数控车床控制系统 设计

数控车床控制系统 设计
数控车床控制系统 设计

CJK6140数控车床纵向进给系统设计

摘要

了解数控机床的概念,所谓数字控制是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作,生产率显著提高等优点,但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床,自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。纵向进给机构的改造:拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置,纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造:拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。总体设计方案:CJK6140车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后,根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。

关键词:运动信息,滚珠丝杠,步进电机

CJK6140 NC Lathes Vertical Feed System Design

ABSTRACT

Numerical Control (NC) is any machining process in which the operations are executed automatically in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement .When Numerical Control is performed under computer supervision, it is called Computer Numerical Control (CNC).CNC machines have many advantages over conventional machines. For example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. One of its disadvantages is that they are quite expensive. In our country conventional machine is used widely. So if the machines are replaced, there is going to need a large money. In order to agree with the development of our economy, we can reform the conventional machines. The reformation of the tool movement: we demolish the current smooth leading, leading screw and installing stand. Then replace the ball leaking to the relevant position. The reformation of the horizontal mechanism: we make the horizontal ball lead screw instead of the conventional screw. And Stepper motor drives the screw. The overall master design: the spindle’s gearshift of the CA6140 mechanism controlled by the former operating lever. The moving of the vertical table and the horizontal table is drove by the ball screw, which is drove by the Stepper motors. The last, we design the vertical and horizontal mechanism on the basis of known numbers.)

KEY WORDS: tool movement,conventional machines,Stepper motor

目录

CJK6140数控车床纵向进给系统设计..................................................................................... I 摘要........................................................................................................................................... I ABSTRACT .............................................................................................................................. II 第一部分绪论 (1)

第二部分设计方案的确定 (3)

2.1 数控系统运动方式的确定 (3)

2.2 伺服进给系统的改造设计 (3)

2.3数控系统的硬件电路设计 (4)

2.4 纵向进给系统的设计 (5)

第三部分机械设计 (6)

3.1 纵向进给系统的设计 (6)

3.2 切削力的计算 (6)

3.3 滚珠丝杠的设计计算 (7)

3.3.1 求轴向力 (7)

3.3.2 计算丝杠动载荷Cj (7)

3.3.3 丝杠效率计算 (8)

3.3.4 校核 (8)

3.4 齿轮箱减速器设计部分 (9)

3.4.1 传动比i (9)

3.4.2 齿面接触强度设计计算 (9)

3.4.3 齿根弯曲强度设计: (11)

3.4.4 设计计算: (12)

3.5 其他机械设计部分 (12)

3.5.1 减速箱最小输出轴的计算 (12)

3.5.2 轴承的选择 (13)

3.6 步进电机的选择 (13)

3.6.1 计算减速器的传动比I (13)

3.6.2计算系统转动惯量 (13)

3.6.3 确定步进电机动力参数 (14)

第四部分数控设计................................................................................ 错误!未定义书签。

4.1 数控系统硬件电路.................................................................... 错误!未定义书签。

4.1.1 基本硬件组成.................................................................. 错误!未定义书签。

4.1.2 硬件配套及基本结构...................................................... 错误!未定义书签。

IV

4.1.3 接口线路.......................................................................... 错误!未定义书签。

4.1.4 光电隔离电路.................................................................. 错误!未定义书签。

4.1.5 功率放大器...................................................................... 错误!未定义书签。

4.1.6 辅助电路.......................................................................... 错误!未定义书签。

4.2软件设计..................................................................................... 错误!未定义书签。第五部分使用说明................................................................................ 错误!未定义书签。

5.1 概述............................................................................................ 错误!未定义书签。

5.2 主要技术参数............................................................................ 错误!未定义书签。

5.3 主要功能.................................................................................... 错误!未定义书签。

5.4 安装调整步骤............................................................................ 错误!未定义书签。

5.5 机床使用步骤简述.................................................................... 错误!未定义书签。

5.6维护和保养................................................................................. 错误!未定义书签。第六部分结束语.. (15)

参考文献 (16)

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第一部分绪论

随着微电子、计算机和信息技术的飞速发展与应用,精密机械技术与这些前沿学科的相互渗透,使机械系统向着高技术集成系统的方向发展。这是当今机械科学技术发展的重要趋势。机械工程学科正朝着机电一体化方向发展,而数控机床便是此领域中的一个典型发展方向。随着社会生产和科学技术的迅速发展,机械产品的性能和质量不断提高,改行频繁。目前,机械零件加工中单件、小批量加工约占80%,因此对加工设备不仅要求具有高的加工精度和生产效率,而且还要具备有相当的“柔性”,既灵活、通用、能迅速适应加工零件的变更。数控机床较好地解决了形状复杂、精密、小批、多变的零件的加工问题。它具有适应性强,较高的加工精度,稳定的加工质量和高生产效率的特点和优点。所以,数控机床是一种灵活而高效的自动化机床。随着电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展,数控机床在机械制造业中的地位将变得越来越重要了。

数控机床经济型改造,实质是机械工程技术与微电子技术的结合。经改造后的机床加工的精度、效率、速度都有了很明显的提高,适合我国现在经济水平的发展要求。本次毕业设计主要是对机床机械部分进行改造,以步进电机驱动横向进给运动、纵向进给运动以及刀架的快速换刀,使传动系统变得十分简单,传动链大大缩短,传动件数减少,从而提高机床的精度。

设计中,我们对有关数控机床及数控改造的相关书籍、刊物进行大量阅读,收集了很多资料,了解了数控机床的基本概念,数控机床的发展概况,数控机床的组成及其工作原理,扩大了我们的知识面。

机床计算机系统是本世纪70年代发展起来的机床控制新技术。它综合了计算机、自动控制、电器控制、测量技术、机械制造等领域的最新成就、使机器工具发展到新的水平。

计算机数控机床具有精度高,加工周期短,适应性强等一系列的优点。特别对于中小批生产的精密复杂零件加工尤为合适。因而在机械、航空、造船、动力等行业中得到了广泛地运用。

此外,数控技术也在绘图机械、坐标测量机、激光于火焰切割机等机械设备中得到了广泛的应用。特别是相续出现的自动换刀数控机床(即加工中心Machining Center)、直接数字控制系统(即计算器群控系统,DCN, Direct Numerical Control)、自适应控制系统(AC, Adaptive Control)、柔性控制系统(FMS, Flexible Manufacturing System)、计算器集成(综合)制造系统(CIMS, Computer Integrated Manufacturing System)等、进一步说明,数控机床已经成为组成现代机械制造生产系统,实现设计(CAD)、制造(CAM)、检验(CAT) 于生产管理等全部生产过程自动化的基本设备。

数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间

陕西科技大学毕业论文(设计说明书) 2

的相对位置,机床电机的启动和停止,主轴变速,工件松开和夹紧,刀具的选择,冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上,然后将数字信息送入数控装置或计算机,经过译码,运算,发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件,加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比,其主要有以下的优点: 1. 适应性强,适合加工单件或小批量的复杂工件;在数控机床上改变加工工件时,只需重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工;

2. 加工精度高;

3. 生产效率高;

4. 减轻劳动强度,改善劳动条件;

5. 良好的经济效益;

6. 有利于生产管理的现代化。

数控机床已成为我国市场需求的主流产品,需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步,特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是,国产数控机床与先进国家的同类产品相比,还存在差距,还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国,有三百多万台普通机床。但机床的素质差,性能落后,单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右,差距太大,急待改造。旧机床的数控化改造,顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用,数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中,机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC 技术改造普通机床,并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限,国家大,机床需要量大,因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床,而我国的旧机床很多,用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。1984年,我国开始生产经济型数控系统,并用于改造旧机床。到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说,本毕业设计实例具有典型性和实用性。

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第二部分设计方案的确定

利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制,纵向(Z向)脉冲当量为0.01mm/脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。总体方案的论证对于普通机床的经济型数控改造,在确定总体设计方案时,应考虑在满足设计要求的前提下,对机床的改动应尽可能少,以降低成本。

