【正文】 另 外 ， 在 數(shù) 控車 削 系 統(tǒng) 中 ， y 軸 表 示 為 z 軸 ， 以 與 數(shù) 控 加 工 的 ISO 代 碼 一 至 。 這 些 參 數(shù) 由 調(diào) 用 程 序 查 詢 數(shù) 據(jù) 表 得 到 ， 并 存 入 入 口 單 元 Xe,Ze 及 BS ； 本 子 程 序 還 用 一 個(gè) 工 作 單 元 存 放 走 步 過 程 中 加 工 點(diǎn) 偏差 值 ， 初 態(tài) 為 0。 下 面 以 插 補(bǔ) 第 1 象 限 直 線 、 第 2 象 限 直 線 為 例 ， 介 紹直 線 插 補(bǔ) 計(jì) 算 子 程 序 的 設(shè) 計(jì) 。 如 此 不 斷 循 環(huán) 直 至 到 達(dá) 終 點(diǎn) 為 止 。* 偏 差 判 別 ； 判 別 偏 差 F≥ 0 或 F＜ 0 ， 這 是 邏 輯 運(yùn) 算 ， 根 據(jù) 邏 輯 運(yùn)算 的 結(jié) 果 確 定 下 一 步 進(jìn) 給 方 向 和 新 的 偏 差 計(jì) ；* 坐 標(biāo) 進(jìn) 給 ： 根 據(jù) 所 在 象 限 及 偏 差 符 號 ， 確 定 沿 哪 個(gè) 坐 標(biāo) 以 及 是 沿 正向 還 是 負(fù) 向 進(jìn) 給 ；* 偏 差 計(jì) 算 ； 進(jìn) 給 一 步 后 ， 計(jì) 算 新 的 加 工 點(diǎn) 對 給 定 軌 跡 的 偏 差 ， 作 為下 一 次 偏 差 判 別 的 依 據(jù) ；* 終 點(diǎn) 判 別 ： 進(jìn) 給 一 步 后 ， 終 點(diǎn) 計(jì) 數(shù) 器 減 1。設(shè) 置 一 個(gè) 終 點(diǎn) 計(jì) 數(shù) 器 ， 初 值 為 x,y 兩 個(gè) 坐 標(biāo) 給 定 的 總 步 數(shù) ， 每 當(dāng) 沿x 或 y 坐 標(biāo) 方 向 進(jìn) 給 一 步 時(shí) ， 終 點(diǎn) 計(jì) 數(shù) 點(diǎn) 減 1， 當(dāng) 減 為 0 時(shí) ， 到 達(dá) 終 點(diǎn) 。 （ 2） 終 點(diǎn) 判 斷 方 法逐 點(diǎn) 比 較 法 的 終 點(diǎn) 判 斷 有 以 下 幾 種 方 法 ：設(shè) 置 x,y 兩 個(gè) 減 法 計(jì) 數(shù) 器 。 加 工 的 起 點(diǎn) 是 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 起點(diǎn) 的 偏 差 為 ， 隨 著 加 工 點(diǎn) 前 進(jìn) ， 新 加 工 點(diǎn) 的 偏 差 都 可 以 由 前 一 點(diǎn)0偏 差 Fm 和 終 點(diǎn) 坐 標(biāo) 相 加 或 相 減 得 到 。 當(dāng) Fm≥ 0 時(shí) ， 表 明 m 點(diǎn) 在 OA 上 或 在 OA 上 方 ， 應(yīng) 沿 +x 方 向 進(jìn) 給 一 步 ， 走 一 步 以 后 新 的 坐 標(biāo) 值為 ： 11??my該 點(diǎn) 的 偏 差 為 ： ememeemem yFxyxyF?????? )(11當(dāng) Fm0 時(shí) ， 表 明 m 點(diǎn) 在 OA 的 下 方 ， 應(yīng) 沿 +y 方 向 進(jìn) 給 一 步 ， 走 一 步后 新 的 坐 標(biāo) 為 ： mx??132 / 4711??my該 點(diǎn) 的 偏 差 為 ： eeeemem xFxyxyF?????)(11在 式 中 只 有 加 減 運(yùn) 算 。如 果 直 接 按 式 （ 41） 計(jì) 算 偏 差 ， 則 要 做 2 次 乘 法 ， 1 次 減 法 ， 比 較 麻煩 ， 因 此 有 必 要 進(jìn) 一 步 簡 化 。