畢業(yè)設(shè)計（論文）定位磨齒專用工作臺設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計說明書</b></p><p>　　定位磨齒專用工作臺設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　定位磨齒專用工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度，降低成本,是微機(jī)控制技術(shù)的最簡單的應(yīng)用。開環(huán)控制能充分的利用微機(jī)的軟

2、件、硬件功能以實現(xiàn)對機(jī)床的控制，使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大, 進(jìn)一步提高機(jī)床的精度和可靠性。</p><p>　　本文機(jī)械部分采用步進(jìn)電動機(jī)通過同步齒形帶帶動滾珠絲杠拖動工作臺在直線滾動導(dǎo)軌副上運(yùn)動，其中，步進(jìn)電動機(jī)選用90BYG22602型號。工作臺控制部分以S7-200 PLC為核心，作為主控器；選擇步進(jìn)電機(jī)配套驅(qū)動器MD-201驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)實現(xiàn)加、 減速、急停等操作，從而實現(xiàn)對工作臺的控制。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞：步進(jìn)電動機(jī)，S7-200 PLC，工作臺</p><p>　　Positioning Grinding Teeth Dedicated Workbench Design</p><p>　　Author:Zhou Zhuonan</p><p>　　Tutor: Xue Dongb

4、in</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Summary two-axis CNC Workbench is an open-loop control system for mechanical and electrical systems design, its structure is simple, easy and can

5、 guarantee a certain degree of accuracy, reduce costs, is the simplest application of microcomputer control technology. Open-loop control can make full use of computer software and hardware capabilities for control of th

6、e machine tool, machine tool machining range of expanded, further improve the accuracy and reliability of machine tools.</p><p>　　Machinery section of this article adopts stepping motor by dragging the table

7、 in Timing belt driven ball screw linear rolling guide on movement, of which, step motor selection 90BYG22602 model. Table control section S7-200 PLC microcontroller as the core, select stepping motor drive MD-201-

8、drive stepper motors for operations such as addition, deceleration and emergency stop, enabling control over the table.</p><p>　　Key words: Stepper motors, S7-200 PLC, Workbench</p><p><b>

9、　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 前言1</b></p><p>　　1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)綜述1</p><p>　　1.2.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成1</p><p>　　1.2

10、.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心技術(shù)3</p><p>　　1.2.3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢3</p><p>　　2 總體方案設(shè)計5</p><p>　　2.1 確定主要參數(shù)5</p><p>　　2.2 工作臺的外形尺寸6</p><p>　　2.3 機(jī)械傳動部件的選擇7</p><p&g

11、t;　　2.3.1導(dǎo)軌副的選用7</p><p>　　2.3.2絲杠螺母副的選用7</p><p>　　2.3.3伺服電動機(jī)的選用7</p><p>　　2.3.4控制系統(tǒng)的選用7</p><p>　　2.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計7</p><p>　　2.5系統(tǒng)總體框圖8</p><p>

12、;　　3 機(jī)械設(shè)計部分9</p><p>　　3.1工作臺重量初步估算9</p><p>　　3.2磨削力的計算9</p><p>　　3.3滾動導(dǎo)軌的選用10</p><p>　　3.1.1導(dǎo)軌工作負(fù)載計算10</p><p>　　3.3.2 塊承受工作載荷的計算11</p><p&g

13、t;　　3.3.3 距離額定壽命L的計算11</p><p>　　3.4滾珠絲杠的計算和選擇11</p><p>　　3.4.1 最大工作載荷Fm的計算12</p><p>　　3.4.2最大動工作載荷FQ的計算12</p><p>　　3.5型號的選擇與校核12</p><p>　　3.5.1規(guī)格型號的初選

14、12</p><p>　　3.5.2 傳動效率η的計算13</p><p>　　3.5.3剛度的驗算13</p><p>　　3.5.4 壓桿穩(wěn)定性校核14</p><p>　　3.6 步進(jìn)電動機(jī)的計算與選型14</p><p>　　3.6.1 計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量Jeq14</p&g

15、t;<p>　　3.6.2 計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq15</p><p>　　3.6.3 步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定17</p><p>　　3.6.4 步進(jìn)電動機(jī)的性能校核17</p><p>　　3.7步進(jìn)電機(jī)同步齒形帶的設(shè)計19</p><p>　　3.7.1給出傳動要求及原始數(shù)據(jù)19<

16、/p><p>　　3.7.2選擇帶的節(jié)距19</p><p>　　3.7.3 確定帶輪直徑及帶的節(jié)線長19</p><p>　　3.7.4 確定帶寬20</p><p>　　4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計22</p><p>　　4.1硬件設(shè)計22</p><p>　　4.1.1主控制器CPU的選擇

17、22</p><p>　　4.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)22</p><p>　　4.1.3硬件配置22</p><p>　　4.2 PLC的輸入信號與輸出信號23</p><p>　　4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計23</p><p>　　4.4 初始化24</p><p>　　4.5 設(shè)置和取消參考

18、點24</p><p>　　4.6 定位控制25</p><p>　　4.7 停止電機(jī)25</p><p>　　5 程序和注釋26</p><p>　　6 系統(tǒng)誤差分析31</p><p>　　6.1誤差的來源31</p><p>　　6.2控制系統(tǒng)誤差31</p>

19、<p>　　6.2.1 步進(jìn)電機(jī)失步原因和解決辦法31</p><p>　　6.2.2 步進(jìn)電機(jī)越步原因和解決辦法32</p><p>　　6.2.3本設(shè)計中采用的方法32</p><p>　　6.3進(jìn)給系統(tǒng)的誤差32</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)34</b></p><p

20、><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p>　　1 緒論 </p><p><b>　　1.1 前言</b></p><p>　　機(jī)電一體化技

