù)用戶需要 軸 承 徑向軸密封 ●雙面密封 深溝球軸承 ●驅(qū)動端裝軸密封圈 軸 伸 ●標(biāo)準(zhǔn)型： a型 光軸、無鍵 備選： b型 有鍵槽、帶鍵、或根據(jù)要求定制詳見軸伸標(biāo)準(zhǔn)圖 振動等級 旋轉(zhuǎn)精度 ● N級 備選： R級， S級 ● N級 備選： R級， S級 噪 音 GK603≤ 55dB(A)。 該交流伺服電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、高精度反饋元件（如：光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等）組成。由脈寬調(diào)制變頻器控制運(yùn)行，具有良好的力矩性 能和寬廣的調(diào)速范圍。 該電機(jī)采用自冷式，防護(hù)等級為 IP64IP67。 要根據(jù)負(fù)載的情況選擇，計(jì)算公式為 Nm 其中： F— 進(jìn)給方向的切削力 (N)； ML— 工件和工作臺總質(zhì)量 (Kg)； μ — 導(dǎo)軌的磨擦系數(shù)； η — 傳動總效率； Z1— 步進(jìn)電動機(jī)輸出軸齒數(shù)； Z2— 滾珠絲杠軸端齒輪數(shù)； ｈ — 滾珠絲杠導(dǎo)程。 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的最高快移速度、傳動比和絲杠螺距來選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。步進(jìn)電動機(jī)的步距角以及驅(qū)動裝置的細(xì)分倍數(shù)決定了步進(jìn)電動機(jī)的分辨率步距角一在 1/400r～ 1/1000r 左右。 加工精度要求很高的高檔機(jī)床才選用全閉環(huán)和混合閉環(huán)。 加工精度要求不高的簡易機(jī)床一般用開環(huán)控 制系統(tǒng)。 二、選型內(nèi)容 度要求不高的機(jī)床，分辨率在 ，最高快移速度在 5m/min以下。 、可靠性：長時(shí)間無故障的工作。 一、選型原則： ：選型 的目是是為滿足整機(jī)的設(shè)計(jì)需要，從而滿足生產(chǎn)的需要。 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給交流 伺服驅(qū)動器的選型 進(jìn)給驅(qū)動裝置的選型 進(jìn)給系統(tǒng)的選型是以數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)，與數(shù)控裝置的選型有密切的關(guān)系，機(jī)床的各軸的進(jìn)給速度、整機(jī)的加式精度、加工范圍、傳動方式等都直接對驅(qū)動系統(tǒng)的性能提出了要求。包括模擬電壓、數(shù)字 I/O及串口通訊電路； 8） .故障檢測，保護(hù)電路。 4） .位置傳感器（含速度）。 3） .微處理器控制器幾邏輯門陣列。 可分為永磁交流同步伺服電動機(jī)，永磁無刷直流伺服電機(jī)、感應(yīng) 伺服電機(jī)及磁阻式伺服電機(jī)； 2） .PWM功率逆變器。 第四章 數(shù)控機(jī)床（直流、交流）伺服控制方案分析與計(jì)算 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給交流 伺服系統(tǒng)組成 交流伺服系統(tǒng)主要由下列幾個(gè)部分構(gòu)成。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動計(jì)算 支承軸承的設(shè)計(jì) 查軸承表： 對于 20? 的軸承，其 1 N m? ， 對于 25? 的軸承，其 2 N m? ， 則 12 0. 15 0. 2 0. 35B b bT T T N m? ? ? ? ? maxg P a BT T T T? ? ? 0 .1 9 2 .1 4 0 .3 5 2 .6 8 Nm? ? ? ? 伺服電機(jī)的計(jì)算和選型 根據(jù)文獻(xiàn) [1]，扭矩的計(jì)算為： 1. 理論動態(tài)預(yù)緊轉(zhuǎn)矩 查文獻(xiàn) [1]中表知 3級滾珠絲杠 ?? ， 而 m a x / 3 2 0 1 3 / 3 6 7 1 ( )PF F N m? ? ? 230 ( / 2 ) [(1 ) / ] 1 0P P hT F P ? ? ? ?? ? ? ? () 23(6 7 1 6 / 2 ) [ (1 0 .9 ) / 0 .9 ] 1 00 .1 3 5 ( )Nm ??? ? ? ? ?? 2. 最大動態(tài)摩擦力矩 對于 3級滾珠絲杠， 40%P? ?? ， m a x 0(1 4 0 % ) 0 .1 9 ( )PPT T N m? ? ? () 3. 電機(jī) 的額定扭矩 ( ~ )gJTT? (5. 36 ~ 7. 66 )JT N m? 4. 電機(jī)的選擇 根據(jù)以上計(jì)算的扭矩及文獻(xiàn) [2]，選擇電機(jī)型號為 SIEMENS的 IFT5066，其額定轉(zhuǎn)矩為 再作上述驗(yàn)算，直至滿足要求為止。 （ 3）根據(jù)具體共走要求，對于結(jié) 構(gòu)尺寸，循環(huán)方式，調(diào)隙方法及傳動效率等方面進(jìn)行初選，并從初選的幾個(gè)型號中選出比較合適的名義直徑 D0，螺距 Ph，滾珠工作圈數(shù) j，滾珠列數(shù) k等，再確定某一型號。再加上閉環(huán)反饋系統(tǒng)的補(bǔ)償，定位精度能進(jìn)一步提高 [10]。 5） 傳動精度計(jì)算 滾珠絲杠的拉壓剛度 24s dEK L?? () 導(dǎo)軌運(yùn)動到 兩極位置時(shí)，有最大和最小拉壓剛度，其中， L值分別為 300mm和 100mm。 m2)。 m2)； JZ—— 絲杠上傳動件的轉(zhuǎn)動慣量 (kg 69 . 8 3 2 4 1 0 1 2 6 0 / 1 2 0 3 8 / m i n 1 5 0 0 / m i n2020eB K r a d s r rm? ??? ? ? ? ? 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率遠(yuǎn)大于 1500r/min，能滿足要求。螺母座剛度 10 00 /HK N m?? 。 4) 絲杠本身的拉壓剛度： 對絲杠支承組合方式為兩端固定的方式： 61 0 /s A E lK N ma l a ??????????? () 式中 A—— 絲杠最小橫截面， 222 ()4A d mm??； E—— 材料的彈性模量， E=? 1011(N/m2)； l—— 兩支承間距 (m)； a—— 螺母至軸向固定處的距離 (m)。 2) 軸承的接觸剛度可查軸承型 號樣本。 3） 絲杠拉壓振動與扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度 Ke的計(jì)算公式： 兩端固定： 11 1 1 1 1 ( / )4e B c H S NmK K K K K ? ?? ? ? ? () 式中 Ke —— 滾珠絲杠
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