第三章数控铣床机械部分设计方案的一般过程

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数控铣床程序编制及操作

数控铣床程序编制及操作

数控铣床程序编制及操作数控铣床程序编制及操作数控铣床是一种高精度、高效率的机床,能够对工件进行高精度的加工,其程序编制和操作是数控加工的关键环节。

本文将从数控铣床的概念、程序编制、操作等方面进行介绍。

一、数控铣床的概念数控铣床是一种采用计算机控制系统的机床,能够对工件进行三维雕刻、镂空、倒角、孔加工等复杂加工。

数控铣床具有高效精密、自动化程度高等特点,可以替代传统手工加工及普通机床加工,成为重要的制造技术手段之一。

二、数控铣床程序编制数控铣床程序编制是指将加工工艺要求汇总,导入计算机中进行处理,然后生成控制加工中心的一系列加工程序。

具体流程如下:1、了解零件图纸编制加工程序之前,必须对要加工的零件图纸进行仔细分析,了解零件的几何形状、尺寸、位置及精度要求等方面。

2、确定加工工艺根据了解的要求,确定零件加工所需的加工工艺,包括加工方式、刀具类型、加工顺序及加工方式等。

3、计算参数根据零件的各项几何数据和零件加工顺序,逐步确定加工过程中所需的各个参数,如切削深度、切削速度、进给速度、刀具的路径等。

4、程序编写在加工程序编辑器中输入计算所得的加工参数,用相应的语言编写加工程序,并检查程序的正确性。

5、加工模拟对编写好的程序,进行加工模拟,查看刀具路径、零件加工状态等,以确保程序的正确性。

6、工艺文件汇总将零件图纸、加工工艺、加工参数、程序和加工模拟结果等整理在一起,形成一个工艺文件。

三、数控铣床操作数控铣床的操作需要进行详细规范的流程和过程,下面进行具体介绍:1、准备工作使用机床轴手轮进行零点调整,确定坐标系原点。

安装夹具或者卡盘固定工件,进行工件定位。

清理工作区域,检查机床各部分、夹具和工件的紧固性。

2、程序传输使用U盘或者网口将编写好的加工程序传入数控铣床。

3、加工参数输入根据工艺文件所列出的加工参数,手动输入或使用数控铣床的自动输入功能,将刀具、切削速度、进给速度等参数输入到数控铣床控制系统中。

铣床系统设计方案

铣床系统设计方案

铣床系统设计方案铣床是一种常用的机床设备,广泛应用于各个领域的加工生产中。

为了提高铣床的生产效率和加工质量,需要设计一个高效稳定的铣床系统。

本文将从系统设计的角度,综合考虑铣床的结构、控制、自动化、安全等方面,提出一个完整的铣床系统设计方案。

1.铣床结构设计:铣床的结构设计是整个系统设计的基础。

合理的结构设计可使铣床具有更高的刚性和稳定性,以保证加工质量。

一般来说,铣床的主要结构包括床身、工作台、主轴、主轴驱动装置、进给装置等。

床身应选择高强度、高刚性的材料,确保整机的稳定性和刚性。

工作台应具备高精度的刚性夹具,以确保工件的定位和夹紧。

主轴驱动装置应选择高精度的直线导轨和滚珠丝杠,以提高系统的定位精度。

2.铣床控制系统设计:铣床的控制系统是整个系统的核心,并且具有决定性的影响。

合理的控制系统设计可实现程序化控制和自动化加工,提高生产效率和加工精度。

控制系统应采用高性能的数控装置,具备高速、高精度的位置控制和速度控制功能。

3.铣床自动化设计:自动化设计可使铣床从人工操作转变为自动化操作,提高生产效率和加工质量。

自动化设计应考虑与控制系统的集成,实现自动化的进给、换刀、定位、测量等操作。

自动化设计还应考虑与物料输送系统的集成,实现工件的自动装卸和输送。

4.铣床安全设计:铣床的安全性设计是保障操作人员安全的重要环节。

安全设计应采用紧急停机装置和事故报警系统,可及时停止机床,并通过声光信号进行报警。

安全设计还应考虑防护装置的设置,保护操作人员不受切削液、切屑、电机等的伤害。

以上是一个针对铣床系统设计的方案。

在实际应用中,还应根据具体的加工需求和系统性能要求进行设计。

通过科学合理的设计,可以实现铣床的自动化控制、高效加工和安全运行,提高生产效率和加工质量。

数控铣床设计(毕业设计).