2.1数控系统运动方式的确定

数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件,所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。

数控系统是一种位置控制系统。其本质是根据输入的数据进行插补,从而得到较理想的运动轨迹,然后输入到执行部件,加工出所需的零件。按照这一原理,数控系统可分为开环数控和闭环系统。所谓闭环控制系统,即指对所加工的零件随时进行检测并输入(反馈)到控制系统,用以调节加工时所带来的误差。其主要采用反馈检测装置及交流变频控制,因此功率较大,精密很高。但也由于采用交流变频伺服系统和反馈检测装置,因而其造价十分高,结构也十分复杂,其稳定性也不十分理想。由于以上特点,闭环控制系统常用于要求精密加工机床、单件生产,即整机生产之中。其控制系统框图如下图所示:

图1-1 控制系统框图

2.2 伺服进给系统的改造设计

数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。

开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统,根据数据指令、经过控制运算发出脉

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冲信号,输送到步进电机,使伺服装置转过相应的角度,然后经过减速齿轮和丝杆螺母机构,转换为移动部件的直线位移。

因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。

与闭环控制系统相比,步进电机开环伺服系统没有外部的位置反馈回路及速度反馈回路。因此不必使用位置速度测量装置、模数转换器及高增益放大器等高性能器件。因此,使设备投资显著降低,系统简单可靠,与机床间的组配也十分方便,即结构简单,使用维护方便,可靠性高、制造成本低等一系列优点。在中小型机床的速度、精度要求不十分高的场合,得到了广泛的应用。

下面是开环控制系统框图:

开环控制框图

开环伺服系统在负载不大的情况下多采下步进电机作为伺服电机。所以,本设计决定采用开环控制系统。

2.3数控系统的硬件电路设计

任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础,性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件,软件才能有效地运行。

在设计的数控装置中,CPU的选择是关键,选择CPU应考虑以下要素:

1)时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关;

2)可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关;

3)I/O口扩展的能力。

控制系统采用单CPU形式分为处理数据。CPU采用8031芯片使用广泛,功能强大,性能好,价格便宜。它包括一个微处理器,一个128字节的片内数据存储器,4个8位的I/O接口(其中P1,P2,P3是准双向口,P0是三态双向口),另外还为用户留一个扩展区。

控制系统的总体结构如下:

8031通过I/O口扩展一片8255接口芯片实现空运转,自动,手动转换,回零,换刀,超程的按键功能。还通过P0口和P2口及一块74LS373地址锁存器扩展了两片16K 的ROM接口,两片16K的RAM来作为开发程序的存储器。8031通过P0口扩展了一片8279接口芯片来实现键盘输入和电路显示的功能。通过P1口经过光耦合隔离电路TLP521-4来消除电路干扰,并实现X,Z向正反转及连续启动的功能,通过功率放大

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电路实现S ,T ,M 等备用功能。两步进电机经 一块74LS373直接与P0口相连。

软件设计采用模块化设计。主要包括主模块,子程序模块和定时中断模块。主模块主要完成初始化和监控。初始化包括PIO ,CTC 的初始化。监控主要包括键盘的管理和显示管理,可调用原监控程序中的键盘管理和显示管理子程序。功能子模块包括+X ,-X ,+Z ,-Z ,及STOP 功能子模块,并可调用圆监控程序中的许多子程序。中断模块包括急停中断模块,报警中断模块等。

2.4 纵向进给系统的设计

进给系统的传动原理:步进电机通过 消 隙 齿轮箱将转矩输出同时放大,以带动滚珠丝杠转动。丝杠转动,使丝杠螺和丝杠螺母座 水平移动,由于丝杠螺母座与工作台通过拖板固联,因而丝杠螺母座 水平 移动也迫使工作台沿机床导轨水平移动。

通过对步进电机在工作时所需要的最大静转矩和最高启动频率的计算,并参照反应式步进电机技术指示表,选择所用的步进电机为110BF-1型。由于脉冲当量p ?=0.01mm/脉冲与滚珠丝杠基本导程0L 之间满足关系:I=P L ?α360,其中I 为电机输出轴与丝杠之间的传动比,α为电动机的步矩角,计算出I 是不等于1的,I 为齿轮的啮合,同时电机输出的转矩无法直接带动丝杠工作,因此对其放大,这是加齿轮箱的一个目的。为了使机床的结构简单,紧凑,齿轮箱采用一级传动。通过计算和校核,选择齿轮箱的主动小齿轮的齿数1Z =32,从动件的齿数为40,其模数为2.0mm ,为了防止进给系统在正常工作时出现齿轮被卡死和空转现象,进一步提高传动的精度,则必须对齿轮箱进行消隙。其方法是:采用双片齿轮错齿法,将从动轮做成两片,其中一片固定在轴上,另外一片为动片,两者之间装上周向弹簧,弹簧力使两片齿轮的轮廓分别与主动轮的轮廓贴紧,从而消除了齿轮间的间隙,避免了卡死与空转的现象出现。

通过对丝杠的设计计算和对刚度,强度,压杆稳定性的校核,选择丝杠的公称直径为25mm ,基本导程为6mm,精度为3级。滚珠丝杠的预加负载方式为变位导程单螺母自预紧,可实现螺母的拉伸或压缩的受力方式,其调整方法是:取下滚珠螺母,精确测量原装钢球的直径,然后根据螺母的力的需要,从新更换装入若干大数微米的钢球。它具有结构简单,尺寸简单的特点,并能避免双螺母形位误差的影响。对于螺母副我们采用了调整垫片的方法进行预紧。我们通过改变垫片的厚度,使螺母产生轴向位移。消除它们之间的间隙和施加预紧力。在工作中不能随意的去调整。

加工过程中,为了保护丝杠不受铁屑的磨损和冷却液的腐蚀,加防护板。同时,为了防止灰尘和铁屑碎片等杂物进入滚珠丝杠的轨道中,避免出现滚珠卡死或传动精度大大降低的现象,我们采用防尘护罩的保护形式。

机床导轨与矩形导轨的综合形式。这种导轨的优点有:接触刚度大,不易磨损以及承载能力强,运行平稳等。

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第三部分机械设计

3.1 纵向进给系统的设计

经济型数控车床的改造一般是步进电机经减速驱动丝杠,螺母固定在溜板箱上,带动刀架左右移动滚珠丝杠采用外插管变螺距型滚珠丝杠副,他的优点是螺母的轴向尺寸小,而预加载荷消除间隙,他仍安装在原丝杠的位置,采用固定,由于滚珠丝杠的磨擦系数小,从而使纵向进给刚度增大,纵向进给的减速机构采用齿轮减速,并用双片齿轮消齿法消除间隙,纵向齿轮和溜板箱上均加外罩,以保证机床原外观,得到美化机床的外观,在溜板箱上装上了纵向快速进给及急停按钮,以适应机床调整时的操作需要和遇到以外情况时紧急处理需要。

已知条件:最大回转直径400mm

最大车削直径400mm

最大工件长度1000mm

工作台量W=80kgf

时间常数为T=25ms

滚珠丝杠的导程L0=6mm

行程S=1000mm

脉冲当量δ=0.01mm/step

步距角Φ=0.75/step

快速进给速度V max=5m/min

主功率P=7.5KW

最大切削直径D=80mm

3.2切削力的计算

由《机床设计手册》可知,切削功率

N c=nηk

式中:N——电动机功率,有同类型C6140车床可知,N为7.5kw。

η——主传动系统总功率,一般为0.6~0.7,取η=0.65。

k——进给系统功率系数,取k=0.96。

则:

N c=7.530.6530.96=4.68kw

又因为:

N c=F z v/6120

所以

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F z=6120N c/v

取切削速度V=100m/min.

