小型數(shù)控鉆床旋轉(zhuǎn)平移工作臺控制系統(tǒng)設(shè)計概述-展示頁
2025-07-05 05:46本頁面
【正文】 rvo motor to achieve drilling machine worktable rotation,translation process.The first running process of the CNC drilling designed by the subject,is to input the processing data about the hole into the control system by the entering equipment,then find the location of location of the hole by moving the table according to coordinate of the hole,and the procedding data of the system displayed in realtime.Key words: drive system；control system；stepping motor目 錄1緒論 ...............6 現(xiàn)狀 6 發(fā)展前景 6 7 73 旋轉(zhuǎn)工作臺傳動系統(tǒng)設(shè)計 9 9 9 10 11 軸的設(shè)計 13 15 15 16 確定工作臺的尺寸極其重量 16 17 滾動導(dǎo)程參數(shù)計算與選型 18 19 支撐座參數(shù)設(shè)計 20 聯(lián)軸器的選擇 214 工作臺控制系統(tǒng)設(shè)計 22 22 單片機(jī)的選擇 22 22 23 24 地址分配 25 26 26 I/O接口電路設(shè)計 26 27 27 28 29 驅(qū)動電路 30 30 31 31 32 335致謝346參考文獻(xiàn)357附錄3635 / 361緒論 現(xiàn)狀中國分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展存在很多問題，如在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)規(guī)劃布局上不合理，勞動力密集型產(chǎn)品在生產(chǎn)上占據(jù)了主要部分；技術(shù)類密集型產(chǎn)品在生產(chǎn)上只占據(jù)了很少的一部分，并且與西方發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比有很大的差距；生產(chǎn)要素至關(guān)重要的影響正在逐步削弱。闡述了整個系統(tǒng)的控制原理。本文確定數(shù)控鉆床工作臺整體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，對機(jī)械部分對圓周方向上旋轉(zhuǎn)，x、y方向上平移做了重點設(shè)計。學(xué)號 14113500469畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：小型數(shù)控鉆床旋轉(zhuǎn)平移工作臺控制系統(tǒng)設(shè)計作者： 何強(qiáng) 屆別： 2015屆院別： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師： 余曉峰 職稱： 副教授完成時間： 2015/4/25摘要在機(jī)械加工行業(yè)中，旋轉(zhuǎn)平移鉆床工作臺使用量很大，為了提高加工效率，保證加工精度，必須對鉆床工作臺進(jìn)行數(shù)控化改進(jìn)。本文對傳統(tǒng)鉆床工作臺存在的不能很好的在圓周方向上鉆孔問題，設(shè)計了一款立式鉆床旋轉(zhuǎn)工作臺。對控制系統(tǒng)部分，本文闡述了用單片機(jī)控制交流伺服電機(jī)以實現(xiàn)鉆床工作臺旋轉(zhuǎn)、平移過程。 本課題所設(shè)計的工作臺，其加工過程是將所需加工孔的數(shù)據(jù)通過輸入設(shè)備輸入到控制系統(tǒng)，然后系統(tǒng)根據(jù)工件上所需加工孔的坐標(biāo)，是工作臺運(yùn)動到孔的位置，實現(xiàn)對工件的全自動鉆孔，并且系統(tǒng)在加工過程中實時顯示加工數(shù)據(jù)。 從中國數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告可以大致了解世界數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，該報告有力的說明了中國的數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀也指出了和西方發(fā)達(dá)工業(yè)國家在此方面的差距，并且提出了“新型數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)”概念，這是之前沒有出現(xiàn)過得，此份研究報告從“以人為本”、 環(huán)境友好、科技創(chuàng)新和面向未來四個方面闡述了“新型數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)”內(nèi)涵，對中國的行政和四大都市圈的數(shù)控分度回轉(zhuǎn)工作臺產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全賣弄的研究。