逐 點(diǎn) 比 較 法 直 線 插 補(bǔ) 的 原 理 是 ： 從 第 1 象 限 直 線 的 起 點(diǎn) （ 即 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ）出 發(fā) ， 當(dāng) Fm 時(shí) ， 沿 +x 軸 方 向 走 一 步 ； 當(dāng) Fm0 時(shí) ， 沿 +y 方 向 走 一 步 。, 點(diǎn) 在 OA 直 線 下 方 。 取 直 線 起 點(diǎn) 為 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 終 點(diǎn) 坐 標(biāo)（ ） 是 已 知 的 。 根 據(jù) 偏 差 的 正 負(fù) 決 定 下 一 步 走 向 ，逼 近 給 定 軌 跡 。 詳 細(xì) 圖 紙 內(nèi) 容 見 圖 紙 。 第 二 種 是 軟 、 硬 件 相 結(jié) 合 的 方 法 ， 這 里 有 專 門 設(shè) 計(jì) 的 一種 編 程 器 接 口 ， 計(jì) 算 機(jī) 向 接 口 輸 入 簡 單 形 式 的 代 碼 數(shù) 據(jù) ， 而 接 口 輸 出 的 是 步進(jìn) 電 機(jī) 各 相 導(dǎo) 通 或 截 止 的 信 號 。 在 電 機(jī) 驅(qū) 動 電 源 內(nèi) ， 還 包 括 環(huán) 形 分 配 器 ， 而 其 功能 必 須 由 微 型 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 完 成 。 30 / 47方 式 信號方 向 信號CP 脈沖圖 38 串 行 控 制 示 意圖 8031 步進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器 功率放大電路并 行 控 制 。 將 信 號 送 入 步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū) 動 電 源 的 環(huán) 形 分 配 器 ， 所 以 在 這 種 系統(tǒng) 中 ， 驅(qū) 動 電 源 中 必 須 含 有 環(huán) 形 分 配 器 。串 行 控 制 。各 種 單 片 微 型 計(jì) 算 機(jī) 的 迅 速 發(fā) 展 和 普 及 ， 為 設(shè) 計(jì) 功 能 很 強(qiáng) 而 價(jià) 格 低 廉 的 步 進(jìn)電 機(jī) 控 制 器 提 供 了 條 件 。 進(jìn) 電 機(jī) 的 微 機(jī) 控 制步 進(jìn) 電 機(jī) 的 工 作 過 程 一 般 由 控 制 器 控 制 ， 控 制 器 按 照 設(shè) 計(jì) 者 的 要 求 完 成一 定 的 控 制 過 程 ， 使 功 率 放 大 電 路 按 照 要 求 的 規(guī) 律 驅(qū) 動 步 進(jìn) 電 機(jī) 運(yùn) 行 。29 / 47圖 37 斬 波 恒 流 功 放 電 路通 過 比 較 選 擇 ， 本 設(shè) 計(jì) 中 選 用 單 電 壓 功 率 放 大 電 路 。 若 VrefVf 時(shí) Vin 信 號 通 過 與 門 ， 形 成 Vb 正 脈 沖 ，打 開 功 率 管 VT； 反 之 ， VrefVf 時(shí) Vin 信 號 被 截 止 ， 無 Vb 正 脈 沖 ， 功 率管 VT 截 止 。28 / 47圖 36 高 低 電 壓 功 率 放 大 電 路不 足 之 處 是 在 高 低 壓 銜 接 處 的 電 流 波 形 在 頂 部 有 下 凹 ， 影 響 電 動 機(jī) 運(yùn) 行的 平 穩(wěn) 性 。由 于 二 極 管 VD1 的 作 用 ， 使 繞 組 只 加 上 高 電 壓 U1， 繞 組 的 電 流 很 快 達(dá)到 規(guī) 定 值 。圖 35 單 電 壓 功 率 放 大 器(2) 高 低 電 壓 功 率 放 大 電 路電 源 U1 為 高 電 壓 ， 電 源 大 約 為 80～ 150V， U2 為 低 電 壓 電 源 ， 大 約 為5～ 20V。 電 流 型 中 有 恒 流 驅(qū) 動 、 斬 波 驅(qū) 動 等 。27 / 47步 進(jìn) 電 機(jī) 所 使 用 的 功 率 放 大 器 有 電 壓 型 和 電 流 型 。