则:Fz=2864.16N

由《机床设计手册》可知,车外圆时

F X=(0.1~0.6)z F'F y=(0.15~0.7)z F'

取F X=0.5,Fz=1432.08N F y=1718.58 N

(Fz为主切削力,Fx为走刀抗力,Fy为吃刀抗力)

3.3 滚珠丝杠的设计计算

滚珠丝杠在工作过程中受轴向负载使滚珠和滚道面间产生接触应力。对于滚道型面的一点是交变接触应力,在这种交变接触应力的作用下,经常一定的应力循环次数后,使其产生疲劳损伤,这是它的主要破坏形式。因此在设计时必须保证它在一定的轴向力作用下回转10度转后滚道上虽然受滚珠压力但不发生点

(a)先确定最大动载荷Q

(b)由Q在滚珠丝杠设计标准中选出相应尺寸系列的最大动载荷Q近似值,初选几个型号。

(c)由工作要求、结构尺寸、循环方式等条件下选出合适的d l0 R等一型号。

(d)然后列出主要参数,计算传动效率,刚度验算稳定性

3.3.1 求轴向力

由《机械设计手册》可知:

P=K2Fx2+fw2(Fz+W)

式中K=1.15,fw=0.15~0.18,取0.16,

W为工作台的重量,由图初估取800N

则P=1.153132.9+0.163(2864.16+800)=2233.16N

3.3.2 计算丝杠动载荷Cj

(a)强度计算

寿命值:Li=603Ni3Ti/106,Ni=1000vf/(π2D2L0),

取工件直径D=100㎜,丝杠导程L0=6㎜,Ni—丝杠转速为15.92r/min。

由<<机床数控技术>>知,使用寿命系数T一般取15000h,

因此Li=603Ni3Ti/106=14.3,

(b)求C j

由<<数控技术>>6-16式可知:

C j=3L2K f2k h2P

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其中:K f ——载荷系数,一般取(1.2~1.5)取,1.2

K h ——硬度系数,取1.0

则C j =7154.3N ,根据C j ,选取滚珠丝杠,考虑其功能选汉江机床厂2506-3型

特性参数:

公称直径

外径 导程 导程角 精度系数 动载量 25mm 24.5mm 6mm 4°22′ 3级 11670N 因为:6512.1N <11670N

所以,丝杆强度足够。

3.3.3 丝杠效率计算

由<<机械原理>>公式知:

πS =tm λ/[tm(λ+4)]

πS ——螺旋升角, λ=4°22′

?——摩擦角, ?=10′

所以,经计算得πS =0.965。

3.3.4 校核

① 刚度校核

滚珠丝杆受工作载荷P 的作用而引起导程L 0的变化是ΔL 1。

其值按<<机床数控技术>>式6-19计算

ΔL 1=±EA PL 0

其中,E ——弹性模量,取213106N/cm 2

A ——滚珠丝杆截面积

A=π(d 0/2)2

=4.71

则ΔL 1=± 4.7110×216.02.20716??=±12.63106-cm 滚珠丝杆受扭矩引起导程变化ΔL 2很小,可以忽略,即ΔL 0=ΔL 1。

导程变形的总误差Δ为

Δ=?0

100L ΔL=213106-m/m 查<<机械设计手册>>表12-1-19知:3级精度,1m 长的丝杠的螺距为213106-m,故

刚度足够。

② 稳定校核

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由<<材料力学>>中的欧拉公式知:

F K =π2EI/(μl 2)

式中,F K ——长压杆临界失稳时的临界负载;

E ——弹性模量,取213106N/cm 2

I ——截面惯性矩,单位cm 4,对实心圆柱体I=π

d 41=1.77cm 2; l ——工作长度取1m ;

μ——丝杠轴端系数μ=1~2/3,取1。

则经计算,得: F K =36648N 。

N k = F K /p=36648/2071.2=17.69。

一般[N k ]=2.5~4,对于水平丝杠考虑重量影响,[N k ]取4。

N k >[N k ]

因此,丝杠稳定。 3.4 齿轮箱减速器设计部分

3.4.1 传动比i i=δρ

ο??361L 式中,?——步距角,取0.750;

δp ——脉冲当量,取0.01㎜/脉冲。 i=01

.0361675.0???=1.25 闭式齿轮传动一般转速较高,为了提高传动的平稳性,减小冲击振动,以齿数多一些为好,小齿轮的齿数可取Z 1=20~40,本设计选择Z 1=32 I=1

2Z Z , Z 2=i 3 Z 1=3231.25=40 即Z 1=32,Z 2=40

选择材料为45#钢,调质,六级精度。

3.4.2 齿面接触强度设计计算

由设计计算公式(10-9a)进行计算,即:

d t 1≥2.323221μσΦ)1μ(H E

t d Z T K ?±

1) 确定公式内各计算数值

(1) 选择载荷系数K T =1.3

(2) 计算小齿轮传递的转矩T 1

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T 1=95.531053

11n P , P 1≈N c =4.32KW,

n 1=0

max L i V =625.15000?=1041.7R/min 则T 1≈3.963106Nmm

(3) 由表10-7选取齿轮宽度系数d φ

d φ=1

d b =0.5(1+μ)3d φ,取a φ的规定值0.60 d φ=0.5(1+1.25)30.60=0.675 (4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数:Z E =189.8MP a 21(锻钢)

(5) 由图10-21d 按齿面硬度查得:小齿轮的接触疲劳强度极限1lim σ=600 MP a

大齿轮的接触疲劳强度极限2lim σ=550 MP a

(6) 由式10-13计算应力循环次数

N 1=60n 1j 1L h =6031041.7313(2383300310)=3.0310

9 n 1——小齿轮的转速;

j 1――齿轮每转一圈时同一齿面啮合的次数,取1;

L h ――齿轮的工作寿命(单位为h ),取15000。

设计的齿轮的工作寿命为10年,一年工作300天,一天工作8小时,2班制, j 2=0.8,则:

N 1=60 n 2j 2L h =6031041.730.83(2383300310)=2.43109

(7) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数

K1HN =0.88,K2HN =0.9

(8) 计算接触疲劳强度的许用应力

取失效率为1﹪,安全系数S =1,由式(10-12)得:

[H σ]1=

S

K HLIM HN 11σ=160088.0?=528Mp [H σ]2=S K HLIM LIM22σ=15509.0?=495Mp 2)计算:

(1) 计算小齿轮分度圆直径d t 1,代入[H σ]中较小的值,则:

d t 1≥2.323221μσΦ)1μ(H E

t d Z T K ?± ≈63

(2) 计算圆周速度V :

V =

1000

6011?∏n d t =3.43m/s

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(3) 计算齿宽b

b=Φd·d t 1=0.675×63=42.525㎜

(4) 计算齿宽与齿高之比b/h

模数m t =11z d t =32

63≈2㎜ 齿高h=2.25 m t =2.25×2=4.5㎜ b/h=5

.4525.42=9.45 (5) 计算载荷系数:

根据V=3.43m/s ,6级精度,由图10-8查得动载荷系数K V =1.06

由表10-3查得K αH =K αF =1.0,由表10-2查得使用系数K A =1;

由表10-4查得6级精度,小齿轮相对支承非对称分布时:

K βH =1.12+0.18(1+0.62d Φ)2

d Φ+0.233103-b d Φ=0.675,b=42.525

K βH ≈1.234. b/h=9.45, 查得10-13:K βF =1.1 7所以载荷系数

K=K A K V K αH K βH =1.308

按照实际的载荷系数校正所计算的分度圆直径,由式10-10a

d 1=d t 13t

K K =63.13 (6)计算模数M M=1

1z d t =1.97㎜ 3.4.3 齿根弯曲强度设计:

由式10-5得弯曲强度设计的公式为: M≥M=1

1z d t =1.97㎜ (1) 由图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳极限:

1FE σ=500Mpa ,2FE σ=380Mpa

(2) 由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数K 1FN ,K 2FN

K 1FN =0.85, K 2FN =0.88.