21、術(shù)是指建立在機(jī)械、電子、傳感器、接口技術(shù)、信息、計算機(jī)、自動控制等技術(shù)基礎(chǔ)上的一種綜合性技術(shù)，通過對機(jī)械、電子與信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，來實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程最優(yōu)化。</p><p>　　在機(jī)械領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，發(fā)展形成的機(jī)電一體化技術(shù)，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。 在

22、傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備通常需要采用比較復(fù)雜的機(jī)械傳動系統(tǒng)來連接各個相關(guān)的執(zhí)行構(gòu)件，以保證各執(zhí)行構(gòu)件動作的同步性和協(xié)調(diào)性。機(jī)械傳動部件之間的機(jī)械磨損、間隙配合等所引起的運(yùn)動誤差和傳動鏈較長等常常影響設(shè)備傳動精度和效率。而且，由于人機(jī)的直接接觸，事故發(fā)生率較高，后果較嚴(yán)重。采用機(jī)電一體化技術(shù)后，可以用電子器件、微型計算機(jī)來控制和實現(xiàn)各執(zhí)行構(gòu)件的動作及功能關(guān)系協(xié)調(diào)，實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品操作的全部自動化。通過微機(jī)控制系統(tǒng)可以精確地按照預(yù)先給定量，同時可使相應(yīng)的

23、機(jī)械動作、各種干擾因素造成的誤差，進(jìn)行執(zhí)行校正、補(bǔ)償，從而可以達(dá)到單純機(jī)械方法所實現(xiàn)不了的加工工藝精度。</p><p>　　本文重點是二維工作臺的機(jī)電系統(tǒng)控制的設(shè)計，即通過對小型機(jī)械設(shè)備的機(jī)械和機(jī)電控制相結(jié)合來加深自己對機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本原理和簡單設(shè)計過程的了解。</p><p>　　1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)綜述</p><p>　　1.2.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的基

24、本構(gòu)成</p><p>　　1、機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素</p><p>　　一個機(jī)電一體化系統(tǒng)一般包括一下幾個基本要素：機(jī)械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感與檢測部分、信息處理與控制單元各要素和環(huán)節(jié)之間相聯(lián)系接口。具體系統(tǒng)中，要素的構(gòu)成不太一樣，例如，開環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中，不需要檢測元件。機(jī)電一體化系統(tǒng)組成如圖1-1所示。</p><p>　　圖1．1機(jī)電一體

25、化系統(tǒng)的組成</p><p>　　從機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能來看，與人體有著完美的相似性，如表1-1所示。</p><p>　　表1.1機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成要素與人體構(gòu)成要素的對應(yīng)關(guān)系</p><p>　　2、 機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素的連接</p><p>　　機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本要素內(nèi)部及各要素之間，通過接口耦合、運(yùn)動傳遞、物質(zhì)流動、信息控制、

26、能量轉(zhuǎn)換，有機(jī)的融合，集成一個完整系統(tǒng)。各要素之間必須遵循接口耦合、物質(zhì)流動、信息控制、能量轉(zhuǎn)換的四大原則，完成以下內(nèi)容：</p><p>　?、?變換。兩個需要進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)囊刂g，由于信息的模式不同（數(shù)字量與模擬量、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等），無法直接實現(xiàn)信息或能量的交流，必須通過接口完成信息或能量的統(tǒng)一。涉及的接口包括傳感器接口、計算機(jī)接口。</p><p>　　

27、⑵放大。在兩個信息強(qiáng)度相差懸殊的要素之間，經(jīng)接口放大，達(dá)到能量的匹配。</p><p>　?、邱詈稀Ｗ儞Q和放大后的信號在要素之間能可靠、快速、準(zhǔn)確地交換，不需符合時序要求、信號格式和邏輯規(guī)范。接口應(yīng)該具有信息邏輯控制的功能，使信息按規(guī)定模式傳遞。</p><p>　?、饶芰哭D(zhuǎn)換。能量轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器、驅(qū)動器，各要素之間的不同類型能量的轉(zhuǎn)換，應(yīng)該滿足最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法與原理。</p>

28、<p>　?、尚畔⒖刂?。智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟硬件的保證下，要完成數(shù)據(jù)采集、分析、判斷、決策，已達(dá)到信息控制的目的。對于智能化程度高的系統(tǒng)，還包含了知識的獲取、推理機(jī)制及知識學(xué)習(xí)等以知識驅(qū)動為主的信息控制。</p><p>　?、蔬\(yùn)動傳遞。運(yùn)動傳遞是指各組成要素之間不同類型運(yùn)動的變換與傳輸以及以運(yùn)動控制為目的的優(yōu)化。</p><p>　　1.2.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)的核

29、心技術(shù)</p><p>　?。?） 機(jī)械技術(shù)。在當(dāng)代的機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計算機(jī)輔助技術(shù)，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。 </p><p>　　（2） 計算機(jī)與信息技術(shù)。其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機(jī)信息處理技術(shù)。 </p><p>　?。?） 系

30、統(tǒng)總體技術(shù)。系統(tǒng)總體技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。 </p><p>　?。?） 自動控制技術(shù)。其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。 </p><p>　　（5） 傳感檢

31、測技術(shù)。傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。 </p><p>　?。?） 伺服傳動技術(shù)。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機(jī)械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。</p>

32、<p>　　1.2.3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢</p><p>　　機(jī)電一體化系統(tǒng)是具有機(jī)電一體化技術(shù)的新型機(jī)電系統(tǒng)。其發(fā)展依賴于機(jī)械、電子、傳感器、接口技術(shù)、信息、計算機(jī)、自動控制等技術(shù)，它的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　?、?模塊化。融合機(jī)械、電子和軟件三大部分的機(jī)電一體化模塊代表了未來產(chǎn)品的發(fā)展方向，具有高度自主性、良好的協(xié)調(diào)性和自組織性的特點。</p