数控铣床设计(毕业设计).
图4-2为一个典型的径向分相、单定子式、反应式的步进电机的结构原理图。此步进电机和普通的电机一样,由定子和转子两部分组成,定子由定子铁心和定子绕组组成。其中由电工钢片堆叠挤压形成定子铁心,详细形状见图示。由绕值在定子铁心上的分布均匀的线圈组成定子绕组,控制绕组由直径的方向上的相对的两齿上的线圈串联构成的,图1的步进电机可为三相控制绕组,也称为三相步进电机。其中给任一项绕组通电,就能形成一组定子磁极,磁极方向为图示的NS极。定子磁极上开了5个齿槽等宽,齿间夹角为9°的小齿,在转子上没有绕组,只有分布均匀的40个齿槽等宽、齿间夹角为9°的小齿,结构上和磁极上的小齿类似。不同的是定子磁极上的小齿错开了三分之一齿距的空间位置,见图2。当A相磁极上的小齿与转子上的小齿对齐的时是,B相磁极上的小齿刚好超前(或滞后)转子齿1/3齿距角,C相磁极上的小齿超前(或滞后)转子齿三分之二齿距角。
(4)加工的零件精度高质量稳定性好。
(5)自动化程度高,劳动者的生产强度得以减少。
(6)生产效率高。
1.5设计方案的可行性分析:
所设计的三坐标数控铣床,三个坐标方向的移动均由步进电机带动,主轴电机采用交流电机,所有电机均由电脑数控装置进行控制。设计主要对数控铣床的机构进行设计,主要有以下几个方面:X、Y,Z工作台的传动机构设计,主要是滚珠丝杠的运用;机床整体结构的设计,主轴传动系统设计,多种方案比较了解优缺点,择优选取 本课题原理可靠,具体方案为用套筒式联轴器连接步进电机与滚珠丝杠,对滚珠丝杠进行一端(两端)支撑,采用圆形导轨,实现X、Y、Z轴的运动,,这种设计结构简单,安装方便,所需要的仪器设备、材料都较常用,成本较低。有足以保证该项目完成的科研能力和充分的研发时间,和相关软硬件的配合支持。
第三章 机械部分设计
3.1 电机的选取

数控铣床程序编制及操作

数控铣床程序编制及操作

数控铣床程序编制及操作数控铣床程序编制及操作数控铣床是一种高效、精度高、功能多样化的机床,广泛应用于各个行业。

与传统的手动铣床相比,数控铣床拥有更高的加工精度、更广泛的应用范围、更低的人力成本等优点,因此被越来越多的制造企业所采用。

数控铣床的使用需要进行程序编制和操作,下面我们就来详细介绍一下。

一、数控铣床程序编制数控铣床的程序编制通常分为以下几个步骤:1. 工件的输入首先需要在数控铣床上输入工件的程序,这可以通过直接输入坐标、打开CAD文件等方式实现。