(3) 计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数S =1.4

[F σ]1=

S

K FE FN 11σ=303.57Mpa [F σ]2=S K FE FN 22σ=238.83Mpa

陕西科技大学毕业论文(设计说明书) 12

(4) 计算载荷系数K :

K =K A K V K αF K βF =131.063131.17=1.2402

(5) 查取齿形系数:

由表10-5可查得,Y 1Fa =2.52,Y 2Fa =2.40

(6) 查取应力校正系数:

由表10-5可查得:Y 1Sa =1.625,Y 2Sa =1.67

(7) 计算大、小齿轮的

[]F Sa Fa Y Y σ,并且加以比较: 小齿轮:[]F Sa Fa Y Y σ=

57.303625.152.2?=0.01349 大齿轮:[]F Sa Fa Y Y σ=86.23817.140.2?=0.01678 大齿轮的数值大,取大值

3.4.4 设计计算: M≥01678.032675.01096.32402.122

4

?????=1.33mm 对比计算结果,由齿面的接触疲劳强度计算的模数M大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数的大小主要是弯曲疲劳强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮的直径有关,可取由弯曲强度算得的模数M =1.97,并就近圆整为标准值M =2.0㎜,按照接触强度算得分度圆直径d 1=63.13㎜,

Z 1=1

1m d =0.213.63=31.565≈32 Z 2=i 3Z 1=3231.25=40

这样设计的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并做到结构紧凑,避免浪费。齿轮参数取值如下:

参数

Z m b a d 外圆直径 大齿轮

40 2 20 20 80 84 小齿轮 32 2 20 20 64 68

3.5 其他机械设计部分

3.5.1 减速箱最小输出轴的计算

取每级齿轮传动效率(包括轴承效率在内)

c η=0.97,则P Z =P c η=4.3230.97=4.19KW

CJK6140数控车床纵向进给系统设计 13

n Z =i

n 1=25.17.1041=833.4 R/min 由式15-2得d ≥A 03z

Z n P , 即:d min = A 03z

Z n P 。 由《机械手册》查表15-3得45钢,调质淬火后A 0取112。

经过计算,得:d min =11234

.83319.4=19mm 输出选取d min ≥19mm 即可。

3.5.2 轴承的选择

已知丝杠的动载荷C j =7154N=7.154KN ,所以选择轴承如下:

名称

型号 国标号 C j 0C 角接触轴承

36204型 GB292-83 11.2KN 7.46KN 圆锥滚子轴承 7204E 型 GB297-84 26.8KN 18.2KN

所以以上的两种类型,动、静载荷均大于7.154KN,故所选轴承符合要求。

3.6 步进电机的选择

参考文献《机电系统设计》,选择过程分以下几个小节介绍。

3.6.1 计算减速器的传动比I I=p

p δα360 α——步进电机步距角,α=0.75o;

P ——丝杠导程,P=6mm ;

p δ——工作台脉冲当量,p δ=0.01mm ;

经计算,得I=1.25。

3.6.2计算系统转动惯量

齿轮、丝杠等的转动惯量计算不易精确计算,可将其等效成圆柱体来近似计算。圆柱体的转动惯量J (Kg·cm 2)的计算公式:

J=324l

d πρ……(5-7)

陕西科技大学毕业论文(设计说明书) 14

其中,ρ——材料密度,kg/cm 3 取ρ=7.8×103kg/m 3

d ——传动件的等效直径 m

l ——传动件轴向长度 m

总当量负载转动惯量Je(Kg 3m 2)

Je=Jz 1+22i

Js Jz ++(4180πδp )2×W 其中,Jz1,Jz2——电机轴和丝杠轴上齿轮的转动惯量,Kg×m 2;

Js ——丝杠转动惯量,Kg×m 2;

m ——工作台质量,Kg 。

按公式(5-7)首先分别计算各传动件的转动惯量,其中齿轮的等效直径取分度圆直径d 1=80mm,d 2=64mm,丝杠的等效直径为24.5mm Jz1=3202

.0)08.0(108.743????π=6.3?104-(Kg m ?2) Jz2=3202.0)064.0(108.743????π=5.04410-?(Kg m ?2) Js=321)0245.0(108.743????π=2.76410-?(Kg m ?2) 按公式(5-8)得总当量负载转动惯量 Je=Jz1+22i Js Jz ++(π?

δp 180)2?W/g=11.759×104-( Kg m ?2) 3.6.3 确定步进电机动力参数

(1)电机的负载转矩的计算:

作用在步进电机轴上的总负载转矩T 按照下式公式计算:

公式计算:T=(J m +J e )ε+i F F P w u η∏+2)(+i

PF ηη∏-2)1(200, 其中,J m ——电机轴自身转动惯量(Kg m ?2); ε——电机启动或制动时的角速度rad/s 2;

F u ——作用在工作台上的摩擦力,N ;

F W ——作用在工作台上的其它外力,N ;

η——伺服传动链的总效率;

F 0——滚动丝杠螺母副的预紧力,N

η——滚动丝杠螺母副未预紧时的传动效率,一般取0.9 初选J m =1.0×103- Kg m ?2,μ =0.2(导轨摩擦因数μ),μ最大轴向力为

F max w =2071.2N

并要求空载启动时间?t=30ms,最大进给速度为V max =5m/min

CJK6140数控车床纵向进给系统设计15 此说明书不完整,欲购买完整版说明书及其全套

图纸请加QQ1097201253

部分结束语

在本次设计中我完成了对普所以通CJK6140数控机床的设计,主要设计了纵向进给系统。因本车床是经济型数控机床,在纵向系统设计方面,我们只是原来的车尾部装上步进电机及小型齿轮变速箱即可带动纵向丝杠使托板箱作Z向进给运动。改造后的车床更加适应与以多品种,小批量生产为特点的现代工业制造业。

过此次设计,让我们对于理论知识尤其是专业知识有了更深的了解和认识,并能将其进行一次比较全面系统的总结和应用。进一步加强了我们综合分析解决实际问题和独立思考的能力。在这次设计中我们同组的同学共同的研究,讨论问题,查阅资料,相互帮助,从实际应用出发将设计完成的比较合理且具有实际的意义。同时,我们也发现了一些问题。比如对知识的运用的熟练程度还不够,知识范围比较的狭隘。导致在设计中的一些问题无法及时发现和解决。

总体来说:本次的设计是为我们以后走向工作岗位打下一个好的基础准备。

最后,向我们的指导老师:王素暖老师及多次给与我帮助的同学们表示由衷的感谢!

陕西科技大学毕业论文(设计说明书)16

参考文献

[1] 徐元昌.数控技术[M].北京:中国轻工业出版社,2004.

[2] 文怀兴,厦田.数控机床系统设计[M].北京:化学工业出版社,2005.

[3] 王润孝,秦现生.机床数控原理与系统[M].西安:西北工业大学出版社,2004.

[4] 徐元昌.机电系统设计[M].北京:化学工业出版社,2005.

[5] 郑文纬,吴克坚.机械原理[M].北京:高等教育出版社,1997.

[6] 周开勤.机械零件手册[M].北京:高等教育出版社,2001.

[7] 陈婵娟.数控车床系统[M].北京:化学工业出版社,2005.

[8] 成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社,1992.

[9] 濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2005.

