【正文】 校核 根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 maxjM 初選電機(jī)型號(hào) 步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)： M 1 9 4 a x1q ??? 起切起 ），（ MMM ）（ cmN. M 8 5 1 a x2q ??? 起切起 ），（ MMM ）（ cmN. 對(duì)于五相十拍步進(jìn)電機(jī)： a xq1 ?? MM?931 符合要求 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 前面計(jì)算 J? 時(shí)已初選型號(hào)為 150BF002 和 130BF001 的步進(jìn)電機(jī)，其相關(guān)參數(shù)為： 型 號(hào) 相 數(shù) 步距 角 ( ) 最大靜 轉(zhuǎn)矩 ( Ncm? ) 空載起 動(dòng)頻率 (步 /s) 空載運(yùn) 行頻率 (步 /s) 分配 方式 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量 130BF001 5 784 3000 16000 5 相 10 拍 150BF002 5 490 2800 8000 5 相 10 拍 98 注：數(shù)據(jù)來(lái)源于《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》第三版，張建明等編著， P111 表 311 計(jì)算電機(jī)工作頻率 （ 1)最大空載起動(dòng)頻率： ??? =(step/s) f k f max =7000(step/s) ，滿足要求。 上式中： maxv 運(yùn)動(dòng)部件最大快速進(jìn)給速度 (m/min) sv 最大切削進(jìn)給速度 (m/min) p? 脈沖當(dāng)量 (mm/step) 由上述計(jì)算可知：系統(tǒng)要求的空載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩頻率要大于電機(jī)的空載起動(dòng)頻率 1500Hz,且空載起動(dòng)頻率滿足要求的電機(jī)型號(hào)較少，可以采用調(diào)壓起動(dòng)等方式起動(dòng)電機(jī)使電機(jī)的空載起動(dòng)頻率滿足要求；而電機(jī)運(yùn)行頻率 7000Hz可以滿足系統(tǒng)要求。 而對(duì)于 150BF002 的步進(jìn)電機(jī) ?? 滿足要求 ???JJ L滿足要求 滿足要求。 一、硬件系統(tǒng) （ 1）基本組成（最小系統(tǒng)） （ 2）系統(tǒng)擴(kuò)展 1）程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 3）輸入輸出端口擴(kuò)展 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 4）綜合功能擴(kuò)展 （ 3）接口技術(shù) 1）鍵盤接口技術(shù) 2）顯示器接口技術(shù) （ 4）步進(jìn)電機(jī)控制硬件電路 二、軟件系統(tǒng) （ 1）軟件結(jié)構(gòu)與基本組成 （ 2）插補(bǔ)原理及軟件程序 （ 3）步進(jìn)電機(jī)控制軟件 微機(jī)控制系統(tǒng)概述 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 1）從系統(tǒng)構(gòu)成上考慮是否采用開環(huán)控制或閉環(huán)控制； 2）執(zhí)行元件采用何種方式； 3）考慮系統(tǒng)是否有特殊控制要求對(duì)于具有高可靠性、高精度和快速性要求的系統(tǒng)應(yīng)采取的措施是什么？ 4）考慮微機(jī)在整個(gè)控制系統(tǒng)中的作用，是設(shè)定計(jì)算、直接控制還是數(shù)據(jù)處理，微機(jī)承擔(dān)哪些任務(wù)，為完成這些任務(wù)微機(jī)應(yīng)具備哪些輸入 /輸出通道、配備哪些外圍設(shè)備。 1）建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，確定其控制算法，按照規(guī)定的控制算法進(jìn)行控制。 3）在選擇控制算法時(shí)，應(yīng)考慮所選的算法是否能滿足控制速度、控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 1）較完善 的中斷系統(tǒng) 2）足夠的存儲(chǔ)容量 3）完備的輸入 /輸出通道和實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 控制系統(tǒng)硬件基本組成框圖 PLC 控制的硬件設(shè)計(jì) 硬件配置 根據(jù)實(shí)際情況，在銑床的電氣改造過程中，保留原有的機(jī)械操作不變，將原來(lái)繼電器控制的線路用 PLC 控制系統(tǒng)取代，本文采用三菱公司的 FX2 — 16作為控制器，它輸入 點(diǎn)數(shù)為 16 點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為 16 點(diǎn)。它的基本指令執(zhí)行時(shí)每條指令高達(dá) s，用戶存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到 16 KB， I/O點(diǎn)最大可擴(kuò)展到 256點(diǎn)，有多種特殊功能模塊，有多種 RS232/RS422/RS485串行通信模塊或功能擴(kuò)展板，可實(shí)現(xiàn)模擬量控制、位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信功能。PLC的供電電源由隔離變壓器提供，這樣可以減少電網(wǎng)波動(dòng)或噪聲對(duì) PLC 的干擾。