输入后,工件将会在机床上显示。

2. 定义工件坐标系在铣削之前需要先定义工件的坐标系,这可以通过输入坐标或使用机床的坐标系功能实现。

坐标系定义好之后,机床上的刀具将以此坐标系进行移动和铣削。

3. 设定加工参数设定加工参数是程序编制的重要步骤,具体包括刀头的转速、进给速度、进给量、切削深度、铣削方向等参数。

这些参数需要根据实际加工需求进行调整,以确保加工效果满足要求。

4. 编写铣削程序在设置好加工参数后,即可开始编写铣削程序。

铣削程序通常使用G代码编写,可以通过手工输入或使用CAM软件编写。

铣削程序应包括工件坐标、加工参数和刀具路径等信息。

5. 复核和修改程序编写好程序后,需要进行复核和修改。

在复核时需要检查程序中的数值是否正确、加工路径是否符合要求、刀具路径是否合理等,以确保程序的正确性和可行性。

如有必要可以进行修改,直至满足要求。

二、数控铣床的操作数控铣床操作复杂,需要进行以下几个步骤:1. 上料和刀具更换在进行铣削操作之前,需要进行上料和刀具更换。

首先需要将待加工的工件放置到机床的工作台上,然后再将所需刀具安装到刀库中。

2. 程序加载和调试将编写好的铣削程序通过存储介质(如U盘)导入机床,并在机床上进行加载和调试。

调试包括检查程序的正确性、刀具路径是否符合要求等。

3. 开始铣削确认程序无误后,方可开始铣削操作。

首先需要将加工台臂移至合适的位置,然后进行加工。

数控铣零件工艺设计与编程

数控铣零件工艺设计与编程

数控铣零件工艺设计与编程数控铣零件工艺设计与编程是数控机床加工的重要环节之一,它关系到零件加工质量和效率。

本文将介绍数控铣零件工艺设计与编程的流程和一些注意事项。

数控铣零件工艺设计与编程的流程一般包括以下几个步骤:设计分析、工艺流程安排、刀具选用、工艺参数确定、编程生成、程序检查和修正。

首先,在设计分析阶段,需要对零件的结构和加工要求进行分析,了解零件的形状、尺寸和表面精度要求。

同时,要考虑材料的选择和加工难度,为下一步的工艺流程安排做好准备。

接下来,根据零件的特点和要求,结合工艺能力,进行工艺流程安排。

确定工序、加工顺序、夹具和工装的设计,并考虑加工顺序的合理性和加工难度。

在安排工序时,要尽量减少加工次数和夹紧次数,提高加工效率。

然后,根据工艺流程的要求,选择适当的刀具。

刀具的选择应该根据零件的材料、形状和加工要求来确定,要考虑到刀具的硬度、切削速度和切削力等因素,确保切削效果良好。

在选定刀具后,需要确定加工的工艺参数。

工艺参数包括切削速度、进给速度、切削深度和冷却液的选用等。

这些参数的确定应该根据材料的硬度和机床的性能来调整,以保证零件的加工质量和工艺效率。

随后,根据工艺流程和参数,编写数控程序。

编程是将工艺要求转化为机床可以识别和执行的代码。

编程的过程要考虑到刀具的路径、轨迹和切削方式,保证加工的质量和效率。

常用的编程语言有G代码和M代码,其中G代码用来控制加工路径和刀具的运动,M代码用来控制机床的附加功能。

编程完成后,需要对程序进行检查和修正。

检查程序的正确性和合理性,确保程序能够正确执行并得到理想的加工效果。

在检查的过程中,要注意程序是否存在错误和冗余,以及工艺参数是否合理。

总之,数控铣零件工艺设计与编程是一个综合性的工作,它需要考虑到很多因素,包括零件的结构要求、材料特性和加工效率。

只有合理进行工艺设计和编程,才能确保零件加工的质量和效率。

数控铣零件工艺设计与编程是数控机床加工的重要环节之一,它关系到零件加工质量和效率。

数控铣床程序设计

数控铣床程序设计

数控铣床程序设计数控铣床是一种高度自动化的机床,它通过计算机编程来控制铣削过程,实现对工件的精确加工。

数控铣床程序设计是数控加工中非常重要的一环,它直接关系到加工效率和加工质量。

