普通銑床的數(shù)控化改造-文庫吧資料
2025-05-22 06:23本頁面
【正文】 命，對(duì)數(shù)控機(jī)床可取T=15000h計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷為===58（Kn）式中 —載荷性質(zhì)系數(shù)，無沖擊1～，～，～。主傳動(dòng)系統(tǒng)的滾珠絲杠的計(jì)算滾珠絲杠的名義直徑，滾珠的列數(shù)和工作圈數(shù)應(yīng)按當(dāng)量動(dòng)載荷選擇。軸向剛度=1138 N/=/4=49/4=，只要軸向載荷值不達(dá)到或不超過預(yù)緊力的3倍，就 不必對(duì)預(yù)緊力提出額外的要求。本設(shè)計(jì)=—精度影響系數(shù)，對(duì)于5級(jí)滾珠絲杠取=。絲杠的最大載荷，當(dāng)切削時(shí)的最大進(jìn)給力加摩擦力，最小載荷即為摩擦力。在滾道內(nèi)裝有滾珠，當(dāng)絲杠與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾珠沿螺旋槽向前滾動(dòng)，在絲杠上滾過數(shù)圈以后通過回程引導(dǎo)裝置，逐個(gè)地又滾回到絲杠與螺母之間，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)的回路。它的結(jié)構(gòu)特以減少摩擦。根據(jù)精度推薦表，銑床X、Y軸的絲杠精度為5級(jí)，Z軸的絲杠精度為5級(jí)，所以本設(shè)計(jì)選用4級(jí)。P型是用于精確定位且能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度和導(dǎo)程間接測量軸向行程的滾珠絲杠副，T型是用于傳遞力的滾珠絲杠，其軸向行程的測量由與滾珠絲杠副的旋轉(zhuǎn)角度和導(dǎo)程無關(guān)的測量裝置來完成。經(jīng)頻率/電壓變換器變成正比于頻率的電壓作為速度反饋信號(hào)、供給速度控制單元進(jìn)行速度調(diào)節(jié)。通常，數(shù)控銑床的機(jī)械參考點(diǎn)與各軸的脈沖編碼器發(fā)生出Z相脈沖是一致的，即該信號(hào)與A、B信號(hào)嚴(yán)格同步。若以該方波的前沿或后沿產(chǎn)生計(jì)數(shù)脈沖，可以形成代表正向位移和反向位移的脈沖序列。在一個(gè)圓盤的圓周上分成相等的透明與不透明的部分，圓盤與工作軸一起旋轉(zhuǎn)，此外，還有一個(gè)固定不動(dòng)的扇形薄片與圓盤平行放置，并制作有辨向窄縫，當(dāng)光線通過這兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的薄透光與不透光部分時(shí)，使光電元件接受到的光通量也時(shí)大時(shí)小地連續(xù)變化，經(jīng)放大、整形電路的變換后變成脈沖信號(hào)。在數(shù)控銑床上只使用光電式脈沖編碼器，因?yàn)楣怆娛降木群涂煽啃詢?yōu)于其它。本設(shè)計(jì)采用圖（B）方案。本設(shè)計(jì)伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖為個(gè)，故轉(zhuǎn)換比例仍為6（v）/1000（r/min）.下圖為上述兩種方案的傳動(dòng)系統(tǒng)圖。其性能為電機(jī)按1000r/min輸出一定的電壓量（如輸出6v）如采用脈沖編碼器方案，則可在倍頻器后架頻率/電壓轉(zhuǎn)換器（F/V）。如選用每轉(zhuǎn)2500個(gè)脈沖編碼器，則倍頻器的倍數(shù)為4。旋轉(zhuǎn)變壓器的分解精度為每轉(zhuǎn)2000個(gè)脈沖，如果采用旋轉(zhuǎn)變壓器方案，則在伺服電機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器軸之間安裝5：1的升速齒輪。如果伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與絲杠直接連接。改造后使其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離，主軸電動(dòng)機(jī)的作用只是帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。 圖36 機(jī)床控制模塊程序框圖四：普通銑床的數(shù)控化主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 將原機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)換成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，無級(jí)調(diào)速部分由變頻器控制。