33、><p>　?、?微型化 。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動靈活, 可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間，并易于進(jìn)行精細(xì)操作，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。 ⑶ 綠色化。21世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)的使命是要能提供一種高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、環(huán)境舒適和可回收的智能化機(jī)械產(chǎn)品，即提供一種能滿足可持續(xù)性發(fā)展的

34、綠色產(chǎn)品。</p><p>　?、?智能化。目前, 專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及遺傳算法, 是機(jī)電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng)) 實現(xiàn)智能化的4種主要技術(shù)，隨著制造自動化程度的不斷提高, 將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動, 并會對制造中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。</p><p>　　⑸ 網(wǎng)絡(luò)化?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢, 利用家庭網(wǎng)絡(luò)(h

35、omenet) 將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliancesystem, CIAS) ,因此機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。</p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計</b></p><p>　　2.1 確定主要參數(shù)</p><p>　　由于本文要求設(shè)計一種小

36、型的定位磨齒專用工作臺，這種工作臺可以用在磨床上，計算取值偏大，所以在參考了眾多資料書籍以后，決定選取以下設(shè)計參數(shù)：</p><p>　　(1)X向行程250㎜；</p><p>　　(2)Y向行程100㎜；</p><p>　　(3)快速定位速度1000㎜/min；進(jìn)給速度50~100㎜/min；</p><p>　　(4)加速度0.2G；

37、</p><p>　　(5)切削力約100N；</p><p>　　(6)工件夾具約25㎏；</p><p><b>　　加工材料為碳鋼</b></p><p>　　工作臺臺面尺寸230mm 230mm</p><p>　　X、Y方向定位精度0.01mm</p><p>　

38、　X-Y方向的脈沖當(dāng)量均為0.005mm/脈沖</p><p>　　2.2 工作臺的外形尺寸</p><p>　　根據(jù)工作臺面尺寸和加工范圍。磨齒工作臺外觀圖大致如下： </p><p>　　圖2．1 磨齒工作臺外觀圖</p><p>　　X方向工作臺尺寸的確定：</p><p>　　X向托板（上托板）的尺寸：長

39、15;寬×高 </p><p><b>　　上導(dǎo)軌（X向）</b></p><p>　　取動導(dǎo)軌長度 </p><p>　　動導(dǎo)軌行程 </p><p>　　支承導(dǎo)軌長度 </p><p>　　Y方向

40、工作臺尺寸的確定：</p><p>　　Y向托板（下托板）的尺寸：長×寬×高 600mm×230mm×30mm</p><p><b>　　下導(dǎo)軌（Y向）</b></p><p>　　取動導(dǎo)軌長度 </p><p>　　動導(dǎo)軌行程

41、 </p><p>　　支承導(dǎo)軌長度 </p><p>　　2.3 機(jī)械傳動部件的選擇</p><p>　　2.3.1導(dǎo)軌副的選用</p><p>　　要設(shè)計數(shù)控工作臺，需要承受的載荷不大，而且脈沖當(dāng)量小，定位精度高，因此選用直線滾動導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝

42、預(yù)緊方便等優(yōu)點。</p><p>　　2.3.2絲杠螺母副的選用</p><p>　　伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，需要滿足0.005mm沖當(dāng)量和mm的定位精度，，只有選用滾珠絲桿副才能達(dá)到要求，滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。</p><p>　　2.3.3伺服電動機(jī)的選用</p&g

43、t;<p>　　任務(wù)書規(guī)定的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到0.001mm，定位精度也未達(dá)到微米級，空載最快移動速度也只有因此1000mm/min，故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機(jī)，因此可以選用混合式步進(jìn)電動機(jī)。以降低成本，提高性價比。</p><p>　　2.3.4控制系統(tǒng)的選用</p><p>　　選用步進(jìn)電動機(jī)作為伺服電動機(jī)后，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。設(shè)計參數(shù)所給的精度對于步進(jìn)

44、電動機(jī)來說尚可以達(dá)到，決定采用開環(huán)控制，以降低成本。</p><p>　　考慮到X、Y兩個方向的加工范圍不是很大，承受的工作載荷相差也不大，為了減少設(shè)計工作量，X、Y兩個坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機(jī)擬采用相同的型號與規(guī)格。</p><p>　　2.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　1）設(shè)計的X-Y工作臺準(zhǔn)備用在磨床上，其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有單坐標(biāo)

45、定位，所以控制系統(tǒng)設(shè)計成連續(xù)控制型。</p><p>　　2）對于步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)控制，選用S7-200PLC作為控制系統(tǒng)的CPU，能夠滿足相關(guān)指標(biāo)。</p><p>　　3）要設(shè)計一臺完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之后，還要擴(kuò)展程序存儲器，便于存儲編寫程序。</p><p>　　4）選擇合適的驅(qū)動電源，與步進(jìn)電動機(jī)配套使用。</p><p>

46、<b>　　2.5系統(tǒng)總體框圖</b></p><p>　　圖2．2 系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　3 機(jī)械設(shè)計部分</b></p><p>　　3.1工作臺重量初步估算</p><p><b>　　重量估計：</b></p><p><

47、;b>　　W下= </b></p><p>　　夾具及工件重量： </p><p>　　X-Y工作臺運(yùn)動部分重量：</p><p><b>　　3.2磨削力的計算</b></p><p>　　根據(jù)已知的數(shù)據(jù)可知，磨床使用碗形砂輪D=200mm，轉(zhuǎn)速為1400r/min，磨床的

48、額定功率為3KW,帶傳動的機(jī)械效率η=0.8，計算砂輪的磨削力。</p><p>　　砂輪轉(zhuǎn)速n=1400 0.8=1152 r/min</p><p>　　根據(jù)公式 可知，代入數(shù)值</p><p><b>　　V= </b></p><p><b>　　由P=FV可知 </b></p>

