課程設(shè)計(jì)--x-y數(shù)控進(jìn)給工作臺(tái)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一 前言3</b></p><p>　　二 課程設(shè)計(jì)的目的、意義及要求4</p><p>　　（一） 課程設(shè)計(jì)的目的、意義4</p><p>　　（二） 課程設(shè)計(jì)的要求4</p>&l

2、t;p>　　三 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容5</p><p>　?。ㄒ唬?課程設(shè)計(jì)的題目5</p><p>　　（二） 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容5</p><p>　　四 數(shù)控系統(tǒng)總體方案的確定6</p><p>　　五 機(jī)械部分設(shè)計(jì)7</p><p>　?。ㄒ唬?工作臺(tái)外形尺寸及重量初步估算7&l

3、t;/p><p>　?。ǘ?滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算、選擇8</p><p>　　（三） 滾珠絲杠計(jì)算、選擇9</p><p>　　（四） 電機(jī)的選擇12</p><p>　　（五） 聯(lián)軸器的選擇13</p><p>　?。?光電編碼盤(pán)的選擇13</p><p>　?。ㄆ撸?光

4、電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)的選擇13</p><p>　　六 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)14</p><p>　　（一）面板的布置圖14</p><p>　?。ǘ┎僮髅姘骞δ芙榻B14</p><p>　　（三）控制系統(tǒng)選用芯片介紹14</p><p>　?。ㄋ模┬酒刂?5</p><p>

5、;　?。ㄎ澹╇妱?dòng)機(jī)控制原理15</p><p>　?。╂I盤(pán)接口電路分析16</p><p>　　（七）光電編碼盤(pán)辨向電路16</p><p>　　七 程序流程圖17</p><p>　?。ㄒ唬┲鞒绦蛄鞒虉D17</p><p>　?。ǘ┳詣?dòng)運(yùn)行流程圖18</p><p&

6、gt;　?。ㄈ┫尬婚_(kāi)關(guān)中斷流程圖19</p><p>　　（四）回零鍵流程圖19</p><p>　　八 參考文獻(xiàn)20</p><p><b>　　一 前言</b></p><p>　　裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度 ,數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的

7、使能技術(shù)和最基本的裝備 ,又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù) ,而數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品 ,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化 ,使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征 ,而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大 ,他對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)

8、IT、汽車(chē)、輕工、醫(yī)療等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看 ,其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:</p><p>　　(1)、 高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì)</p><p>　　效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率 ,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次 ,縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。從 EMO2001 展會(huì)情況來(lái)看 ,高速加工中心進(jìn)給

9、速度可達(dá) 80m/ min ,甚至更高 ,空運(yùn)行速度可達(dá) 100m/ min左右。目前世界上許多汽車(chē)廠 ,包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司 ,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。在加工精度方面 ,近 10 年來(lái) ,普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10μm提高到 5μm ,精密級(jí)加工中心則從 3～5μm ,提 高到 1～1.5μm并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí) 0.1μm 。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工 ,與這配套的功能部件如電主

10、軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展 ,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。</p><p>　　(2) 、5 軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展</p><p>　　采用 5 軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工 ,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削 ,不僅光潔度高 ,而且效率也大幅度提高。但過(guò)去因 5 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因 ,其價(jià)格要比 3 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍 ,加之編程技術(shù)難度較大 ,制約了 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床

11、的發(fā)展。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn) ,使得實(shí)現(xiàn) 5 軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化 ,其制造難度和成本大幅度降低 ,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類(lèi)型 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床 含 5 面加工機(jī)床 的發(fā)展。</p><p>　　(3) 、智能化、開(kāi)放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)</p><p>　　21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) ,智能化的內(nèi)容包括在

12、數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 ,如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制 ,工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化 ,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。目前開(kāi)放數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控

13、裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求 ,也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元 ,反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p>　　二 課程設(shè)計(jì)的目的、意義及要求</p><p>　?。ㄒ唬?課程設(shè)計(jì)的目的,意義</p><p>　　《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力的重要實(shí)踐性教學(xué)