圖35 工作方式選擇程序框圖 機(jī)床控制包括：X、Y、Z方向的進(jìn)給，電機(jī)的起動(dòng)、回零等。 圖34 系統(tǒng)初始化程序框圖 工作方式選擇工作方式選擇包括：手動(dòng)，自動(dòng)，單段運(yùn)行，單步運(yùn)行，編輯等。系統(tǒng)初始化包括：工作單元初始化，中斷延時(shí)初始化，系統(tǒng)診斷，數(shù)據(jù)區(qū)初始化，電源有無檢查等。診斷程序控制CNC系統(tǒng)各個(gè)硬件功能的正確性，指示可能存在的故障的位置與性質(zhì)，它的存在有助于操作人員定位故障部位，縮短系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間，提高系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)段開始插補(bǔ)加工時(shí)，系統(tǒng)控制程序還要準(zhǔn)備下一個(gè)數(shù)據(jù)段的讀入、讀碼、數(shù)據(jù)處理等。采用數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)時(shí)，則是生成各軸位置增量，該位置增量用數(shù)值表示。（6）插補(bǔ)運(yùn)算程序 插補(bǔ)運(yùn)算程序是根據(jù)建立的插補(bǔ)數(shù)學(xué)模型而編制的運(yùn)算處理程序，常用的脈沖增量插補(bǔ)方法有逐電比較法和數(shù)字積分法等。這部分程序提供了在手動(dòng)調(diào)整狀態(tài)下通過機(jī)床操作面板控制動(dòng)作地功能。 （5）機(jī)床手工控制程序機(jī)床手工控制程序是一個(gè)對(duì)操作面板和鍵盤來的命令進(jìn)行掃描的程序。（4）零件加工程序的編輯程序編輯程序?qū)嶋H上是一個(gè)鍵盤命令處理程序，它與鍵盤輸入通常成為一體，既可以用來從鍵盤輸入新的零件加工程序，也可以用來對(duì)已經(jīng)存儲(chǔ)在零件程序儲(chǔ)存器中的零件加工程序進(jìn)行編輯和修改。一個(gè)數(shù)據(jù)段從輸入到傳送至插補(bǔ)工作寄存器需要以下幾個(gè)環(huán)節(jié)，如圖33。 圖32 輸入輸出管理程序輸出程序較為簡單，它的功能是將調(diào)試成功的零件程序存入磁盤、磁帶、或穿孔輸出，以便長期保存。當(dāng)正常加工時(shí)，譯碼程序從這里取出程序段。無論是那種途徑輸入的零件程序去譯碼之前都必須經(jīng)過相應(yīng)的緩沖器，如圖32。4）返回環(huán)節(jié) 它的任務(wù)是執(zhí)行了命 圖31 系統(tǒng)總控程序結(jié)構(gòu)圖令處理程序后，返回到管理程序接收命令環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)處于等待新的操作狀態(tài)。2）接收命令環(huán)節(jié) 它的使命是接收操作者的命令，若不是命令則循環(huán)等待。數(shù)控系統(tǒng)加電以后便進(jìn)入這部分程序運(yùn)行。一般數(shù)控系統(tǒng)軟件主要由以下幾部分組成：系統(tǒng)總控程序，零件程序的輸入輸出管理程序，譯碼程序，零件加工程序編輯程序，機(jī)床手動(dòng)控制程序，零件加工程序的解釋執(zhí)行程序，伺服控制及開關(guān)控制程序和系統(tǒng)自檢程序。除此之外，先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)的管理程序還能適時(shí)運(yùn)行診斷模塊以便及時(shí)判斷和消除故障，并能進(jìn)行通信、聯(lián)網(wǎng)等功能的管理。三：普通銑床的數(shù)控化系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) CNC裝置是一個(gè)機(jī)床計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其數(shù)控軟件必須完成管理和控制兩種不同性質(zhì)的任務(wù)。綜上所述，銑床數(shù)控改造方案確定為：直流伺服半閉環(huán)控制，整個(gè)改造方案如圖14圖14 總體改造方案示意圖4傘齒輪 10直流伺服電機(jī) 11—滾珠絲杠 12滾珠絲杠螺母 圖15 數(shù)控改造設(shè)計(jì)總圖二
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