49、<p>　　計算工作時砂輪對于工作臺的縱向力 ，和橫向力 </p><p><b>　　由圖3-2可知 </b></p><p>　　圖3．1 受力分析圖</p><p>　　3.3滾動導(dǎo)軌的選用</p><p>　　導(dǎo)軌長度：在工作臺外形尺寸初步估算中我們得到X方向?qū)к夐L度為480mm，Y方向?qū)к夐L度為3

50、50mm。考慮到工作行程應(yīng)該留有一定余量，選取導(dǎo)軌的長度均為600mm</p><p>　　此時工作臺的重量如下：</p><p>　　3.1.1導(dǎo)軌工作負(fù)載計算</p><p>　　導(dǎo)軌基本額定動負(fù)載的計算：</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選擇由濟(jì)寧博特公司生產(chǎn)KL系列的JSA-LG15型導(dǎo)軌副，其參數(shù)如下：</p>&l

51、t;p><b>　　表3．1導(dǎo)軌副參數(shù)</b></p><p>　　3.3.2 塊承受工作載荷的計算</p><p>　　工作載荷是影響直線滾動導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本例中的X-Y工作臺為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式?？紤]最不利的情況，即垂直于臺面的工作載荷全部由一個滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為：</p><p&g

52、t;<b>　?。?-1）</b></p><p>　　其中，移動部件重量Ｇ＝869.94N，外加載荷 ，代上式，得最大工作載荷=389.3N=0.3893kN。</p><p>　　3.3.3 距離額定壽命L的計算</p><p>　　上述所取的KL系列JSA-LG15系列導(dǎo)軌副的滾道硬度為60HRC，工作溫度不超過C，每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊

53、，精度為4級，工作速度較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù)f=1.0，溫度系數(shù)f=1.00，接觸系數(shù)f=0.81，精度系數(shù)f=0.9，載荷系數(shù)f=1.5，代入式（3-33），得距離壽命：</p><p>　　L=()3 ×50≈ 48965 Km</p><p>　　大于期望值50Km，故距離額定壽命滿足要求。</p><p>　　3.4滾珠絲杠的計算和選擇&l

54、t;/p><p>　　滾珠絲杠的負(fù)荷包括鉆削力和銑削力及運(yùn)動部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按銑削時的情況計算。</p><p>　　3.4.1 最大工作載荷Fm的計算</p><p>　　在立銑時，工作臺受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行）=99.2N,受到橫向載荷（與絲杠軸線垂直）=171.8N，受到垂直方向的載荷（與工作臺面垂直）=869.94N.</p&

55、gt;<p>　　已知移動部件總重量G=644N，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計算，取顛覆力矩影響系數(shù)K=1.1，滾動導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)=0.05。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷:</p><p>　　3.4.2最大動工作載荷FQ的計算</p><p>　　設(shè)工作臺在承受最大銑削力時的最快進(jìn)給速度v=1000mm/min，初選絲杠導(dǎo)程Ph=5mm,則此時絲杠轉(zhuǎn)速n=v/Ph=100r/mi

56、n。</p><p>　　取滾珠絲杠的使用壽命T=15000h,代入公式 </p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　得絲杠壽命系數(shù)LO=180（單位為：106r）。</p><p>　　取載荷系數(shù)=1.2,滾道硬度為60HRC時，取硬度系數(shù)=1.0,代入下式，求得最大動載荷：</p>

57、;<p>　　FQ= ≈ 1092.2 N</p><p>　　3.5型號的選擇與校核</p><p>　　3.5.1規(guī)格型號的初選</p><p>　　根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，查網(wǎng)上生產(chǎn)該型號的生產(chǎn)廠家的資料，選擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的GDM系列2005-3型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器雙螺母墊片預(yù)緊式滾珠絲杠副，其公稱

58、直徑為20mm，導(dǎo)程為5mm，循環(huán)滾珠為3圈×2系列，精度等級取5級，額定動載荷為9309N，大于最大計算動載荷最大動工作載荷FQ，滿足要求。</p><p>　　工作臺在鉆削加工時受載，滾珠接觸面產(chǎn)生變形，即應(yīng)該考慮滾珠絲杠的額定靜載荷Coa是否充分超過了滾珠絲杠的最大工作載荷Fm，一般使Coa/Fm=2～3。所選絲杠的額定靜載荷為21569遠(yuǎn)大于1779，杠滿足要求。</p><

59、p>　　表3．2 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) （單位mm）</p><p>　　3.5.2 傳動效率η的計算</p><p>　　將公稱直徑d0=20mm,導(dǎo)程Ph=5mm,代入</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　得絲杠螺旋升角λ=4°3

60、3′。</p><p>　　將摩擦角ψ=10′，代入</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　得傳動效率η=96.4% 。</p><p>　　3.5.3剛度的驗算</p><p>　　X-Y工作臺上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推-單推”的方式，絲杠的一端采用-對推

61、力角接觸球軸承，面對面組配，另一端采用深溝球軸承，固游式配合，左、右支承的中心距約為a=500mm；鋼的彈性模量E=2.1х105Mpa;滾珠直徑Dw=3.175mm，絲杠底徑d2=16.2mm,絲杠截面積 。算得絲杠在工作載荷Fm作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量如下：</p><p>　　根據(jù)公式，求得單圈滾珠數(shù)Z=20；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為31，代入公式Z圈數(shù)列數(shù)，得滾珠總數(shù)量=60。絲杠預(yù)緊時，取軸

62、向預(yù)緊力/3=53.7N。求得滾珠與螺紋滾間的接觸變形量。</p><p>　　因為絲杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實際變形量可以減少一半，取=0.0013mm</p><p>　　將以上算出的和代入，求得絲杠總變形量（對應(yīng)跨度500mm） ==3.16μm。</p><p>　　本例中，絲杠的有效行程為330mm，由表3-27知，5級精度滾珠絲杠有效行