下面将详细介绍数控铣床程序设计的基本步骤和要点。

数控铣床程序设计的基本步骤1. 分析工件图样:首先需要对工件的图样进行详细分析,了解工件的形状、尺寸、公差要求等,以便确定加工工艺。

2. 选择加工策略:根据工件的特点和加工要求,选择合适的加工策略,如粗加工、半精加工和精加工的顺序,以及刀具的选择等。

3. 确定加工路径:在数控编程中,加工路径是刀具相对于工件的运动轨迹。

需要根据工件的形状和加工要求,合理规划刀具的移动路径。

4. 编写数控程序:根据加工路径和加工策略,使用数控编程语言(如G代码)编写数控程序。

程序中需要包含刀具的选择、刀具路径、速度、进给率等信息。

5. 程序校验:编写完成后,需要对程序进行校验,确保程序的正确性。

这通常通过数控仿真软件来完成。

6. 机床调试:将程序输入到数控铣床中,并进行实际的调试,以确保程序在机床上能够正确运行。

7. 加工过程监控:在加工过程中,需要密切监控机床的运行状态,确保加工过程的顺利进行。

数控铣床程序设计的关键要点1. 刀具选择:刀具的选择对加工效率和加工质量有直接影响。

需要根据工件的材料、硬度、形状等因素选择合适的刀具。

2. 切削参数设置:切削参数包括切削速度、进给率、切削深度等。

合理的参数设置可以提高加工效率,减少刀具磨损。

3. 程序结构:良好的程序结构可以提高程序的可读性和可维护性。

程序应该按照一定的逻辑顺序编写,使用合适的程序段和循环结构。

4. 误差补偿:在实际加工中,由于机床、刀具、材料等因素的存在,会产生一定的加工误差。

通过程序设计中的误差补偿,可以减少这些误差对加工质量的影响。

5. 安全措施:在程序设计中,需要考虑到机床和操作人员的安全。

例如,避免刀具与工件的碰撞,设置紧急停止程序等。

铣床工艺流程

铣床工艺流程
《铣床工艺流程》
铣床是一种常用的加工设备,广泛应用于金属加工行业。

铣床工艺流程是指将原材料通过铣床进行加工,最终得到所需要的零件或产品的整个工艺过程。

下面将介绍一般的铣床工艺流程。

1. 原材料准备:首先需要准备好所需的原材料,通常是金属材料如铝合金、钢材等。

原材料需要按照设计要求进行尺寸和形状的加工准备。

2. 设计图纸确认:在进行铣床加工之前,需要根据零件或产品的设计要求确认相应的设计图纸,包括尺寸、形状、加工工艺等详细信息。

3. 选择合适的刀具和夹具:根据设计图纸的要求,选择合适的铣刀和夹具,以确保能够精确地进行加工。

4. 开机调试:在进行正式加工之前,需要对铣床进行开机调试,确保设备正常运行,并对工件进行精确的加工。

5. 加工操作:根据设计要求和工艺流程,进行铣床加工操作,包括切削、车削、钻孔等步骤,以得到设计要求的零件或产品。

6. 质量检验:在加工完成后,需要对所得到的零件或产品进行质量检验,确保其符合设计要求和标准。

7. 修磨和表面处理:根据需要,对加工后的零件或产品进行修磨和表面处理,以提高其表面质量和功能。

8. 包装和交付:最后,对加工好的零件或产品进行包装和标注,以便于交付给客户或下一道工序。

以上就是一般的铣床工艺流程,通过这些步骤,可以确保在铣床上得到符合要求的零件或产品。

在实际操作中,还需要根据具体情况进行调整和改进,以提高加工效率和产品质量。

数控铣床程序设计

数控铣床程序设计数控铣床程序设计是指利用计算机编写指令,实现数控铣床自动加工工件的过程。

数控铣床程序设计具有高效、精确、灵活等优点,可以大大提高加工工件的精度和加工效率。

本文将从程序设计的基本要点、程序的结构和编写流程以及常见的加工过程进行详细阐述。

一、程序设计的基本要点1.定义工件坐标系和相对参考点:在进行数控铣床程序设计之前,首先要定义工件坐标系,确定相对参考点。

工件坐标系确定了工件表面上各个点的坐标位置,而相对参考点是程序编写的起始点。