14、環(huán)節(jié)之一，是綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等知識(shí)進(jìn)行的基本設(shè)計(jì)訓(xùn)練。</p><p><b>　　其目的是：</b></p><p>　　能夠正確運(yùn)用《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的基本理論和相關(guān)知識(shí)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的功能構(gòu)成、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法，了解設(shè)計(jì)方案的擬定、比較、分析和計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有機(jī)電一體化系

15、統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力；</p><p>　　通過(guò)機(jī)械部分設(shè)計(jì)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)典型機(jī)械零部件和執(zhí)行元件的計(jì)算、選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和步驟；</p><p>　　通過(guò)測(cè)試及控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)控制系統(tǒng)的硬件組成、工作原理，和軟件編程思想；</p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)提高學(xué)生應(yīng)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)及編寫(xiě)技術(shù)說(shuō)明書(shū)的能力，促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神、專(zhuān)業(yè)技能等

16、方面綜合素質(zhì)的提高。</p><p>　　（二） 課程設(shè)計(jì)的要求：</p><p>　　課程設(shè)計(jì)應(yīng)在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立完成，嚴(yán)格地要求自己，不允許相互抄襲；</p><p>　　認(rèn)真閱讀《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，明確題目及具體要求；</p><p>　　認(rèn)真查閱題目涉及內(nèi)容的相關(guān)文獻(xiàn)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　

17、　大膽創(chuàng)新，確定合理、可行的總體設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　機(jī)械部分和驅(qū)動(dòng)部分設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算結(jié)果正確，選型合理；</p><p>　　微機(jī)控制系統(tǒng)方案可行，硬件選擇合理，軟件框圖正確；</p><p>　　手工或電腦繪制機(jī)械系統(tǒng)裝配圖一張（A0），控制系統(tǒng)電氣原理一張（A1），圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，布圖合理，內(nèi)容完整表達(dá)清晰； </p><p

18、>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，包括：目錄，題目及要求，總體方案的確定，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，參考文獻(xiàn)等。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)敘述清楚、表達(dá)正確、內(nèi)容完整、技術(shù)術(shù)語(yǔ)符合標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　三 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　（一） 課程設(shè)計(jì)題目：X-Y數(shù)控進(jìn)給工作臺(tái)設(shè)計(jì)</p><p>　　已知條件： X方向行程:300mm Y方向

19、行程:200mm</p><p>　　工作臺(tái)面的參考尺寸:500X300mm</p><p>　　平均切削力:1500N</p><p>　　平均切削進(jìn)給速度:600mm/min</p><p>　　最高運(yùn)動(dòng)速度:6m/min</p><p><b>　　定位精度: </b></p>

20、<p>　　工作壽命:每天8小時(shí),工作8年,250天/年</p><p>　?。ǘ?課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　1.數(shù)控裝置總體方案的確定</p><p>　　(1).數(shù)控裝置設(shè)計(jì)參數(shù)的確定；</p><p>　　(2).方案的分析，比較，論證。</p><p><b>　　2.機(jī)械部

21、分的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1).確定脈沖當(dāng)量；</p><p>　　(2).機(jī)械部件的總體尺寸及重量的初步估算；</p><p>　　(3).傳動(dòng)元件及導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)，計(jì)算和選用；</p><p>　　(4).確定伺服電機(jī)；</p><p>　　(5).繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖；</p>

22、<p>　　(6).系統(tǒng)等效慣量計(jì)算；</p><p>　　(7).系統(tǒng)精度分析。</p><p><b>　　3.數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(1).微機(jī)及擴(kuò)展芯片的選用及控制系統(tǒng)框圖的設(shè)計(jì)；</p><p>　　(2).I/O接口電路及伺服控制電路的設(shè)計(jì)和選用；</p>&