CH250 在 供 三 相 六 拍 步 進(jìn) 電 機(jī) 工 作 時(shí) ， 線 路 中 的 接 線 見 圖 33：26 / 47圖 33 三 相 六 拍 時(shí) CH250 接 線 圖橫 向 部 分 為 90BF002 五 相 反 應(yīng) 式 步 進(jìn) 電 機(jī) ， 與 其 相 配 的 環(huán) 形 脈 沖 分 配器 為 PMM8714， 其 管 腳 圖 見 圖 34。 所 以 不 同 相 的 電 機(jī) 應(yīng) 選 用 不 同 的 環(huán) 形 分 配 器 。 形 脈 沖 分 配 器 的 選 擇步 進(jìn) 電 機(jī) 的 各 組 繞 組 必 須 按 一 定 的 順 序 通 電 才 能 正 常 工 作 。25 / 47 進(jìn) 電 機(jī) 的 驅(qū) 動步 進(jìn) 電 機(jī) 的 運(yùn) 行 特 性 與 配 套 使 用 的 驅(qū) 動 電 源 有 密 切 關(guān) 系 。 又 因 為 8031 在 外 接 程 序 存 儲 器 或 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 時(shí) 地 址 的 低 8位 信 息 和 數(shù) 據(jù) 信 息 分 時(shí) 送 出 ， 故 還 需 要 采 用 一 片 6264 數(shù) 據(jù) 存 儲 器 儲 存 數(shù)據(jù) 。8031 最 小 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 。（ 2） 控 制 口 線PSEN(片 外 取 指 控 制 )、 ALE（ 地 址 鎖 存 控 制 ） 、 EA（ 片 外 存 儲 器 選 擇 ）、 RESET（ 復(fù) 位 控 制 ） 。24 / 47 片 機(jī) 的 選 擇圖 31 8031 引 腳 圖本 設(shè) 計(jì) 選 用 8031 芯 片 ， 片 內(nèi) 無 ROM 或 者 EPROM， 使 用 時(shí) 必 須 配 置 外部 的 程 序 存 儲 器 EPROM。 目 前 ， 工 控 機(jī) 中 應(yīng) 用 最 多 的 是8031 單 片 機(jī) 。 由 此 就可 以 將 縱 向 及 橫 向 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 的 裝 配 圖 設(shè) 計(jì) 并 畫 出 ， 具 體 請 見 圖 紙 。 彈 簧 4 的 拉 力 大 小 可 用 螺 母5 調(diào) 節(jié) 螺 釘 7 的 伸 出 長 度 ， 調(diào) 整 好 后 再 用 螺 母 6 鎖 緊 。 因 該 方 法 受 到 周 向 圓 弧 槽 及 彈 簧 尺 寸限 制 ， 故 僅 適 用 于 讀 數(shù) 裝 置 而 不 適 用 于 驅(qū) 動 裝 置 。 在 彈 簧 2 的 作 用 下使 薄 片 齒 輪 3 和 4 錯(cuò) 位 而 消 除 齒 側(cè) 間 隙 。圖 25 圓 柱 齒 輪 軸 向 墊 片 間 隙 消 除 機(jī) 構(gòu)(3) 雙 片 薄 齒 輪 錯(cuò) 齒 調(diào) 整 法 這 種 消 除 齒 側(cè) 間 隙 的 方 法 是 將 其 中 一 個(gè)23 / 47做 成 寬 齒 輪 ， 另 一 個(gè) 用 兩 片 薄 齒 輪 組 成 。 裝 配 時(shí) 軸 向 墊 片 3 的 厚 度 應(yīng) 使 得 齒 輪1 和 2 之 間 既 齒 側(cè) 間 隙 小 ， 運(yùn) 轉(zhuǎn) 又 靈 活 。 特 點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 但 其 側(cè) 隙 不 能 自 動 補(bǔ)償 。常 用 的 直 齒 輪 調(diào) 整 齒 側(cè) 間 隙 的 方 法 有 以 下 幾 種 。經(jīng) 驗(yàn) 算 可 知 電 動 機(jī) 合 格 。ckgfMa? 步 進(jìn) 電 機(jī) 最 高 工 作 頻 率 HzVf ????? 步 進(jìn) 電 機(jī) 選 擇 cmkgfMTi ?.