数控机床单片机控制系统设计

简易数控机床控制系统设计 学号:0601302009 专业:机械电子工程姓名:浦汉军 2007,9,10 南宁任务: 设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动,以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。 总体方案设计 一、数控系统硬件电路设计 选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据,再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展,为使编程地址统一,采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示: 图1.1 总体设计框图 工作原理:单片机系统是机床数控系统的核心,通过键盘输入命令,数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器,按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组,使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电,这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1.各单元电路设计

CE :片选信号,低电平有效,输入 :读信号,低电平有效,输入 PGM :编程脉冲输入端,输入 Vpp :编程电压(典型值为12.5V) Vcc :电源(+5V) GND :接地(0V) D 0 11D 1 12D 2 13D 3 15D 4 16D 5 17D 6 18D 719A 010 A 19 A 28 A 37 A 46 A 55 A 64A 73 A 825 A 924 A 1021 A 1123 A 122 G ND 14 C E 20PGM 27V cc 28 V pp 1N C 26 O E 222764 :片选信号输入线,低电平有效。输出允 许编程 逻辑 译 码 输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7

数控车床编程与操作课程设计

数控车床编程与操作课程设计 轴类零件的编程加工 学生姓名:王军 专业:数控技术 学号:20140024 指导教师:鄢明强 所在系部:机电工程系 中国·资阳 2015年11月

课程设计任务书 一、课程设计原始资料 1.查阅相关资料了解数控车床及机械加工工艺; 2.了解典型轴类零件加工的数控车削加工过程相关资料; 3.学习利用课本知识编写数控程序 二、课程设计任务及要求 1.绘制轴类零件标准的零件图一份 2.轴类零件机械加工工艺方案 3.数控加工工序卡一份 4.数控加工课程设计说明书一份 三、课程设计工作量 1.设计说明书 课程设计说明书应包括下列内容:封面、课程设计任务书、中文摘要、英文摘要、目录、前言、正文、参考文献、致谢、附录、评定成绩,并按顺序排列。课程设计说明书的字数应在20000字以上,采用A4纸打印。 2.查阅参考文献 查阅文献10篇以上,其中查阅与课题有关的外文文献2篇以上,并将其中的1篇文献的摘要的原文和译文(不少于3000汉字)附在附录中。 3.设计图纸 毕业设计图纸应符合国家有关制图标准,正确体现设计意图,图面整洁,布置匀称,尺寸标注齐全,字体端正,线型规范。图纸全部由计算机绘制。

四、课程设计进度安排 1.何宁,曾华林,赵云龙﹒数控原理及运用[M]﹒重庆:重庆大学出版社,2004.9 2.郭建平,郭辉﹒车工技术一体化教程[M]﹒北京:北京邮电大学出版社,2014.5 3.苏采兵,王凤娜﹒公差配合与测量技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2013.4 4.彭磊,张国军.钳工技术及技能训练[M].北京:北京理工大学出版社,2012.7 5.黄永荣.金属材料与热处理[M].北京:北京邮电大学出版社,2015.5 6.周怀兵,褚芮.工程制图[M].长沙:国防科技大学出版社,2013.3 7.周讯阳.数控车床编程与操作[M].北京:机械工业出版社,2011.7 六、审批意见 系主任签名: 年月日

数控机床的电气控制系统设计

数控机床的电气控制系统设计 发表时间:2017-11-30T16:05:48.220Z 来源:《防护工程》2017年第17期作者:张春喜周云龙 [导读] 就数控机床而言,属于一类配置软件程序调控模块的职能机床设备。 特变电工沈阳变压器集团有限公司辽宁沈阳 110144 摘要:数控机床电气控制系统设计较为复杂、专业。虽然我国在数控机床的生产和优化方面都已经达到了较高水平,但是伴随着我国经济的发展和社会的进步,人们对数控机床电力控制系统的设计升级又提出了新的标准和要求,未来将逐步向更高端的数字化、自动化的发展方向发展。因此,电气控制系统的改良对于数控机床行业的发展,具有至关重要的作用。 关键词:数控机床;电气控制系统;设计 1 数控机床的电气控制系统简介 就数控机床而言,属于一类配置软件程序调控模块的职能机床设备。当然详细系统构造能够解决一些包含调控编码或类似符号指令的程序内容,同时完成编译过程,以编译成为代码的数字进行表达,以对应载体完成对数控设备的注入。然后根据处理流从数控设备产生不同的调控信息,从而达到管控机床操作流程的目标,即根据设计图例的形态与规格标准完成零件的自动加工。此外,相对传统机床,其主要的优势在于有效处理了繁琐、精细、大量、多样的零部件加工流程,体现出更强的灵活性与高效性,标志着了当代机床调控技术研究重点,也是机电一体化研究的重要产物。电气调控规划图包含多个方面构成,即如线路装配调整、运用及维持的参考资源,主要涵盖了原理图、装配线路图、元件分布图等多种图纸的规划。而且整个体系内一切电气设施的调控原则就是依照对应的原理进行,除了电气设施的装配以外,还包含整个系统的调控等等。 2数控机床电气控制系统的重要性 现阶段,社会各界对电能的需求不断增大。尤其是很多电气工程企业,他们主要通过电力输出带动生产力。数控机床的广泛使用,能够增大工业化生产效率,促进企业发展和社会经济进步。数控机床通过高效率工作,可以准确把握产品的生产指标,保质保量地完成生产任务。相比于之前传统的手工加工,数控机床实现了量化和质化的双重飞跃。所以,数控机床的应用领域越来越广泛。 使用数控机床,其实就是编程人员提前编辑好各项生产指标和参数,数控机床只负责自动化的模式生产。生产过程中,产品的质量将提前固定好。数控机床在社会上的广泛应用,使得我国的工业生产能力得到了稳固、快速的提升。数控机床中,电力控制系统是核心、是关键。它是保证数控机床正常运营的大脑,所以世界上绝大部分发达国家将电气控制系统的设计技术列为专利,严格保密,被誉为国家的战略性资源。这种形势下,我国的数控机床电力控制系统的设计将无法借鉴其他发达国家的经验,只能自行摸索。为了保证工业化生产进程能够稳步发展,我国对数控机床电气控制系统设计的研究投入了大量资金、人力、资源,并且大力教育和定向培养相关专业的储备人才。 3数控机床电气控制系统的相关研究 数控机床电力控制系统设计研究是一项非常复杂的工作。但是,只有保证电气控制系统设计研究的合理化、科学化,才能够保证数控机床的高效使用。电气控制系统的设计研究通常分为三大部分,而三大部分中又充斥着很多不同内容的小部分。 3.1硬件系统 数控机床电气控制系统的硬件系统可以分为以下几个主要的小部分。 3.1.1 电源电路 电源电路是保证数控机床能够正常使用的最基本条件。在对电源电路进行设计时,需要采用至少两台伺服变压器,且合理化的电压设置尤为重要。 在数控机床电气控制系统中,主要有两路电源电路。这两条电路互不干扰,作用也不尽相同。一路是负责对电机、电控柜、冷却机等动力设备供电,另一路负责对NCU、PLC及继电器等控制设备供电。如果系统断电,数控机床可以做到断点及坐标记忆。当电路修复正常后,数控机床将可以自行恢复并继续加工。 3.1.2 急停保护电路系统 数控机床在高速运转时,为了保证相关操作人员的人身安全,早在最初设计的过程中,就已经安装了实时监控和急停保护电路系统。该部分的电路设计主要是对机床的电压、电流、速度、位置等进行检测,通过一系列参数判断数控机床是否处于安全的工作状态。如果出现问题,急停保护电路系统以及监控都可以发出相应的不同警报,从而对数控机床起到保护作用。 3.1.3 交流主传动电路设计 交流主传动电路设计是为了保证数控机床的稳定、高效运行。这些电路元器件包括NCU、伺服驱动器、电机、PLC、反馈检测模块等,其设计对于数控机床的正常运行至关重要,缺一不可。想要保证数控机床的稳定运行,还需要不断完善、设计优化各项系统参数。 3.2 软件系统设置 软件系统设置中,参数设置至关重要。数控机床电气控制系统的正常运行,主要依赖NCU控制系统的参数设置和PLC控制系统的程序编写。这些参数设置及程序编写可以保证数控机床根据实际生产需要进行运作,最终顺利完成生产过程。PLC程序设计是数控机床电气控制系统的软件核心,而CPU又是PLC程序设计的心脏。PLC程序设计分为高级和低级两个优先级。其中,高优先级一般是为了处理系统中的紧急信号,低优先级主要负责处理系统中的正常信息。PLC程序设计中,供电系统占据重要地位。供电的程序设计则主要包括系统上电和下电的时序。如果处理不好或者不合理,将严重影响整个控制系统的正常工作或是机床设备的使用寿命,甚至危及生产安全。所以,PLC的供电程序一直都备受关注。 4数控机床电气控制系统的工作原理及其特点 4.1 数控机床电气控制系统的工作原理 数控机床电气控制系统的工作原理非常简单。工作人员将生产的具体要求如各种参数输入到计算机程序,然后进行代码化的编程。这