23、lt;p>　　(3).系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　說(shuō)明書(shū)是課程設(shè)計(jì)的總結(jié)性技術(shù)文件，應(yīng)敘述整個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，包括總體方案的確定，系統(tǒng)框圖的分析，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，電氣部分的設(shè)計(jì)說(shuō)明，選用元器件參數(shù)的說(shuō)明，軟件設(shè)計(jì)及其說(shuō)明；</p><p><b>　　5.圖紙</b></p>

24、;<p>　　(1).機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖，A0圖紙1張。要求視圖基本完整，符合標(biāo)準(zhǔn)。其中至少要有一個(gè)坐標(biāo)軸的完整剖視圖；</p><p>　　四 數(shù)控系統(tǒng)總體方案的確定</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)方案的確定，伺服電機(jī)類(lèi)型及調(diào)速方案確定，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇。進(jìn)行方案的分析、比較和論證。</p><p

25、><b>　　系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定</b></p><p>　　該系統(tǒng)要求工作臺(tái)沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有精確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系因此采用連續(xù)控制方式。</p><p><b>　　伺服系統(tǒng)的選擇</b></p><p>　　考慮到運(yùn)動(dòng)精度要求不高，負(fù)載不大，適合采用半閉環(huán)控制方式。</p><p>　　半閉環(huán)伺

26、服系統(tǒng)在負(fù)載不大時(shí)多采用直流電機(jī)作為伺服電機(jī). 半閉環(huán)控制系統(tǒng)有檢測(cè)反饋部件，因而能糾正系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差。但半閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，目前大多數(shù)數(shù)控機(jī)床和工業(yè)機(jī)器人中的伺服系統(tǒng)都采用半閉環(huán)控制。。</p><p><b>　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇</b></p><p>　　采用MCS-51系列中的89C2051單片機(jī)擴(kuò)展控制系統(tǒng)。MCS-51單片機(jī)的主要特點(diǎn)是集成度高，可靠性

27、好，功能強(qiáng)，速度快，性?xún)r(jià)比高?？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤(pán)及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進(jìn)功率放大電路等組成。采用兩片28C64擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，用8255A擴(kuò)展單片機(jī)接口。系統(tǒng)的工作程序和控制命令通過(guò)鍵盤(pán)操作實(shí)現(xiàn)。顯示器采用SMC1602液晶屏顯示加工數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)等信息。采用兩片8253芯片分別對(duì)XY方向光電編碼盤(pán)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，8253計(jì)數(shù)器為16位計(jì)數(shù)器能滿足計(jì)數(shù)要求。</p><p>　　X—Y工

28、作臺(tái)的傳動(dòng)方式</p><p>　　為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊，采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副。為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求：采用低摩擦系數(shù)的傳動(dòng)器件：滾珠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌；無(wú)間隙聯(lián)軸器 ；消除反向傳動(dòng)間隙等。</p><p>　　由于工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部件重量和工作載荷不大，故選用滾動(dòng)直線

29、導(dǎo)軌副，從而減小工作臺(tái)的摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。</p><p><b>　　5. 確定檢測(cè)方案</b></p><p>　　半閉環(huán)系統(tǒng)采用增量式光電編碼盤(pán)檢測(cè)電機(jī)或絲杠轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、零位。</p><p><b>　　系統(tǒng)總體框圖如下:</b></p><p>　　第五章 機(jī)械部分設(shè)計(jì)</

30、p><p>　　機(jī)械部分設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定運(yùn)動(dòng)部件慣性的計(jì)算，選擇z直流伺服電機(jī)，傳動(dòng)及導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選擇，繪制機(jī)械部分裝配圖等。</p><p>　?。ㄒ唬?工作臺(tái)外形尺寸及重量初步估算</p><p>　　根據(jù)給定的有效行程，畫(huà)出工作臺(tái)簡(jiǎn)圖，估算X向和Y向工作臺(tái)承載重量WX和WY。</p><p>　　取X向?qū)к壷武撉虻闹行木酁?