63、程在315~400mm時，行程偏差允許達(dá)到25um，可見絲杠剛度足夠。</p><p>　　3.5.4 壓桿穩(wěn)定性校核</p><p>　　計算失穩(wěn)時的臨界載荷FK。，取支承系數(shù)=1；由絲杠底徑d2=16.2mm求得截面慣性矩3380.88；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動螺母至軸向固定處的距離a取最大值500mm。代入式</p><p>　　得

64、臨界載荷等于9343N，遠(yuǎn)大于工作載荷161.2N故絲杠不會失穩(wěn)。</p><p>　　綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。</p><p>　　3.6 步進(jìn)電動機(jī)的計算與選型</p><p>　　3.6.1 計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量Jeq </p><p>　　已知：滾珠絲杠的公稱直徑d0=20mm，總長l=554mm，導(dǎo)

65、程Ph=5mm，材料密度=7.8510-3kg/;移動部件總重力G=869.94N；傳動比i=1。</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)各部件的轉(zhuǎn)動慣量可以根據(jù)相關(guān)公式計算，對于某些傳動件（齒輪、絲杠）不容易精確計算，可以用圓柱體公式進(jìn)行相似計算。</p><p>　　滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量Js=0.688kg·cm2;拖板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量Jw=0.408kg·cm2; &l

66、t;/p><p>　　初選步進(jìn)電動機(jī)的型號為90YBG2602,為兩相混合式，由常州寶馬前楊電機(jī)有限公司生產(chǎn)，二相八拍驅(qū)動時的步距角為0.75°，查得該型號的電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量Jm=4 kg·cm2。步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動器選擇的是常州偉通機(jī)電制造有限公司生產(chǎn)的MD-21型驅(qū)動器，滿足設(shè)計需要。</p><p>　　則加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為：</p>

67、<p>　　=5.096kg·cm2</p><p>　　驗算慣量匹配，電動機(jī)軸向慣量比值應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，既不應(yīng)太大也不應(yīng)太小，即伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性取決于負(fù)載特性。為使該系統(tǒng)慣量達(dá)到較合理的配合，一般比值控制在1/4——1之間， </p><p>　　由此可見:,符合慣量匹配要求。</p><p>　　3.6.2 計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上

68、的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq </p><p>　　分快速空載和承受最大負(fù)載兩種情況進(jìn)行計算。</p><p>　　⑴ 快速空載起動時電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，包括三部分;一部分是快速空載起動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩；一部分是移動部件運(yùn)動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。因為滾珠絲杠副傳動效率很高， 相對于和很小，可以忽略不計

69、。則有：</p><p>　　=+ </p><p>　　考慮傳動鏈的總效率，計算空載起動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上最大加速轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　= （3-5） </p><p>　　其中：

70、 =416.7r/min </p><p>　　式中—空載最快移動速度，本設(shè)計為1000mm/min；</p><p>　　—步進(jìn)電動機(jī)步距角，預(yù)選電動機(jī)為0.75；</p><p>　　—脈沖當(dāng)量，本例=0.005mm/脈沖。</p><p>　　設(shè)步進(jìn)電機(jī)由靜止加速至所需時間，傳動鏈總效率

71、 。</p><p>　　移動部件運(yùn)動時，折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為： </p><p>　　式中——導(dǎo)軌的摩擦因素，滾動導(dǎo)軌取0.05</p><p>　　——垂直方向的磨削力，空載時取0</p><p>　　——傳動鏈效率，取0.8</p><p>　　最后求得快速空載起動時電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：<

72、/p><p>　　=+=0.1134Nm </p><p>　?、?最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩</p><p>　　包括三部分：一部分是折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩；一部分是移動部件運(yùn)動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，相對于和很小，可以忽略

73、不計。則有： </p><p>　　=+ </p><p>　　其中折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩由公式計算。有：</p><p>　　再計算垂直方向承受最大工作負(fù)載=869.94N情況下，移動部件運(yùn)動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　最后求得最大工

74、作負(fù)載狀態(tài)下電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　=+=0.2149N.m </p><p>　　最后求得在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩為：</p><p>　　3.6.3 步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 </p><p>　　考慮到步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時

75、，其輸出轉(zhuǎn)矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)來選擇步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。取K=4, 則步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：</p><p>　　初選步進(jìn)電動機(jī)的型號為90BYG2602，查得該型號電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩=6Nm。可見，滿足要求。</p><p>　　3.6.4 步進(jìn)電動機(jī)的性能校核</p><p>　?、抛羁旃みM(jìn)速度時電動機(jī)的輸

76、出轉(zhuǎn)矩校核 設(shè)計中工作臺最快工進(jìn)速度=100mm/min，脈沖當(dāng)量/脈沖，由公式求出電動機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率 。從90BYG2602電動機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線可以看出在此頻率下，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩6.0Nm，遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩=0.8816N.m，滿足要求。</p><p>　　圖3.2 90BYG2602電動機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線</p><p>　?、谱羁炜蛰d移動時電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核

77、 任務(wù)書給定工作臺最快空載移動速度=1000mm/min，求出其對應(yīng)運(yùn)行頻率 。由步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性圖查得，在此頻率下，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩=4.2 Nm，大于快速空載起動時的負(fù)載轉(zhuǎn)矩=0.1710N.m滿足要求。</p><p>　?、亲羁炜蛰d移動時電動機(jī)運(yùn)行頻率校核 與快速空載移動速度=1000mm/min對應(yīng)的電動機(jī)運(yùn)行頻率為。可知90BYG2602電動機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá)20000，可見沒有超出上限。&l

78、t;/p><p>　?、绕饎宇l率的計算 已知電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，電動機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時的空載起動頻率。由公式可知步進(jìn)電動機(jī)克服慣性負(fù)載的起動頻率為：</p><p>　　說明：要想保證步進(jìn)電動機(jī)起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于1564.1HZ。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。</p><p>　　綜上

