【正文】 45。在不斷完善和修改的過程中，也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理。在這里還要深深的對您說上一句抱歉，因為我的懶散和懈怠，令您費盡苦心并且?guī)捉．斘覍φ撐牡乃悸犯械矫悦r，您為我理清思路，指導(dǎo)我往一條比較清晰的思路上進行修改。論文得以順利完成，要感謝的人實在太多了。在前期的積累經(jīng)驗，到中期的修改和討論，及最后的反復(fù)斟酌，我希望能盡自己最大的努力，寫出一篇具有現(xiàn)實意義的論文。通過對立體光固化造型機機械系統(tǒng)的設(shè)計和計算，使得其運動和傳動更加合理和平穩(wěn)，進而使其在生產(chǎn)過程中能夠更好的進行生產(chǎn)。通過電機轉(zhuǎn)動，再經(jīng)過連軸器傳到滾珠絲杠，通過X向和Y向兩個電機的各種轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)XY向掃描；Z向工作臺也采用了滾珠絲杠和導(dǎo)軌傳動。對部分結(jié)構(gòu)進行了改進，并且對重要零部件進行了設(shè)計和校核，使得其能夠滿足設(shè)計要求，工作穩(wěn)定。并通過實測證明系統(tǒng)運行結(jié)果具有可靠性、可行性、有效性。 本章小結(jié)通過PLC 來實現(xiàn)步進電機的單雙軸運動控制的設(shè)計，從而達到了PLC 在步進電動控制中應(yīng)用更加廣泛。當繞組按AACCCBBBAA…順序通電時步進電機反轉(zhuǎn)。步進電機的轉(zhuǎn)向可以通過改變步進電機各繞組的通電順序來改變其轉(zhuǎn)向。因此可以根據(jù)該工序要求的進給速度,確定其PLC輸出的脈沖頻率：　　 　　 式中——伺服機構(gòu)的進給速度(mm/min)。 行程控制 由步進電機的工作原理和特性可知步進電機的總轉(zhuǎn)角正比于所輸入的控制脈沖個數(shù)；因此可以根據(jù)伺服機構(gòu)的位移量確定PLC輸出的脈沖個數(shù)： 　　 式中——伺服機構(gòu)的位移量（mm）；d ——伺服機構(gòu)的脈沖當量（mm/脈沖）。 脈沖頻率上限=(移動速度步進電機細分數(shù))/脈沖當量。根據(jù)脈沖頻率可以確定PLC 高速脈沖輸出時需要的頻率，根據(jù)脈沖數(shù)量可以確定PLC 的位寬。有了這些數(shù)據(jù)，就能有效地對步進電機進行變速控制。 與此類似，“停止頻率”是指系統(tǒng)控制信號突然關(guān)斷，步進電機不沖過目標位置的最高步進頻率。遠程維護: 遠處的編程軟件可以通過調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測、上載或卸載程序和數(shù)據(jù)密碼保護: 使用一個八位數(shù)字密碼保護您的程序。在線程序編輯: 在線改變程序不會損失工作時間或停止生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。輸入濾波器調(diào)節(jié)功能: 可以用輸入濾波器平整輸入信號（在基本單元中x000到x017）。小時表功能對過程跟蹤和機器維護提供了有價值的信息。時鐘功能和小時表功能: 在所有的FX2NPLC中都有實時時鐘標準。 內(nèi)置式24V直流電源: 24V、400mA直流電源可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其它元件。對每一個FX2n主單元可配置總計達8個特殊功能模塊。開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要模擬I/O，高速計數(shù)器。 PLC簡單介紹FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進的系列。通過改變通電順序，從而達到改變電機旋轉(zhuǎn)方向的目的。由于受脈沖的控制，其轉(zhuǎn)子的角位移量和速度嚴格地與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比，通過控制脈沖數(shù)量來控制角位移量，從而達到準確定位的目的。使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進電機來控制變的非常的簡單。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。通俗一點講：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。為方便零件的采購與安裝，刮刀機構(gòu)的驅(qū)動所采用的方式以及零件的規(guī)格均與掃描系統(tǒng)相同，均采用步進電機經(jīng)綜合考慮，選擇57BYG096型步進電機。根據(jù)固液兩相之間的浸潤機理可知，刮板應(yīng)該選用表面張力值較小的材料，如金屬鋁、有機物聚四氟乙烯等。故本設(shè)計中采用燕尾槽截面形狀的刮板。燕尾式刮板與液面是面接觸，對于流動性較好的樹脂，可以較好地阻止刮板前后由于高度差引起的回流。 不同刮板形狀圖刃口式刮板的優(yōu)點是：由于刮平時刮板底面與液面的實際接觸面積很小，近似為線接觸。一般講。為此必須采取相應(yīng)措施，來提高液面的位置精度和層厚精度。由于樹脂對刮板的粘附作用，刮板刮過之后，液面的實際位置要比刮板底面所在的位置低。等待時間的長短要根據(jù)樹脂的流動性、零件尺寸的大小而定。第二步刮板按設(shè)定次數(shù)作刮平運動，其作用是把涂敷在零件表面的多余樹脂刮掉。刮平運動可以使液面盡快流平，提高涂層效率。所以， 綜合考慮查表選擇57BYGH401型步進電機如圖所示： 步進電機 步進電機尺寸圖 電機型號相數(shù)步距角最大靜轉(zhuǎn)距電壓電流分配方式57BYGH4012 DC24 V3A雙相四拍 聯(lián)軸器的選擇波紋管聯(lián)軸器是一種一體成型的金屬彈性聯(lián)軸器，零回轉(zhuǎn)間隙，彈性作用補償徑向、角向和軸向偏差，高扭矩剛性和靈敏度，順時針和逆時針回轉(zhuǎn)特性完全相同，免維護，抗油和耐腐蝕性，鋁合金和不銹鋼材料，這種優(yōu)良的性質(zhì)十分適合與頻繁啟動的伺服電機連用，于是選用波紋管聯(lián)軸器。 