31、00mm,Y向?qū)к壷武撉虻闹行木酁?00mm,設(shè)計(jì)工作臺(tái)簡(jiǎn)圖如下:</p><p>　　X向拖板(上拖板)尺寸為:</p><p>　　長(zhǎng)*寬*高(mm)=700*240*25</p><p>　　重量:按重量=體積*材料比重估算為:</p><p><b>　　=10(</b></p><p>

32、;　　Y向拖板(下拖板)尺寸為: 500*500*25</p><p>　　重量:按重量=體積*材料比重估算為</p><p><b>　　=10(</b></p><p>　　工作臺(tái)的尺寸為: 500*300*45</p><p>　　重量：按重量=體積*材料比重估算為</p><p>&l

33、t;b>　　=10()</b></p><p>　　夾具、工件重量約135N</p><p>　　導(dǎo)軌(含電機(jī))重量約300N</p><p>　　X-Y工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分總重量為:</p><p>　　=701+762+434.6+300+135=2332.4N</p><p>　?。ǘ?滾動(dòng)導(dǎo)軌副

34、的計(jì)算、選擇</p><p><b>　　(1)Y方向?qū)к?lt;/b></p><p>　　由所給條件得,該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間為</p><p><b>　　由 得</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　因滑座數(shù)M=4,所以每根

35、導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座,由表2-15----2-18確定</p><p><b>　　則由式2-9, </b></p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　?。?）X方向?qū)к?lt;/b></p><p>　　由所給條件得,該導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間為<

36、/p><p><b>　　由 得</b></p><p>　　因滑座數(shù)M=4,所以每根導(dǎo)軌上使用2個(gè)滑座,由表2-15----2-18確定</p><p><b>　　則由式2-9, </b></p><p><b>　　得 </b></p><p&g

37、t;　　若選用日本THK的LM導(dǎo)軌SSR-20XW型號(hào)的導(dǎo)軌的Ca值為19600N,能滿足八年的使用要求.</p><p><b>　　基本參數(shù)如下:</b></p><p>　　（三） 滾珠絲杠計(jì)算、選擇</p><p>　　由技術(shù)要求,平均載荷F=1500N,絲杠工作長(zhǎng)度L=300mm,</p><p>　　工作壽

38、命,傳動(dòng)精度要求</p><p>　　設(shè)導(dǎo)程P=5 mm ,則</p><p><b>　　求計(jì)算載荷</b></p><p>　　由條件,查《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表2-6取=1.2, 查表2-6取=1.2, 表2-4取D精度, 查表2-6取=1.0,</p><p>　　(2)計(jì)算額定動(dòng)載荷計(jì)算值Ca`由式(2-4)&

39、lt;/p><p>　　(3)根據(jù)選擇滾珠絲杠副 假設(shè)選用日本THK DIK型號(hào),按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca 等于或稍大于的原則,查得選以下型號(hào)規(guī)格</p><p>　　DIK 3205-6 Ca=10689N</p><p>　　公稱(chēng)直徑 導(dǎo)程 螺旋角 滾珠直徑</p><p>　　按表2-1中尺寸計(jì)算</p>&l

40、t;p>　　滾道半徑 R=0.52=0.523.175=1.651mm</p><p><b>　　偏心距</b></p><p><b>　　絲杠內(nèi)徑</b></p><p><b>　　(4)穩(wěn)定性驗(yàn)算</b></p><p>　　〈1〉由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作

41、時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn),所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù)</p><p>　　絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱(chēng)為臨界載荷</p><p>　　其中 E=206Gpa</p><p><b>　　L=0.3m</b></p><p><b>　　取 則</b></p&g

42、t;<p><b>　　安全系數(shù)</b></p><p>　　查表2-10 [S]=2.5-3.3 S>[S] 絲杠是安全的,不會(huì)失穩(wěn)</p><p>　　〈2〉高速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振,因此需驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速----臨界轉(zhuǎn)速,要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速</p><p>　　所以絲杠不會(huì)發(fā)生共振</p&