数控机床液压系统设计

摘要 本论文针对目前国内外数控车床的现状、发展动态和发展方向及其在现代工业中的重要作用,运用液压元件的基本理论,对其主关键结构液压系统箱进行了原理分析和优化设。根据设计的实际需要,对车床液压系统开展研究,并对液压系统的结构元件和液压控制系统的结构进行了优化设计。并介绍了一种在三爪卡盘上加装摆动式液压缸和平面螺旋机构的螺旋摆动式液压缸增力机构的结构。叙述了主要的设计步骤和参数的确定。 关键词:数控车床液压油泵液压油缸液压控制阀三爪卡盘性能分析参数优化设计 G RADUATE D ESIGN (T HESIS) 设计(论文)题目:数控机床液压系统设计 指导教师:李洪奎 I

Abstract The present paper in view of the present domestic and foreign numerical control lathe present situation, the development tendency and the development direction and in the modern industry vital role, the utilization hydraulic unit basic theory, has carried on the static analysis and the optimized design to its important structure lathe bed, then achieved the instruction designs and enhances the numerical control lathe technical performance the goal. According to the design actual need, the method of hydraulics systems used in the actual project the related theory and the realization principle has carried on the elaboration, and has carried on the lathe bed champing and drive module design as well as the optimized design. The research process mainly divides into hydraulic system analysis and hydraulic control of the optimization designs, obtained the lathe bed static stress and the strain, and has carried on the optimized design to the lathe bed structure, has carried on a more scientific appraisal to the product. Key word:Numerical control lathe ;Hydraulic pumps ;Hydraulic cylinders ;control valves;performance analysis ;Optimized design II

数控机床课程设计指南(doc 9页)

数控机床课程设计指南(doc 9页)

数控机床课程设计指导书应用专业:机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名

1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图,合理选择零件的数控加工工艺过程,对零件进行数控加工工艺路线进行设计,从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工,并且符合零件的设计要求。 2.设计要求 1 绘制二维、三维零件图各一张; 2 数控加工工序卡一份; 3 走刀路线图一份; 4 数控加工程序清单一份(含注释); 5 设计说明书一份。(分析零件结构;选择机床设备、刀具;编 写数控加工工艺;写出数值计算过程) 3.零件图的分析 在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件,该零件由外圆柱面,槽和螺纹所构成,零件的最大外径为Φ56,加工粗糙度要求较高,并且需要加工M30×1.5的螺纹,其材料为45﹟,分析其形状为不规范的阶梯轴类零件,可以采用端面粗车循环加工指令,选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。

4.机床设备的选择 根据该零件图所示为轴类零件,需要的加工的为外轮廓和螺纹,以及毛坯的尺寸大小,查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。 5.确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个实心轴类零件,并且轴的长度不是很长,所以采用工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件,取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。 6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 根据零件的加工要求,T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀;T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀;T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀;T04号刀为硬质合金机夹切槽刀,刀片宽度为5mm,用于切槽、切断车削加工;选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀,用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。 加工流程:加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断 表1-1数控加工工序卡片

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计

第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示: 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同,它们对进给伺服系统的要求也不尽相同,但通常可概括为以下几方面:可逆运行;速度范围宽;具有足够的传动刚度和高的速度稳定性;快速响应并无超调;高精度;低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 (1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r /min 或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。 (2)电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 (3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力,才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 (4)电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展,数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID,使用灵活,柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施,使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反

馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同,闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内,后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上,机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低,但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在,故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好,但由于机械传动部件在控制环内,所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数,而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系,故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高,且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。 数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。 直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花而影响生产,并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力,限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上,使得电动机效率低,散热差。为了改善换向能力,减小电枢的漏感,转子变得短粗,影响了系统的动态性能。 交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位,并随着新技术的发展而不断完善,具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展,智能化功率模块得到普及与应用;二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟,将促进先进控制算法的应用;三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟,将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数 车床控制精度:0.01mm(即为脉冲当量);最大进给速度:V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm,工作台及刀架重:110㎏;最大轴,向力=160㎏;导轨静摩擦系数=0.2; max 行程=1280mm;步进电机:110BF003;步距角:0.75°;电机转动惯量:J=1.8×10-2㎏.m2。

数控机床课程设计说明书

目录 1、前言 (2) 2、控制系统硬件的基本组成 (2) 2.1系统扩展 (2) 2.1.1 8031芯片引脚 (3) 2.1.2 数据存储器的扩展 (6) 2.1.3 数据存储器的扩展 (7) 3、控制系统软件的组成及结构 (9) 3.1 监控程序 (10) 3.1.1 系统初始化 (10) 3.1.2 命令处理循环 (10) 3.1.3 零件加工程序(或作业程序)的输入和编辑 (10) 3.1.4 指令分析执行 (10) 3.1.5 系统自检 (11) 3.2 数控机床控制系统软件的结构 (11) 3.2.1 子程序结构 (12) 3.2.2 主程序加中断程序结构 (12) 3.2.3 中断程序结构 (12) 4 、心会得体 (13) 5 、参考文献 (14)

1 、前言 数控车床又称数字控制(Numbercal control,简称NC)机床。它是基于数字控制的,采用了数控技术,是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机,CNC,驱动装置,数控机床的辅助装置,编程机及其他一些附属设备所组成。数控机床控制系统的作用是使数控机床机械系统在程序的控制下自动完成预定的工作,是数控机床的主要组成部分。 2、控制系统硬件的基本组成 数控机床控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。控制系统在使用中的控制对象各不相同,但其硬件的基本组成是一致的。控制系统的硬件基本组成框图如图1所示。 图1 控制系统硬件基本组成框图 在图1中,如果控制系统是开环控制系统,则没有反馈回路,不带检测装置。 以单片机为核心的控制系统大多采用MCS-51系列单片机中的8031芯片单片机,经过扩展存储器、接口和面板操作开关等,组成功能较完善、抗干扰性能较强的控制系统。 2.1系统扩展 以8031单片机为核心的控制系统必须扩展程序存储器,用以存放程序。同时,单片机内部的数据存储器容量较小,不能满足实际需要,还要扩展数据存储

CA6140普通车床数控改造电气控制原理图

(a) (c) (d) 图6-2-7 电气控制柜组装步骤 (a)在电气柜安装板上合理布局电气元件 (b)固定导轨线槽,用螺丝固定四件电器 (c)按照原理图、接口与控制电路图接线 (d)电器柜组装完成后加线槽盖板即成 (b)

一点的痕迹,山风呼呼,细雨微微。人行翦翦,心韵盈盈。思邃恒古,本义使然,让思想的光芒照亮每个心灵,让身心的热量变作普照大地的明媚,让蠕风的蠢蠢欲动万木复苏的定格。 在这片神圣的土地上,色彩是洁净的象征,静物是可修复的抱朴,人境是可绝缘的尘,合沓车马也无喧。吾生有无涯而也无涯,知也以有而随无也,有有也者,有无也者,有未始有无也者,有未始有夫未始有无也者。

俄而有无矣,而未知有无之果孰有孰无也。今我则已有谓矣,而未知吾所谓之其果有谓乎,其果无谓乎?摘自于《庄子·齐物论》。 多一事不如少一事,少一事不如没一事,没一事不如了一事,了一事不如空无一事。人之所以不开心,那是因为想要的太多,人之所以不顺心,是因为付出太少,之所以不如意,也是因为,总计较那些得与失。 一念起千山万水,一念灭沧海桑田。念人念心念天念地,随心律动,心随所动,虽有嘉肴,弗食不知其旨也;虽有至道,弗学不知其善也。是故学然后知不足,教然后知困。知不足,然后能自反也;知困,然后自强也。故曰:教学相长也。 她也惟有付之一叹,青年的容貌,盛气,都渐渐地消磨去了。她怕见旧时的挚友。她改变了的容貌,气质,无非添加他们或她们的惊异和窃议罢了。为了躲避,才来到这幽僻的一隅,而花,鸟,风,日,还要逗引她愁烦。她开始诅咒这逼人太甚的春光了。…… 灯光绿黯黯的,更显出夜半的苍凉。在暗室的一隅,发出一声声凄切凝重的磬声,和着轻轻的喃喃的模模糊糊的诵经声,(差一段)她心里千回百转地想,接着,一滴冷的泪珠流到冷的嘴 唇上,封住了想说话又说不出的颤动着的口。