79、所述，本次設(shè)計中工作臺的進(jìn)給傳動系統(tǒng)選用90BYG2602步進(jìn)電動機(jī)，完全滿足設(shè)計要求。</p><p>　　3.7步進(jìn)電機(jī)同步齒形帶的設(shè)計</p><p>　　3.7.1給出傳動要求及原始數(shù)據(jù)</p><p>　　由上可知同步到的名義功率 /min,得 ，由于根據(jù)要求設(shè)計的傳動比i=1，所以主從帶輪的尺寸相同。本次設(shè)計的工作臺是配合磨床使用的，每天的工作時間在10

80、小時以上。</p><p>　　3.7.2選擇帶的節(jié)距</p><p>　　帶的節(jié)距是反應(yīng)帶工作能力的特征參數(shù)，因此帶的型號是以節(jié)距來區(qū)分的，而設(shè)計功率 由以下公尺計算： ，K為的工作情況系數(shù)，根據(jù)表3確定K=1.3。</p><p><b>　　代入計算得 </b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計功率 和小帶輪轉(zhuǎn)速n可從

81、圖2中查找 交點所在區(qū)域，得到選定的帶型為XL型。</p><p>　　3.7.3 確定帶輪直徑及帶的節(jié)線長</p><p>　　（1）從結(jié)構(gòu)緊湊角度分析，小帶輪直徑應(yīng)盡可能小，但是直徑過于小，帶與輪的嚙合齒數(shù)減小，帶齒上的載荷增大，從而產(chǎn)生彎曲變形，因此要對帶輪的最小直徑進(jìn)行限制（即對帶輪的最小齒數(shù)進(jìn)行限制）。帶輪的最少齒數(shù)由表4得 由表1查的節(jié)距 ，最小節(jié)徑 （mm），小帶輪的節(jié)徑可根

82、據(jù) ，選擇帶輪的齒數(shù)為 ，按表5帶輪節(jié)徑系列選定帶輪的節(jié)徑 mm。</p><p>　?。?） 確定帶的節(jié)線長 </p><p>　　由下公式計算帶的初定節(jié)線長 ：</p><p>　　式中 為初選中心距100mm，代入數(shù)據(jù)可得 ，根據(jù) 從表2中選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長 ，帶的齒數(shù) ，帶長代號為130。</p><p>　?。?）確定傳動中心距

83、</p><p>　　因為 的數(shù)值不等，故需對初定的中心距 進(jìn)行修正。ISO規(guī)定中心距計算公式如下：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得 ，取a=105mm。</p><p>　　3.7.4 確定帶寬</p><p>　　1、確定帶的基準(zhǔn)額定功率 </p&

84、gt;<p>　　同步帶在正常工作條件下，其主要失效形式是帶在變拉力的作用下疲勞斷裂，因此以帶的抗拉強(qiáng)度來確定其承載能力。</p><p>　　其中 —帶寬為 時帶的許用拉力（見表1） </p><p>　　m—帶寬為 時帶的單位長度質(zhì)量（見表1） </p><p>　　—帶的圓周速度（ｍ／ｓ）</p><p><b&

85、gt;　　代入上式得 ， </b></p><p>　　嚙合齒數(shù)計算公式 得 </p><p>　　2、確定帶的額定功率</p><p><b>　　可由以下公式求的：</b></p><p>　　為嚙合齒數(shù)系數(shù)，當(dāng) 時， 。 為寬度系數(shù)，計算公式如下</p><p><b&g

86、t;　　代入 中得， </b></p><p>　　3、確定帶的標(biāo)準(zhǔn)寬度</p><p>　　由于 則滿足設(shè)計的帶寬為： ,代入數(shù)據(jù)得：</p><p>　　應(yīng)按照表1取標(biāo)準(zhǔn)帶寬為6.4mm，帶寬代號為019.</p><p><b>　　4、確定帶輪的寬度</b></p><p>　

87、　帶輪的寬度取決于帶的寬度和帶輪設(shè)置的擋圈形式。為了防止帶從帶輪上沿軸向滑動，通常在帶輪的輪緣外加設(shè)擋圈。本次設(shè)計選擇單邊擋圈，但是在兩輪的位置是左右錯開，帶輪的最小寬度查表6可知 </p><p><b>　　5、結(jié)果整理</b></p><p>　?、賻У墓?jié)線長 ，帶寬 ，帶型號為130XL019</p><p><b>　?、趲?/p>

88、輪 , mm</b></p><p>　?、蹅鲃又行木郺=105mm</p><p>　　4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p><b>　　4.1硬件設(shè)計</b></p><p>　　4.1.1主控制器CPU的選擇</p><p>　　PLC輸出的集成脈沖可通過步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行定位控制。

89、關(guān)于定位控制，調(diào)節(jié)和控制操作之間存在一些區(qū)別。步進(jìn)電機(jī)不需要連續(xù)的位置控制，而在控制操作中得到應(yīng)用。在以下的程序例子中，借助于CPU214所產(chǎn)生的集成脈沖輸出，通過步進(jìn)電機(jī)來實現(xiàn)相對的位置控制。雖然這種類型的定位控制不需要參考點，本例還是粗略地描述了確定參考點的簡單步驟。因為實際上它總是相對一根軸確定一個固定的參考點，因此，用戶借助于一個輸入字節(jié)的對偶碼(Dual coding)給CPU指定定位角度。用戶程序根據(jù)該碼計算出所需的定位步數(shù)

90、，再由CPU輸出相關(guān)個數(shù)的控制脈沖。</p><p>　　4.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　如圖4-1所示。</b></p><p><b>　　圖4．1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　4.1.3硬件配置</b></p><p