附加摩擦力矩 式中：為滾珠絲杠預(yù)緊力，=/3；為滾珠絲杠預(yù)緊時的傳動效率，現(xiàn)取＝。所以，X向： Y向： 綜合考慮，查表選擇57BYG096型步進電機，如圖所示： 步進電機 步進電機外形尺寸 電機參數(shù)電機型號相數(shù)步距角最大靜轉(zhuǎn)距電壓相電流分配方式57BYG0962()DC 24V3 A雙相四拍 Z向轉(zhuǎn)動力矩計算Z向有關(guān)M的各項力矩值計算結(jié)果如下：加速力矩 式中：為傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量；為電機最大角加速度；為與運動部件最大快進速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速；t為運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間，為運動部件最大快進速度；為初選步進電機的步距角；為脈沖當量。X向： Y向： 附加摩擦力矩 （）：為滾珠絲杠預(yù)緊力；為滾珠絲杠預(yù)緊時的傳動效率，現(xiàn)?。?。 XY向轉(zhuǎn)動力矩的計算XY向有關(guān)M的各項力矩值計算如下：加速力矩 （） （）：為傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量；為電機最大角加速度；為與運動部件最大快進速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速；為運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間；為運動部件最大快進速度；為初選步進電機的步距角；為脈沖當量。X向： Y向： 傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算：X向： Y向： Z向等效轉(zhuǎn)動慣量計算滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量的折算： 工作臺質(zhì)量的折算： 傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算： 所需轉(zhuǎn)動力矩的計算步進電機空載啟動是指電機在沒有外加工作負載下的啟動。工作臺是移動部件，： （） 見《經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》P346。：為絲杠公稱直徑（cm）；為絲杠有效行程（mm）。 XY向等效轉(zhuǎn)動慣量計算滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量的折算。最后，要計算整個傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，即傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量。 傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量的計算傳動系統(tǒng)是轉(zhuǎn)動慣量是一種慣性負載,在電機選用時必須加以考慮。步進電機相對普通電機來說，他可以實現(xiàn)開環(huán)控制，即通過驅(qū)動器信號輸入端輸入的脈沖數(shù)量和頻率實現(xiàn)步進電機的角度和速度控制，無需反饋信號。在它的作用下，電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。 步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。 步進電機外表允許的最高溫度。這種步進電機的應(yīng)用最為廣泛，也是本次細分驅(qū)動方案所選用的步進電機?；旌鲜讲竭M電機是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。反應(yīng)式步進電機一般為三相，可實現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，但噪聲和振動都很大。 現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應(yīng)式步進電機（VR）、永磁式步進電機（PM）、混合式步進電機（HB）和單相式步進電機等。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。 步進電機的選擇 步進電機簡介步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。其參數(shù)如下： 計算滾動導(dǎo)軌副的距離壽命滾動導(dǎo)軌副的距離額定壽命可用下列公式計算： （） 見《機電一體化設(shè)計手冊》公式（）。 臨界載荷遠大于絲杠工作載荷=336N，因此滾珠絲杠不會失穩(wěn)。失穩(wěn)時的臨界載荷為： 式中：J為絲杠軸最小截面慣性矩，對絲杠圓截面，（為絲杠底徑，）；L為絲杠最大工作長度（m）；E為材料的拉、壓彈性模量，對鋼E＝Pa；為絲杠支承方式系數(shù)。 絲杠與螺母間的接觸變形量的大小計算： 因為： 取絲杠精度等級為1級，其有效工作行程內(nèi)的誤差為6，加上絲杠副的總變形量。 定位精度驗算絲杠的拉壓變形量滾珠絲杠應(yīng)計算滿載時拉壓變形量，按公式（）計算。 選取絲杠精度等級為1級。 為溫度系數(shù)， 工作溫度小于125，=；為硬度系數(shù)， 硬度大于58HRC，=；為精度系數(shù)， 精度等級取三級，=；為負荷性質(zhì)系數(shù)，無沖擊平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，=；為可靠性系數(shù)，可靠度98%， =；滾珠絲杠副的額定動負荷（N）；滾珠絲杠副的計算動負荷（N）；各類機械所用的滾珠絲杠的推薦壽命,取15000h。 Z向滾珠絲杠螺母副的選型和校核由于轉(zhuǎn)速較大，滾珠絲杠螺母副初步選型的主要依據(jù)其使用壽命選擇絲杠的基本尺寸并較核其承載能力是否超過額定動載荷。本設(shè)計中，絲杠