2.确定加工路径和加工工序:根据工件的形状和加工要求,确定加工路径和加工工序,包括粗加工和精加工过程。

粗加工主要是将工件从原始形状加工到接近最终形状,而精加工则是对工件进行细致加工和修整。

3.确定加工速度和进给量:根据材料的硬度和加工要求,确定合适的加工速度和进给量。

加工速度和进给量的选择直接影响到加工效率和加工质量。

4.设置刀具半径和长度补偿:根据实际加工中刀具的尺寸和形状,设置刀具的半径和长度补偿。

刀具半径补偿用于控制刀具的轮廓,使其在刀具路径内部加工,而长度补偿则用于控制刀具在工件表面上的加工位置。

二、程序的结构和编写流程1.程序头:程序头包括程序开始的声明、刀具半径和长度补偿的设置等内容。

在程序头中,需要声明程序的名称、编写者、编写日期等信息,并设置刀具的半径和长度补偿。

2.固定循环:固定循环是数控铣床程序中的主要部分,也是实现加工的核心部分。

固定循环包括刀具路径的描述、刀具运动的指令、修正因子的设置等内容。

3.可选循环:可选循环是根据具体加工要求进行选择的部分。

可选循环包括对加工速度、进给量、切削参数的设置等内容。

在进行数控铣床程序编写时,需要按照上述程序结构进行编写。

具体流程如下:-确定工件的坐标系和相对参考点。

-设计刀具路径和加工工序,确定加工速度和进给量。

-设置刀具半径和长度补偿。

-编写程序头,包括程序的名称、编写者、编写日期等信息。

-编写固定循环,描述刀具路径和刀具运动的指令。

数控铣床毕业设计方案

数控铣床毕业设计方案1. 引言本文档旨在提供一个完整的数控铣床毕业设计方案,详细描述设计的目标、所需的硬件和软件资源、设计的步骤以及测试和验证计划。

设计方案的目标是设计和构建一个数控铣床系统,能够实现高精度的自动铣削操作。

2. 设计目标设计目标是构建一个能够实现以下功能的数控铣床系统:•自动控制铣削操作,包括设定切削速度、切削深度和进给速度等参数•能够处理复杂的铣削任务,包括曲线铣削、螺旋铣削等•具有高精度的定位和铣削能力,保证铣削的加工精度•具备人机交互界面,方便操作者进行参数设定和监控3. 资源需求设计数控铣床系统所需的资源包括硬件和软件方面的资源。

3.1 硬件资源以下硬件资源是设计数控铣床系统所必需的:•铣床主体:包括床身、工作台、主轴和传动系统等•伺服电机:用于驱动主轴和进给轴•传感器:如位置传感器、力传感器等,用于实时监控和反馈•控制器:用于控制伺服电机和传感器,实现自动化控制3.2 软件资源以下软件资源是设计数控铣床系统所必需的:•CAD软件:用于绘制和编辑零件的几何形状•CAM软件:用于生成数控铣削的刀具路径和切削参数•控制软件:用于编写和加载数控程序,控制铣床系统的运行4. 设计步骤设计数控铣床系统的步骤如下:1.确定设计需求和目标,明确所需的功能和性能指标2.设计铣床主体,包括床身、工作台、主轴和传动系统等部分3.选择并配置合适的伺服电机和传感器4.设计控制系统,包括控制器和相应的控制软件5.开发人机交互界面,实现参数设定和监控功能6.软件开发,包括CAD软件和CAM软件的使用以及控制软件的编写7.进行系统集成和调试8.进行性能测试和验证5. 测试和验证计划为确保数控铣床系统的正常运行和满足设计需求,需要进行全面的测试和验证。

测试和验证计划如下:1.功能测试:验证系统是否能够实现设计的功能,包括自动控制铣削操作、复杂铣削任务的处理等2.精度测试:测试系统的定位精度和加工精度,与设计要求进行比较3.可靠性测试:进行长时间运行测试,检测系统的稳定性和可靠性4.用户界面测试:测试人机交互界面的易用性和功能完善性5.性能测试:测试系统在不同工况下的性能表现,如切削速度、进给速度和切削深度等6. 总结本文档详细描述了一个数控铣床毕业设计方案,包括设计目标、所需的硬件和软件资源、设计的步骤以及测试和验证计划。