43、gt;<p>　　〈3〉此外滾珠絲杠副還受值的限制,通常要求</p><p><b>　　(5)剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　滾珠絲杠在工作負(fù)載F(N)和轉(zhuǎn)矩T(Nm)共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量為</p><p>　　式中,A為絲杠截面積,A=為絲杠的極慣性矩, G為絲杠切變模量,對(duì)鋼G=83.3GP a;T(Nm)為

44、轉(zhuǎn)矩.</p><p>　　式中, 為摩擦角,其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù); 為平均工作載荷.取摩擦系數(shù)為</p><p><b>　　,則得</b></p><p>　　按最不利的情況取(F=)</p><p>　　則絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為</p><p>　　通常要求絲杠的導(dǎo)程

45、誤差小于其傳動(dòng)精度的1/2,即</p><p>　　該絲杠的滿足上式,所以其剛度可滿足要求.</p><p><b>　　(6)效率驗(yàn)算</b></p><p>　　要求在90%---95%之間,所以該絲杠副合格.</p><p>　　經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證, DIK 3205-6各項(xiàng)性能均符合題目要求,可選用.</p&g

46、t;<p><b>　?。ㄋ模?電機(jī)的選擇</b></p><p><b>　　電機(jī)類(lèi)型選擇</b></p><p>　　在半閉環(huán)控制的中小型伺服系統(tǒng)中,可以采用直流電機(jī)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸上總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 </p&g

47、t;<p>　　其中D——絲杠公稱(chēng)直徑D=31.5mm L——絲杠長(zhǎng)度L=400mm</p><p>　　滾珠絲杠折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 </p><p>　　其中M——工作臺(tái)（包括工件）的質(zhì)量M=（434.6+135）/10=56.96kg</p><p>　　S——絲杠的螺距是5mm</p><p>　　（1）直流伺服電

48、機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</p><p>　　電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的角加速度</p><p>　　其中是電動(dòng)機(jī)啟起動(dòng)后的最大角速度（rad/s）; 是系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)（s）;K是系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益（）。 rad/s，取K=25</p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的確定</p><p>　　伺服電動(dòng)機(jī)在快速起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩一般比正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩要大得多，即要求

49、</p><p>　　其中是電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩；是電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩</p><p>　　，其中是電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩；是電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)過(guò)載系數(shù)，取=8。</p><p><b>　　則</b></p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的確定</p><p>　　伺服電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩可按連續(xù)運(yùn)行時(shí)作用在電

50、動(dòng)機(jī)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T來(lái)確定，即要求</p><p>　　據(jù)此選擇濟(jì)南科亞電子科技有限公司生產(chǎn)的85FRAME系列85SZD-09型號(hào)電機(jī)。其額定轉(zhuǎn)矩Tr=2.63Nm>1.065Nm=T 機(jī)械時(shí)間常數(shù)等于11.3ms</p><p>　　驗(yàn)算: 接近于所取K值。</p><p>　?。ㄎ澹?聯(lián)軸器的選擇   </p><p&g

51、t;　　聯(lián)軸器額定轉(zhuǎn)矩Ts可按電動(dòng)機(jī)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩T來(lái)確定，即</p><p>　　據(jù)此選擇SLK-50型聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)矩Ts=16Nm>8.5Nm，符合要求。</p><p>　　（六） 光電編碼盤(pán)的選擇</p><p>　　選擇上海精浦機(jī)電有限公司的歐系標(biāo)準(zhǔn)系列（4-20，RS485輸出）其分辨率為，能夠達(dá)到精度要求。</p><p&g

52、t;　　其工作電壓為10~30Vdc 極性保護(hù)，允許轉(zhuǎn)速 2400轉(zhuǎn)/分。</p><p>　?。ㄆ撸?光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　選擇上海坤氏工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司的GBG110系列的光電開(kāi)關(guān)</p><p>　　輸出電流100mA 響應(yīng)時(shí)間 <2ms</p><p>　　來(lái)源于：http://www.chinak