91、><b>　　如表4．1所示。</b></p><p><b>　　表4．1 硬件配置</b></p><p>　　4.2 PLC的輸入信號與輸出信號</p><p>　　PLC的部分輸入信號與輸出信號，以及標(biāo)志位如表４．2所示。</p><p>　　表4．2 ＰＬＣ的部分輸入信號和輸出信號&

92、lt;/p><p>　　4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　PLC的程序框圖如圖４．2所示。</p><p>　　圖４.２　PLC的程序框圖</p><p><b>　　4.4 初始化</b></p><p>　　在程序的第一個掃描周期(SM0.1=1)，初始化重要參數(shù)。選擇旋轉(zhuǎn)方向和解除聯(lián)鎖。

93、</p><p>　　4.5 設(shè)置和取消參考點</p><p>　　如果還沒有確定參考點，那么參考點曲線應(yīng)從按“START”按扭(I1.0)開始。CPU有可能輸出最大數(shù)量的控制脈沖。在所需的參考點，按“設(shè)置/取消參考點”開關(guān)(I1.4)后，首先調(diào)用停止電機(jī)的子程序。然后，將參考點標(biāo)志位M0.3置成1，再把新的操作模式“定位控制激活”顯示在輸出端Q1.0。</p><p&

94、gt;　　如果I1.4的開關(guān)已激活，而且“定位控制”也被激活(M0.3=1)，則切換到“參考點曲線”參考點曲線。在子程序1中，將M0.3置成0，并取消“定位控制激活”的顯示(Q1.0=0)。此外，控制還為輸出最大數(shù)量的控制脈沖做準(zhǔn)備。當(dāng)再次激活I(lǐng)1.4開關(guān)，便在兩個模式之間切換。如果此信號產(chǎn)生，同時電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，那么電機(jī)就自動停止。</p><p>　　實際上，一個與驅(qū)動器連接的參考點開關(guān)將代替手動操作切換開關(guān)的使

95、用，所以，參考點標(biāo)志能解決模式切換。</p><p><b>　　4.6 定位控制</b></p><p>　　如果確定了一個參考點(M0.3=1)而且沒有聯(lián)鎖，那么就執(zhí)行相對的定位控制。在子程序2中，控制器從輸入字節(jié)IBO讀出對偶碼方式的定位角度后，再存入字節(jié)MB11。與此角度有關(guān)的脈沖數(shù)，根據(jù)下面的公式計算:</p><p>　　N=φ/3

96、60°×S</p><p>　　式中:N-控制脈沖數(shù)</p><p><b>　　φ-旋轉(zhuǎn)角度</b></p><p><b>　　S-每轉(zhuǎn)所需的步數(shù)</b></p><p>　　該程序所使用的步進(jìn)電機(jī)采用半步操作方式(S=1000)。在子程序3中循環(huán)計算步數(shù)，如果現(xiàn)在按“STA

97、RT”按鈕(I1.0)，CPU將從輸出端Q0.0輸出所計算的控制脈沖個數(shù)，而且電機(jī)將根據(jù)相應(yīng)的步數(shù)來轉(zhuǎn)動，并在內(nèi)部將“電機(jī)轉(zhuǎn)動”的標(biāo)志位M0.1置成1。</p><p>　　在完整的脈沖輸出之后，執(zhí)行中斷程序0，此程序?qū)0.1置成0，以便能夠再次起動電機(jī)。</p><p><b>　　4.7 停止電機(jī)</b></p><p>　　按“STOP

98、”(停止)按扭(I1.1)，可在任何時候停止電機(jī)。執(zhí)行子程序0中與此有關(guān)的指令。</p><p><b>　　5 程序和注釋</b></p><p><b>　　程序注釋如下：</b></p><p>　　//標(biāo)題:用脈沖輸出進(jìn)行定位控制</p><p><b>　　//主程序</b

99、></p><p><b>　　LD SM0.1 </b></p><p>　　//僅首次掃描周期SM0.1才為1。</p><p>　　R M0.0，128</p><p>　　//MD0至MD12復(fù)位</p><p><b>　　ATCH 0，19</b></

100、p><p>　　//把中斷程序0分配給中斷事件19(脈沖串終止)</p><p><b>　　ENI</b></p><p><b>　　//允許中斷</b></p><p>　　//脈沖輸出功能的初始化</p><p>　　MOVW 500，SMW68</p>&

101、lt;p>　　//脈沖周期T=500us</p><p>　　MOVW 0,SMW70</p><p>　　//脈沖寬度為0(脈沖調(diào)制)</p><p>　　MOVD 429496700，SMD72</p><p>　　//為參考點設(shè)定的最大脈沖數(shù)</p><p><b>　　//設(shè)置逆時針旋轉(zhuǎn)<

102、/b></p><p>　　LDN M0.1 //若電機(jī)停止</p><p>　　A I1.5 //且旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)=1</p><p>　　S Q0.2，1 //則逆時針旋轉(zhuǎn)(Q0.2=1)</p><p><b>　　//設(shè)置順時針旋轉(zhuǎn)</b></p><p>　　LDN M0.1 //若

103、電機(jī)停止</p><p>　　AN I1.5 //且旋轉(zhuǎn)方向開關(guān)=0</p><p>　　R Q0.2，1 //則逆時針旋轉(zhuǎn)(Q0.2=0)</p><p><b>　　//聯(lián)鎖</b></p><p><b>　　LD I1.1</b></p><p>　　//若按“STO

104、P”(停止)按鈕</p><p>　　S M0.2，1 //則激活聯(lián)鎖(M0.2=1)</p><p><b>　　//解除聯(lián)鎖</b></p><p><b>　　LDN I1.1</b></p><p>　　//若“START”(啟動)按鈕松開</p><p><b

105、>　　AN I1.0</b></p><p>　　//且“STOP”(停止)按鈕松開</p><p>　　R M0.2，1 //則解除聯(lián)鎖(M0.2=0)</p><p>　　//確定操作模式(參考點定位控制)</p><p><b>　　LD I1.4 </b></p><p>