数控机床课程设计:设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真

太原科技大学数控技术课程设计 学院:机械工程学院 专业:机械电子工程 班级:机电091201班 姓名:崔世君 学号:200912010103 指导教师:贾育秦 时间:2013年1月15号

数控技术课程设计任务书 一、课程设计题目: 设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真 二、课程设计目的: 通过数控加工工艺课程设计,掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。 三、课程设计内容: 1.毛坯图一张 2.零件图一张 3.机械加工工艺过程卡一张 4.机械加工工序卡四张 5.仿真结果图一张 6.设计说明书一份 班级:机电091201 学生:崔世君 学号:200912010103 指导教师:贾育秦宋建军 教研室主任:贾育秦

目录 一、前言第3页 二、零件图的工艺分析第3页 1.加工内容第4页 2.毛坯的选择第4页 3.定位基准的确定第4页 4.加工顺序的确定第4页 5.加工工序、工步的确定第5页 三、机床的选择第6页 四、刀具的选择第6页 五、夹具的选择第7页 六、量具的选择第7页 七、切削用量的确定第7页 八、机械加工时间的计算第8页 九、编写数控部分程序第9页 十、数控仿真及其结果第10页十一、总结第13页十二、参考文献第14页

一、前言 制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力,提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础,是提高产品质量,提高劳动生产率不可少的物资手段。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械、机电专业的人才带来新的机遇和挑战。 随着我国综合国力的进一步加强。我国经济全面与国际接轨,并逐步成为全球制造中心。现如今,我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。这就体现了学好数控技术的重要性。 这次课程设计让我们更好的熟悉数控车床、确定加工工艺、学会分析零件、学会简单的程序编程以及数控仿真,为走上工作岗位打下坚实的基础。 二、零件图的工艺分析

数控铣床控制系统设计

控制系统课程项目 设计说明书 项目名称:数控铣床控制系统设计 系别:机械电子工程系 专业:机械设计制造及其自动化 姓名:city 学号:09128888 组员:学号: 学号: 指导教师:陈少波

完成时间:2012 年 6 月8 日至2012 年 6 月22 日 目录 1 概述 (3) 1.1 设计目的 (3) 1.2使用设备 (3) 1.3设计内容及要求 (4) 2 NUM1020控制系统设计 (4) 2.1 功能概述 (4) 2.2 主要元器件选型 (5) 2.2.1电机选型 (5) 2.2.2 伺服驱动器与变频器选型 (8) 2.3 电路原理设计 (9) 2.3.1 电源供电设计 (9) 2.3.2 驱动电路设计 (10) 2.3.3 电机编码器与伺服驱动器连接设计 (10) 2.3.4 手轮与轴卡连接设计 (11) 2.3.5铣床控制电路设计 (12) 2.4 控制系统设计 (13)

2.4.1控制系统功能设计 (13) 2.4.2 参数设置 (14) 2.4.3 程序设计 (16) 3 总结 (20) 1 概述 1.1 设计目的 1)、掌握简单数控铣床控制系统的设计过程 2)、掌握常用数控系统(NUM1020)的操作过程 3)、掌握交流伺服电机的工作方式及应用过程 4)、了解数控系统内置式PLC 的实现原理及编程方式 5)、掌握数控系统自动控制功能程序的设计及开发过程 1.2使用设备 1)、NUM1020数控系统一套 2)、安川交流伺服电机3套 3)、计算机及梯形图编辑软件一套

1.3设计内容及要求 1)、以实验室现有的设备(NUM1020数控系统)作为控制器,参照实验室现有的数控铣床的功能,完成一台具有3轴联动功能的数控铣床的电气系统设计过程。 2)、移动轴(3轴)采用实验室现有的交流伺服电机进行驱动,采用半闭环位置控制模式。 3)、主轴采用实验室现有的变频调速器进行设计驱动,系统不要求具备自动换刀功能。 4)、完成PLC输入输出点的分配。 5)、具有行程及其他基本的保护功能。 6)、设计相关功能的梯形图控制程序(要求具有:手动进给功能、手轮进给功能、MDI功能、自动控制功能及各种基本的逻辑保护功能) 7)、完成设计报告。 2 NUM1020控制系统设计 2.1 功能概述 此三轴联动数控铣床由X、Y、Z轴三轴及主轴组成,X、Y、Z轴采用伺服电机传动,由伺服驱动器驱动。主轴采用普通三相异步电机,由变频器驱动。数控系统采用NUM1020数控系统。由NUM1020数控系统作为控制核心,三台伺服驱动器通过NUM1020系统的轴卡地址编码控制,主轴变频器由数控系统

数控铣床课程设计

机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目:“王”字凸台 专业:机械设计制造及其自动 班级:机制1201 姓名:王超 学号:1209331031 成绩: 指导教师:张丽娟 2015年4月25日 .

目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)

一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一,它可以提高学生的动手能力,丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习,要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件,并能够合理的选择卡具和加工设备,独立分析工艺,独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计,使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计,掌握数控机床进行机械加工的基本方法,巩固数控加工编制的相关知识,将理论知识与实际工作相结合,并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3.课程设计任务 根据本任务书相关技术要求,完成零件设计,零件工艺分析,加工工序卡的编制,数控加工程序的编制,最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。

《数控机床编程》课程设计班级:机械设计制造及其自动化姓名:王超 二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践,因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。

数控机床电气控制课程标准

数控技术专业 《数控机床电气控制》课程标准 重庆工业职业技术学院

二○○九年五月 制定人员: 张光跃重庆工业职业技术学院机械学院教授姜秀华重庆工业职业技术学院机械学院副教授张新亮重庆工业职业技术学院机械学院讲师陈剑重庆机床集团公司高级工程师 刘学群重庆第二机床厂高级工程师 袁斌重庆长安汽车集团公司高级工程师 执笔人:张光跃 审核部门:数控技术专业建设指导委员会 实施部门:数控技术教研室 批准部门:教务处

《数控机床电气控制》课程标准 一、课程概述 (一)制定依据 本课程标准依据《数控机床装调维修工国家职业资格标准》、《数控技术专业人才培养方案》及本课程在人才培养方案中的作用和地位来制定。 (二)课程的性质与地位 《数控机床电气控制》(CNC Machine tool electric control)是指数控机床内部涉及电气控制的内容,包括数控机床电源电器控制、主轴和进给伺服运动电气控制,刀架电气控制、面板电气控制、I/O接口电气控制以及数控机床电气系统的控制和调试等。《数控机床电气控制》课程以数控设备应用技术为背景,理论与实际并重,是数控技术专业、数控设备应用与维护专业及相关的机电一体化等专业培养工程技术人才必备的一门核心专业课程,该课程为后续课程数控机床的故障诊断和维修打下基础,是一门理论与实践结合很紧密的课程。 通过本课程的学习,使学生掌握数控机床电气系统的基本知识和基本的动手操作方法,并得到必要的实践技能的训练,为后续专业课程学习和学生的顶岗实习作前期准备。本课程与其它课程的关系如下表所

