數(shù)控xy工作臺設計-閱讀頁
2024-08-23 00:09本頁面
【正文】 的最大靜轉矩應滿足： （620）初選步進電動機的型號為90BYG2602，查得該型號電動機的最大靜轉矩=6Nm。 步進電動機的性能校核1)最快工進速度時電動機的輸出轉矩校核 任務書給定工作臺最快工進速度=400mm/min，脈沖當量/脈沖，由式（416）求出電動機對應的運行頻率。2）最快空載移動時電動機輸出轉矩校核 任務書給定工作臺最快空載移動速度=3000mm/min，求出其對應運行頻率。3）最快空載移動時電動機運行頻率校核 與快速空載移動速度=3000mm/min對應的電動機運行頻率為。4）起動頻率的計算 已知電動機轉軸上的總轉動慣量，電動機轉子的轉動慣量，電動機轉軸不帶任何負載時的空載起動頻率。實際上，在采用軟件升降頻時，起動頻率選得更低，通常只有100。本設計所選步進電動機采用半閉環(huán)控制，可在電動機的尾部轉軸上安裝增量式旋轉編碼器，用以檢測電動機的轉角與轉速?？紤]到增量式旋轉編碼器輸出的A、B相信號，可以送到四倍頻電路進行電子四細分，因此，編碼器的分辨力可選120線。此次設計選用的編碼器型號為：ZLKA12005VO10H 盤狀空心型，孔徑10mm，與電動機尾部出軸相匹配，電源電壓+5V，每秒輸出120個A/B脈沖，信號為電壓輸出。 進給傳動系統(tǒng)示意圖7．工作臺控制系統(tǒng)的設計根據(jù)任務書的要求，設計控制系統(tǒng)的硬件電路時主要考慮以下功能：（1） 接收鍵盤數(shù)據(jù)，控制LED顯示（2） 接受操作面板的開關與按鈕信息；（3） 接受車床限位開關信號；（4） 接受電動卡盤夾緊信號與電動刀架刀位信號；（5） 控制X，Z向步進電動機的驅動器；（6） 控制主軸的正轉，反轉與停止；（7） 控制多速電動機，實現(xiàn)主軸有級變速；（8） 控制交流變頻器，實現(xiàn)主軸無級變速；（9） 控制切削液泵啟動/停止；（10） 控制電動卡盤的夾緊與松開；（11） 控制電動刀架的自動選刀；（12） 與PC機的串行通信。本設計CPU選用ATMEL公司的8位單片機AT89S52，由于AT89S52本身資源有限，所以擴展了一片EPROM芯片W27C512用做程序存儲器，存放系統(tǒng)底層程序；擴展了一片SRAM芯片6264用做數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；由于數(shù)控工作臺還需要加入銑刀運動控制和程序輸入等指令，所以除設置了X﹑Y方向的控制指令鍵，操作開停鍵，急停鍵和復位鍵等外還采用8279來管理擴展多種按鍵。鍵盤部分提供掃描工作方式，可與64個按鍵的矩陣鍵盤進行連接，能對鍵盤實行不間斷的自動掃描，自動消除抖動，自動識別按鍵并給出鍵值。與PC機的串行通信經過MAX233，可以采用PC機將編好的程序送入本系統(tǒng)。對于含有硬件環(huán)形分配器的驅動電源，方向取決于控制器送出的方向電頻的高低，轉角取決于控制送出的步進脈沖個數(shù)，而轉速則取決于控制器發(fā)出的步進脈沖的頻率。由于步進電動的轉速正比于控制脈沖的頻率，所以對步進電動機脈沖頻率的調節(jié)，實質上就是對步進電動機的速度的調節(jié)。采用軟件延時法實現(xiàn)速度的調節(jié)，程序簡單，不占用其他硬件資源；缺點是控制電動機轉動的過程中，CPU不能做其他事。本設計沒有從硬件上布置，由于單片機功能強大，采用軟件延時。當步進電動機的運行頻率 （為步進電動機有載起動時的起動頻率）時，若直接用 起動，由于頻率太高，步進電動機會失步，甚至會丟步，甚至停轉；同樣在 頻率下突然停止，步進電動機會超程。雖然本設計采用了半閉環(huán)控制，加入了增量式編碼器作為反饋信號，但是在編程過程中仍需設計升降頻的部分，以使步進電動機運行平穩(wěn)、精確。AT89S52指令與80C51指令完全兼容。 控制系統(tǒng)原理框圖設計中X、Y向步進電動機均為90BYG2602型，生產廠家為常州寶馬集團公司。該驅動電源與控制器的接線方式如圖所示。通過這次的課程設計，我對學習了機電一體化系統(tǒng)設計方案的擬定有了一定的認識，對傳動元件和導向元件如滾珠絲杠螺母副等的工作原理，設計計算方案的工作原理，設計計算的選用原則，電動機的工作原則，選擇控制驅動方式都有了一定的認識。近兩年的學習就要告一段落，感謝那些愛我的人真誠的陪伴……參考文獻（1）《機電一體化系統(tǒng)課程設計指導書》 尹志強等編著 北京:機械工業(yè)出版社（2）《機電一體化系統(tǒng)設計》 曾勵主編 北京:高等教育出版社17
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