106、;　　//若按“設(shè)置/取消參考點”按鈕</p><p><b>　　EU //上升沿</b></p><p>　　CALL 1 //則調(diào)用子程序1</p><p><b>　　//啟動電機(jī)</b></p><p><b>　　LD I1.0 </b></p>&l

107、t;p>　　//若按“START”(啟動)按鈕</p><p><b>　　EU //上升沿</b></p><p>　　AN M0.1 //且電機(jī)停止</p><p>　　AN M0.2 //且無聯(lián)鎖</p><p>　　AD≥ SMD72，1 </p><p><b>　　//

108、且步數(shù)≥1，則</b></p><p>　　MOVB 16#85，SMB67</p><p>　　//置脈沖輸出功能(PTO)的控制位</p><p>　　PLS 0 //啟動脈沖輸出(Q0.0)</p><p><b>　　S M0.1，1</b></p><p>　　//“電機(jī)運(yùn)行

109、”標(biāo)志位置位(M0.1=1)</p><p><b>　　//定位控制</b></p><p><b>　　LD M0.3</b></p><p>　　//若已激活“定位控制” 操作模式</p><p>　　AN M0.1 //且電機(jī)停止</p><p>　　CALL 2 /

110、/則調(diào)用子程序2</p><p><b>　　//停止電機(jī)</b></p><p><b>　　LD I1.1</b></p><p>　　//若按“STOP”(停止)按鈕</p><p><b>　　EU //上升沿</b></p><p>　　A M

111、0.1 //且電機(jī)運(yùn)行，則</p><p>　　CALL 0 //則調(diào)用子程序0</p><p>　　MEND //主程序結(jié)束</p><p><b>　　//子程序1</b></p><p>　　SBR 0 //子程序0停止電機(jī)</p><p>　　MOVB 16#CB，SMB67 </p

112、><p><b>　　//激活脈寬調(diào)制</b></p><p>　　PLS 0 //停止輸出脈沖到Q0.0</p><p><b>　　R M0.1，1</b></p><p>　　//“電機(jī)運(yùn)行”標(biāo)志位復(fù)位(M0.1=0)</p><p>　　RET //子程序0結(jié)束</

113、p><p><b>　　SBR1</b></p><p>　　//子程序1，“確定操作模式”</p><p>　　LD M0.1 //若電機(jī)運(yùn)行</p><p><b>　　CALL 0 </b></p><p>　　//則調(diào)用子程序0，停止電機(jī)</p><p

114、>　　//申請“參考點曲線”</p><p><b>　　LD M0.3</b></p><p>　　//若已激活“定位控制”，則</p><p><b>　　R M0.3，1</b></p><p>　　//參考點標(biāo)志位;復(fù)位(M0.3=0)</p><p><

115、b>　　R Q1.0，1</b></p><p>　　//取消“定位控制激活”信息(Q1.0=0)</p><p>　　MOVD 429496700，SMD72 </p><p>　　//為新的“參考點曲線”設(shè)定最大的脈沖數(shù)。</p><p><b>　　CRET</b></p><

116、p>　　//條件返回到主程序。</p><p>　　//申請“定位控制”</p><p><b>　　LDN M0.3</b></p><p>　　//若未設(shè)置參考點(M0.3=0)，則</p><p><b>　　S M0.3，1</b></p><p>　　//參考

117、點標(biāo)志位置位(M0.3=1)</p><p><b>　　S Q1.0，1</b></p><p>　　//輸出“定位控制激活”信息(Q1.0=1)</p><p>　　RET //子程序1結(jié)束</p><p><b>　　//子程序2</b></p><p>　　SBR2

118、//子程序2，“定位控制”</p><p>　　MOVB IB0，MB11</p><p>　　//把定位角度從IBO拷到MD8的最低有效字節(jié)MB11。</p><p><b>　　R M8.0，24</b></p><p>　　//MB8至MB10清零</p><p>　　DIV 9，MD8 &

119、lt;/p><p>　　//角度/9=q1+r1</p><p>　　MOVW MW8，MW14</p><p>　　//把r1存入MD12</p><p>　　MUL 25，MD8</p><p>　　//q1×25→MD8</p><p>　　MUL 25，MD12</p>

120、<p>　　DIV 9，MD12</p><p>　　// r1×25／9= q2+r2</p><p><b>　　CALL 3</b></p><p>　　//在子程序3中循環(huán)步數(shù)</p><p>　　MOVW 0，MW12 //刪除r2</p><p>　　+D MD

121、12，MD8</p><p>　　//把步數(shù)寫入MD8</p><p>　　MOVD MD8，SMD72</p><p>　　//把步數(shù)傳到SMD72</p><p>　　RET //子程序2結(jié)束</p><p><b>　　//子程序3</b></p><p>　　SBR

122、3 //子程序3，“循環(huán)步數(shù)”</p><p>　　LDW≥MW12，5 //如果r2≥5／9，則</p><p>　　INCW MW14 //步數(shù)增加1。</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　//子程序3結(jié)束</b></p><p>　　

123、//中斷程序0，“脈沖輸出終止”</p><p>　　INT0 //中斷程序0</p><p><b>　　R M0.1，1</b></p><p>　　//“電機(jī)運(yùn)行”標(biāo)志位復(fù)位(M0.1=0)</p><p>　　RET //子程序0結(jié)束</p><p><b>　　6 系統(tǒng)誤差分析

124、</b></p><p><b>　　6.1誤差的來源 </b></p><p>　　隨著技術(shù)的進(jìn)步，對數(shù)控機(jī)床的要求越來越高。查閱有關(guān)的資料歸納得到數(shù)控機(jī)床的主要誤差來源有編程誤差、控制系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差、工件定位誤差和對刀誤差。</p><p><b>　　6.2控制系統(tǒng)誤差</b></p>