有跨國公司推動的加工貿(mào)易的全球化發(fā)展，因此可以為發(fā)展中國家快速進(jìn)入全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈條提供條件，從而可能讓發(fā)展中國家實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級上提供便捷途徑。分度旋轉(zhuǎn)工作臺作為數(shù)控機(jī)床中的幾個非常大的部分，研究其設(shè)計、制造過程是非常有實際要的工程應(yīng)用價值。2 工作臺方案的設(shè)計 工作臺工作原理采用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)帶動工作臺的旋轉(zhuǎn)和平移，通過鍵盤和顯示屏幕發(fā)送指令給單片機(jī)，控制脈沖分配器向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送脈沖，步進(jìn)電機(jī)帶動蝸輪蝸桿傳動，從而實現(xiàn)工作臺的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。I/O接口電路單片機(jī)驅(qū)動器電動機(jī)電動機(jī)電動機(jī)X向平移Y向平移旋轉(zhuǎn)運(yùn)動鍵盤顯示器 工作臺流程圖3 旋轉(zhuǎn)工作臺傳動系統(tǒng)設(shè)計自動分度旋轉(zhuǎn)工作臺箱體起著支撐并包容各種傳動零件，如齒輪、軸、蝸桿、渦輪、軸承等零件，使它們能夠正常運(yùn)動情況下可以達(dá)到相關(guān)的運(yùn)動精度。分度旋轉(zhuǎn)工作臺是機(jī)械加工中常用的機(jī)床附件，因此尺寸不易過大，必須能配合機(jī)床的使用。 為了保證工作臺分度精度，傳動比需要很大，同時為了保證結(jié)構(gòu)尺寸，蝸桿傳動比設(shè)定在120，齒輪傳動比可以設(shè)定為3，那么傳動系統(tǒng)的總傳動比為120*30=360.（2）最大旋轉(zhuǎn)速度 工作臺的最大旋轉(zhuǎn)速度為20度/秒；即ω渦輪ω工作臺=20rad/s （）n渦輪=ω渦輪/360。步進(jìn)電動機(jī)的選擇包括結(jié)構(gòu)、步距角、型號、功率和轉(zhuǎn)速的選取，并要準(zhǔn)確的查出所需要的尺寸和型號。選擇步進(jìn)電動機(jī)時候，要想讓工作臺所需的脈沖當(dāng)量得到保障，步進(jìn)電動機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需要的功率這一點是前提條件，這一點必須得到保證。在一般正常工作中，在矩頻特性曲線范圍內(nèi)是各種頻率下的負(fù)載必須遵循的，這樣就保證步矩角和機(jī)械系統(tǒng)匹配。b=3度。η 若取Φ=θ W—轉(zhuǎn)動部件重量，N。 μ—摩擦系數(shù)； θb—步進(jìn)電機(jī)步矩角，rad。 W=ΠR230103102=325N （） G=ΠR270103102=1075N （）可求得 T=(500+42) =≈ （） 不考慮啟動時運(yùn)動部件的慣性影響，啟動力矩為 Tm=T/(～ )=() （）步進(jìn)電機(jī)為三相六拍的電機(jī) Tmax=≈ （）（2） 步進(jìn)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速根據(jù)工作臺的最大轉(zhuǎn)速n工作臺=r/s與系統(tǒng)總傳動比i=360,可得 n電機(jī)=20r/s=1200r/min （）所以，不進(jìn)電機(jī)的現(xiàn)在最大轉(zhuǎn)速 nmax電機(jī)≥n電機(jī)=1200r/min （）（3） 步進(jìn)電機(jī)最大頻率 根據(jù)不進(jìn)電機(jī)的步矩角θb=3176。步進(jìn)電機(jī)最高轉(zhuǎn)速nmax電機(jī)≥1200r/min，步進(jìn)電機(jī)最高頻率fmax電機(jī)≥2400step/s，步進(jìn)電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Tmax=,選擇的步進(jìn)電機(jī)型號參數(shù)如下表31所示。)保持轉(zhuǎn)矩相數(shù)電壓/V電流/A外徑長度軸徑130BC310031232731001682210 軸的設(shè)計在機(jī)械設(shè)計中，軸是一種非常重要的機(jī)械零件，傳遞運(yùn)動、扭矩或彎矩主要依賴于軸和支撐轉(zhuǎn)動零件一起通過回轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。軸的強(qiáng)度和剛度決定其工作能力，在快速運(yùn)轉(zhuǎn)時取決于其振動穩(wěn)定性
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