采 用 90BF002 型 直 流 步 進(jìn) 電 機(jī) 。 總 的 轉(zhuǎn) 動 慣 量 ??221zgcmk054. ?????????? 所 需 轉(zhuǎn) 動 力 矩 計(jì) 算 min/ rSiVn??? ckgfmNTJnMa?????? min/iDfi rni ?????主 ckgfNMat ???..6924 cmkgfiWSfiFf ????39。kn?將 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 代 入 上 式 中 可 得 Npk 72362 102.)801(.. ?????)( nn?絲 杠 不 會 失 穩(wěn) 。k——絲 杠 失 穩(wěn) 時(shí) 的 臨 界 負(fù) 載 ， 由 ：kp 2)(lEJpk???式 中 ——絲 杠 長 度l——絲 杠 軸 端 系 數(shù) ， 由 支 承 條 件 定 。 若 軸 向 力 過 大 ， 將 使絲 杠 失 去 穩(wěn) 定 而 產(chǎn) 生 翹 曲 ， 所 以 選 用 時(shí) 必 須 進(jìn) 行 穩(wěn) 定 性 校 核 。L?每 導(dǎo) 程 變 形 量 可 按 以 下 公 式 計(jì) 算L??2021LEFLm????GJT0?選 取 )(?? 221)(??mEL401 108..?????18 / 47mL3302 ?????????其 中 ： ?3510..??????則 1L????m389??mL/? /.查 手 冊 所 得 ， 所 選 用 的 級 絲 杠 精 度 允 許 誤 差 為 ， 滿 足 要 求 。039。 選 取 靜0C17 / 47態(tài) 安 全 系 數(shù) =2， 滾 珠 絲 杠 的 最 大 軸 向 負(fù) 荷 故 最 大 靜sf ??負(fù) 荷 為 ??? NFfCs(4)選 擇 滾 珠 絲 杠 副表 22 滾 珠 絲 杠 副 參 數(shù)型 號公 稱直 徑??m基 本 導(dǎo)程 螺 旋升 角絲 杠外 徑 )(m絲 杠內(nèi) 徑額 定 動載 荷 )(N絲 杠長 度??m額 定 靜載 荷 )(?39。 一 般 允 許 其 塑 性 變 形 量 不 超 過 滾 珠 直 徑 的 萬分 之 一 。 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 負(fù) 荷 。GFfKzym??)?燕 尾 形 導(dǎo) 軌 選 取 參 數(shù) ： Nf,2.,.39。 因 而 其 數(shù) 值 大 小 和 導(dǎo) 軌 的 形式 有 關(guān) 。 滾 珠 絲 杠 副 的 預(yù)緊 方 法 選 擇 雙 螺 母 螺 紋 預(yù) 緊 。 結(jié) 構(gòu) 類 型 確 定 后 ， 再 計(jì) 算 和 確 定 其 他 參 數(shù) ， 包 括 ： 公 稱直 徑 、 導(dǎo) 程 、 滾 珠 的 工 作 圈 數(shù) 、 列 數(shù) 、 精 度 等 級 等 。 定 系 統(tǒng) 的 脈 沖 當(dāng) 量橫 向 （ X 向 ） 脈 沖 當(dāng) 量 為 。max 步 進(jìn) 電 機(jī) 最 高 工 作 頻 率 HzVf ????? 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 選 擇對 于 工 作 方 式 為 三 相 六 拍 的 步 進(jìn) 電 機(jī) ， 有 ???查 表 選 用 110BF003 型 直 流 步 進(jìn) 電 動 機(jī) ， 其 最 大 徑 轉(zhuǎn) 矩 是800N cm= cm。t M m????當(dāng) n=n 時(shí) ， M =Mmaxmx in/ ? cmkgfNa ??????..當(dāng) n=n 時(shí) ， M =Mtati04t ????，主 fniFMcmkgrNrSfiDfiatt???????當(dāng) = 時(shí)39。 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 選 用 有 關(guān) 齒 輪 計(jì) 算傳 動 比 12 / 47 ??????Si故 取