(三)课程设计思路 1)课程内容设计 本专业人才培养目标提出的能力要求是:掌握数控机床的工作原理和结构知识,掌握主要数控系统的特点、CNC接口技术、PLC应用技术、电气参数设置和机电联调知识。具备数控机床的操作、手工编程和数控机床的机械和电气的调试和维护维修能力。 根据专业人才培养目标和本课程在专业目标的地位,课程的设计提出了在完整的工作过程中学习,以获得所需的知识和能力。工作过程知识是根据职业岗位职责、工作任务、工作规范、工具、手段与对象结合,并指向目标的职业行动过程所需要的知识,工作过程知识实现了理论知识与实践知识的结合,注重对知识的应用和能力的培养。按工作过程知识构建课程的学习内容,即按职业活动、岗位项目和具体的工作任务来组建学习内容,以具体的工作任务为圆心,凡是与工作过程任务有关的知识按圆周进行排列,纳入学习内容中,无关的知识尽量不讲,使课程的学习、内容构建从原来的学科体系的“平行结构”向工作任务体系的“圆周结构”转变。为使学生能很好学习和掌握本课程的知识和技能,我们结合职业教育特点和重庆地区数控设备构成和应用情况,选用典型的数控机床作为学习载体,按照数控机床电气控制的要求将数控机床的电气控制课程的学习领域分解为七个学习模块,每个学习模块选择一个到三个独立的工作任务,学生学习完这七个学习模块,就能基本掌握对数控机床电气连接与调试,达到教学的要求。在工作任务学习模块中,基

数控机床与编程课程设计论文

数控机床与编程课程设计说明书设计题目: 成绩: 班级:09级机械三班 学号: 04092317 姓名:于明鑫 指导教师:于春海 设计日期2012年6月18日至2012年6月24日

目录 封面.....................................................错误!未定义书签。课程设计任务书 .. (4) 绪论 ················································································· 1.零件图分析 ······················································································ 2.零件总体工艺分析 ··················································错误!未定义书签。 2.1 选毛培····························································错误!未定义书签。 2.2 加工工艺路线···················································错误!未定义书签。 3.零件加工工艺过程卡 ···············································错误!未定义书签。 4.确定数控加工内容··············································错误!未定义书签。 5.正面铣削数控加工设计·······································错误!未定义书签。 5.1 制定工序2的加工步骤·······································错误!未定义书签。 5.2 确定装夹方案···················································错误!未定义书签。 5.3确定数控铣床 ···················································错误!未定义书签。 5.4 确定数控铣削刀具·············································错误!未定义书签。 5.5编程相关坐标点设定 ··········································错误!未定义书签。 5.6 确定切削用量···················································错误!未定义书签。 5.7 刀具轨迹坐标值的数学处理 ································错误!未定义书签。 5.8 程序编制及说明················································错误!未定义书签。 6.背面铣削数控加工设计·······································错误!未定义书签。 6.1 制定工序3的加工步骤·······································错误!未定义书签。 6.2 确定装夹方案···················································错误!未定义书签。 6.3 确定数控铣削刀具·············································错误!未定义书签。 6.4编程相关坐标点设定 ··········································错误!未定义书签。 6.5 确定切削用量···················································错误!未定义书签。 6.6 刀具轨迹坐标值的数学处理 ································错误!未定义书签。

数控机床系统设计(1)

红字的意思是没找到答案,蓝字的意思是不确定;有错别字不负责啊。。。学渣整理,此资料仅供参考╮(╯▽╰)╭ 一 ⒈数控机床通常由哪几部分组成?各部分的作用和特点是什么? 控制介质 作用:在数控机床加工时,携带和传输所需的各种控制信息。 特点:是存储数控加工所要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物,它记载着零件的加工程序。 数控装置 作用:是数控机床的核心,它根据输入的程序和数据,经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、 运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令,控制机床的各个部分,进行规定的、有序的动作。 特点:可分为普通数控系统NC 和计算机数控系统CNC 两类。 伺服机构 作用:根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。 特点:由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成,与机床上的执行部件和机械部件组成数控机床的进给系统。 机械部件 作用:包含有主运动部件、进给运动执行部件、拖板和传动部件等。 特点:传动结构要求更为简单,精度、刚度、抗震性等方面要求更高,且其传动和变速系统要便于实现 自动化控制。 ⒉简述数控机床的分类  按运动方式分 点位控制系统:需要从一点准确的移动到另一点,移动过程不需要切削; 点位直线控制系统:需要从一点准确的移动到另一点,且运动轨迹为直线,移动部件在移动过程中 进行切削; 轮廓控制系统:需要从一点准确的移动到另一点,并能控制将零件加工成一定的轮廓形状。 按控制方式分 开环控制系统:不具有反馈装置,系统精度较低; 半闭环控制系统:具有角位移检测装置,定位精度较高,调试方便,稳定性好; 闭环控制系统:具有直线位置检测装置,具有检测、比较和反馈装置,定位精度高,但结构复杂。 按数控系统的功能水平分:低、中、高档次 ⒊什么是开环、半闭环和闭环控制系统?其特点是什么?适用于什么场合? ①开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统;特点是不能进行误差校正,因此系统精度较低;适用于低精度要求 的数控机床。 ②半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置的控制系统;特点是调试方便,稳定性好精 度较高;目前应用较为广泛。 ③闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置的控制系统;特点是定位精度高,调试维修较 为困难;适用于精度要求高的数控机床。 ⒋脉冲当量、定位精度和重复定位精度的含义是什么? 脉冲当量:数控装置每发出一个脉冲信号,反映到机床位移部件上的移动量。 定位精度:数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。 重复定位精度:在同一台数控机床上,应用相同程序、相同代码加工一批零件,所得到的连续结果的一致程度。⒌数控轴数与联动轴数的区别。 控制轴即机床数控装置能够控制轴的数目,而联动轴即同时控制多个轴的运动。数控轴数越多,功能就越强,机床 的复杂程度和技术含量也越高;联动轴数越多,机床控制和编程难度越大。 ⒎数控车床床身和导轨有几种布局形式?每种布局形式的特点是什么? 有四种布局形式 ①平床身:工艺性好,便于导轨面的加工; ②斜床身:排屑方便,便于安装自动排屑器,操作方便,易于实现单机自动化和封闭式防护; ③平床身斜滑板:工艺性好,排屑方便; ④立床身:排屑最为方便。二⒈数控机床设计方案的特点是什么? 设计手段计算机化;设计方法综合化;设计对象系统化;设计问题模型化;设计过程程式化与并行化。 、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题,而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中,要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等,要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式,为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题,合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则:在分线盒处,当不同电压回路交叉时,应采用金属隔板进行隔开处理;同一线槽内,强电回路须同时切断习题电源,线缆敷设完毕,要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系,根据生产工艺高中资料试卷要求,对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验;对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作;对于继电保护进行整核对定值,审核与校对图纸,编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案,编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案;对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题,作为调试人员,需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料,并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术,电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时,需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全,并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围,或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理,尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作,并且拒绝动作,来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此,电力高中资料试卷保护装置调试技术,要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时,需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

机电一体化课程设计C6140卧式车床数控化改造设计

目录 1设计任务 (2) 2设计要求 (2) 2.1总体方案设计要求 (2) 2.2其它要求 (3) 3进给伺服系统机械部分设计与计算 (3) 3.1进给系统机械结构改造设计 (3) 3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (3) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (3) 3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 4步进电动机的计算与选型 (11) 4.1步进电动机选用的基本原则 (11) 4.1.1步距角α (11) 4.1.2精度 (11) 4.1.3转矩 (11) 4.1.4启动频率 (12) 4.2步进电动机的选择 (12) 4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (12)

4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 ................................................................... 12 5电动刀架的选择 .................................................................................................................... 12 6控制系统硬件电路设计 ...................................................................................................... 19 6.1控制系统的功能要求 ................................................................................................... 19 6.2硬件电路的组成: ........................................................................................................ 19 6.3电路原理图 ..................................................................................................................... 20 7总结 ........................................................................................................................................... 21 8参考文献 . (22) 1设计任务 设计任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。 主要技术指标如下: 1) 床身最大加工直径400mm 2) 最大加工长度1000mm 3) X 方向(横向)的脉冲当量 mm/脉冲,Z 方向(纵向)脉冲 当量 mm/脉冲 4) X 方向最快移动速度v xmax =3000mm/min ,Z 方向为v zmax =6000mm/min 5) X 方向最快工进速度v xmaxf =400mm/min ,Z 方向为v zmaxf =800mm/min 6) X 方向定位精度±0.01mm ,Z 方向±0.02mm 01 .0=x δ02 .0=z δ

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