如圖 2 所示 程序指令 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 圖 3 PLC 控制梯形圖 程序指令如表 7所示 地址 指令 數(shù)據(jù) 地址 指令 數(shù)據(jù) 0000 LD X10 0050 ORI X5 000 ANI Y2 0051 ANI M5 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 1 0002 OUT M0 0052 OUT M4 0003 LDI X10 0053 LDI X4 0004 M C N0 0054 ORI X6 M100 0055 ANI M4 0007 L D X0 0056 OUT M5 0008 O R M1 0057 MCR N2 0009 LD X11 0059 LD M4 0010 O R X12 0060 OUT T4 0011 ANB KTo 0012 ANI X22 0063 LD T4 0013 OUT M1 0064 O R M2 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 0014 LD M1 0065 OR M3 0015 OUT T1 0066 OUT Y4 Kt1 0067 LD M5 0018 M C R N0 0068 OUT T5 0020 L D T1 KTo 0021 ANI X10 0071 L D T5 0022 O R M0 0072 OUT Y5 0023 OUT Y1 0073 LDI X15 0024 LDI X10 0074 M C N2 0025 M C N0 M104 M101 0077 LDI X3 0028 L D X1 0078 ANI X4 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 0029 O R Y2 0079 ANI X5 0030 AND X0 0080 ANI X6 0031 ANI Y1 0081 ANI X7 0032 OUT Y2 0082 ANI M5 0033 L D X0 0083 OUT M2 0034 AND Y2 0084 L D X2 0035 M C N1 0085 OUT Y6 M102 0086 MCR N2 0038 L D X7 0088 LDI X3 0039 ANI X6 0089 ANI X4 0040 ANI X5 0090 ANI X5 004 LDI X15 0091 ANI X6 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 1 0042 ANI X4 0092 ANI X7 0043 ANI X3 0093 ANI Y5 0044 ORB 0094 AND X14 0045 AND X13 0095 OUT M3 0046 MC N2 0096 MCR N1 M103 0098 MCR N0 0049 L D X3 0100 END 5. 總結(jié) 隨著科學(xué)的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步 ,人們對(duì)現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備提出了更高的要求。近年來(lái)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速 ,且質(zhì)量穩(wěn)定可靠、精度較高、性能價(jià)格比高 ,市場(chǎng)上數(shù)控機(jī)床的零配件供應(yīng)及時(shí)。 改造 前應(yīng)對(duì)原機(jī)床各部分進(jìn)行保養(yǎng)和改造前的準(zhǔn)備，具體內(nèi)容如下 : 本科機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 CAD 圖紙 401339828 （ 1）原機(jī)床的全面保養(yǎng) 機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)不同程度地在機(jī)械、液壓、潤(rùn)滑、清潔等方面存 在缺陷，所以首先要進(jìn)行全面保養(yǎng)。這樣既可對(duì)改造工作起指導(dǎo)參考作用，又可在改 造結(jié)束時(shí)作對(duì)比分析用。 （ 3）合理安排新系統(tǒng)位置及布線 根據(jù)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙，合理進(jìn)行新系統(tǒng)配置，包括箱體固定、面板安放、 線路走向 和固定、調(diào)整元器件位置、密封及必要裝飾等。 最后，通過 PLC 對(duì) X502 萬(wàn)能銑床進(jìn)行改造后，提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平，極大地改善了設(shè)備的電氣性能 ；系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單，可靠性高，工藝參數(shù)修改方便等特點(diǎn)。 X502 銑床可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工 , 它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。將 X502萬(wàn)能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制 , 可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能 , 減護(hù)、維修的工作量。本論文是在老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 王 老師求真務(wù)實(shí)的治學(xué)態(tài)度、誨人不倦的工作作風(fēng)、平易近人的態(tài)度給我留下深刻的印象。 此外，在 課程 設(shè)計(jì) 過程中還有幸和許多同學(xué)對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了探討和研究，并從中得到了很多有益的啟發(fā)。 另外，感謝學(xué)校給我這樣一次機(jī)會(huì)，能夠獨(dú)立地完成一個(gè)課題，并在這個(gè)過程當(dāng)中，給予我們各種方便，使我們?cè)诩磳㈦x校的最后一段時(shí)間里，能夠更多地學(xué)習(xí)一些實(shí)際應(yīng)用知識(shí)，增強(qiáng)了我們操作和動(dòng)