53、unshi.com/ArticleShow.asp?ArticleID=713</p><p>　　選擇臺(tái)灣超榮電子有限公司的CLJ插件式接近開(kāi)關(guān)（M18x1-G非埋入式）</p><p>　　其工作電壓為10~30Vdc</p><p>　　來(lái)源于：http://www.coron.com.cn/ArticleShow.asp?ArticleID=188</

54、p><p>　　六 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　該控制系統(tǒng)采用的微型機(jī)為80C51單片機(jī)。執(zhí)行元件采用直流電機(jī)</p><p><b>　?。ㄒ唬┟姘宓牟贾脠D</b></p><p><b>　　圖五、面板示意圖</b></p><p>　　（二）操作面板功能介紹<

55、;/p><p>　　1.工作狀態(tài)選擇按鍵</p><p>　　自動(dòng)按鈕按下時(shí)自動(dòng)指示燈亮，按下開(kāi)始按鈕后，工作臺(tái)自動(dòng)運(yùn)行。再按自動(dòng)按鈕切換成手動(dòng)模式。</p><p>　　2．開(kāi)始按鈕（在自動(dòng)模式下按下此開(kāi)關(guān)機(jī)床自動(dòng)運(yùn)行）</p><p>　　3．急停開(kāi)關(guān)（當(dāng)機(jī)床運(yùn)行異常時(shí)按下此開(kāi)關(guān)機(jī)床立即停車(chē)；限位開(kāi)關(guān)閉合時(shí)此開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合）</p>

56、<p>　　4．復(fù)位按鈕開(kāi)關(guān)（按下此按鈕機(jī)床復(fù)位）</p><p>　　5．回零位鍵（按下此按鈕機(jī)床自動(dòng)返回坐標(biāo)零點(diǎn)）</p><p>　　6．X+ X- Y+ Y-（手動(dòng)模式下向相應(yīng)方向工進(jìn)）</p><p>　　7．X++ X--Y++Y--（手動(dòng)模式下向相應(yīng)方向快進(jìn)）</p><p>　　8. 指示燈（顯示相對(duì)應(yīng)的當(dāng)前工作

57、狀態(tài)，燈亮表示處于對(duì)應(yīng)工作狀態(tài)）</p><p>　?。ㄈ┛刂葡到y(tǒng)選用芯片介紹</p><p>　　主單片機(jī)選擇AT89S51</p><p>　　擴(kuò)展控制單片機(jī)選擇 89C2051</p><p>　　擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 兩片28C64芯片（擴(kuò)展兩個(gè)8KB存儲(chǔ)空間）</p><p>　　擴(kuò)展單片機(jī)接口選擇 8255A

58、芯片</p><p>　　計(jì)數(shù)器選擇 兩片8253芯片（每片有3個(gè)16位計(jì)數(shù)器）</p><p>　　顯示器選擇 SMC1602液晶屏</p><p><b>　?。ㄋ模┬酒刂?lt;/b></p><p>　　8253-X：1FFFH</p><p>　　8253-Y：3FFFH</p>

59、<p>　　28C64-1：4000H-5FFFH</p><p>　　28C64-2：6000H-7FFFH</p><p>　　8255A：9FFFH</p><p>　　SMC1602:0BFFFH</p><p>　?。ㄎ澹╇妱?dòng)機(jī)控制原理</p><p>　　（六）鍵盤(pán)接口電路分析</p&g

60、t;<p>　?。ㄆ撸┕怆娋幋a盤(pán)辨向電路</p><p><b>　　七 程序流程圖</b></p><p><b>　　主程序流程圖</b></p><p>　　（二）自動(dòng)運(yùn)行流程圖</p><p><b>　　限位開(kāi)關(guān)中斷流程圖</b></p>

61、<p><b>　　回零鍵流程圖</b></p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.尤麗華主編. 測(cè)試技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006</p><p>　　2.吳宗澤，羅圣國(guó)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).高等教育出版社，1999</p><p>　　3.尹