机床数控技术第3章数控加工程序的编制


6. 程序校验和首件试切
程序送入数控系统后,通常需要经过试运行和首 件试切两步检查后,才能进行正式加工。通过试运行, 校对检查程序,也可利用数控机床的空运行功能进行 程序检验,检查机床的动作和运动轨迹的正确性。对 带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控机床可进行数 控模拟加工,以检查刀具轨迹是否正确;通过首件试 切可以检查其加工工艺及有关切削参数设定得是否合 理,加工精度能否满足零件图要求,加工工效如何, 以便进一步改进,直到加工出满意的零件为止。
1—脚踏开关 2—主轴卡盘 3—主轴箱 4—机床防护门 5—数控装置 6—对刀仪 7—刀具8—编程与操作面板 9—回转刀架 10—尾座 11—床身
3.2 数控车削加工程序编制
数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、 圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零 件可进行钻、扩、铰、镗孔等加工。数控车床还可以 完成车端面、切槽等加工。
3. 程序名

FANUC数控系统要求每个程序有一个程序名,
程序名由字母O开头和4位数字组成。如O0001、 O1000、O9999等
3.2.3 基本编程指令
1. 快速定位指令G00
格式:G00 X(U)_ Z(W)_;
说明:
(1) G00指令使刀具在点位控制方式下从当前点以快移速度 向目标点移动,G00可以简写成G0。绝对坐标X、Z和其增 量坐标U、W可以混编。不运动的坐标可以省略。
3.2.1 数控车床的编程特点
(1)在一个程序段中,可以用绝对坐标编程,也可用 增量坐标编程或二者混合编程。
(2)由于被加工零件的径向尺寸在图样上和在测量时 都以直径值表示,所以直径方向用绝对坐标(X)编程时 以直径值表示,用增量坐标(U)编程时以径向实际位移 量的2倍值表示,并附上方向符号。
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第三章数控铣床机械部分设计的一般过程3.1 铣削力的计算现假设刀具材料为高速钢,工作材料为碳钢(>。

Z轴铣削工作时铣削力的计算:最大铣削直径,最小直径。

由《实用机床手册》得:铣削功率铣削力铣削力修正系数其中工件材料系数高速钢铣刀,前角系数主偏角==1.0因此—工件材料的抗拉强度;—铣削深度;—毎齿进给量;—铣削宽度;—铣削直径;Z—铣刀齿数,现取=0.05mm/Z=4mmZ =4 =10mm=8mmn=400r/min,=642×4×0.05×8×10×4×0.9255=907.8N=3.14×10×400/1000=12.56mm/s=907.8×12.56/60000=0.197 / 163.2 主轴电机的选择选主轴电机时按铣削计算,因为铣削时最大的铣削力为:=642×4×0.05×8×4×4×0.9255=1996.3N=3.14×4×1600/1000=20.1m/s=1996.3×20.1/60000=0.68主轴功率P= =0.68/0.88=0.77所以选电动机为=1.1,型号:Y90S—4型3.3 X、Y轴铣削力的计算主转动中主轴功率P=0.77KW,则=0.77/1.1=0.7电动机的额定功率=1.1KW。

铣削力同样遇刀具材料、被铣削工件的材料、切削量等因素有关,现以刀具材料为高速钢,共建材料为碳钢进行计算。

主传动功率P包括铣削功率,空载功率,附加功率三部分,即:P=++,对于一般轻载高速的中、小型机床,取=0.5P,故总功率为:P=+0.5 P+<1-),=0.5P/(2->,在进给传动中铣削功率,查机床设计手册得k=0.85那么=0.85×0.5×1.1/(2-0.7>=0.36切削时主轴上的扭矩为:则主轴上最大扭矩为:=97400×0.36/400=876.6<)铣刀的最大直径为:10mm 。

主切削力=876.6/1=876.6N。

铣削加工时主切削力与铣削进给抗力之间的值由《机床设计手册》查得/=1.0~1.2,取/=1.2。

则=1.2×=1051.9N ,垂直分力与的比值为0.75~0.8,取/=0.8,=0.8×=841.5N。

8 / 163.4 步进电机的选择步进电动机又称脉冲电动机。

它是将电脉冲信号转换成机械角位移的执行元件。

其输入一个电脉冲就转动一步,即每当电动机绕组接受一个电脉冲,转子就转过一个相应的步距角。

转子角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及频率成正比,并在时间上与输入脉冲同步,只要控制输入电脉冲的数量频率以及电动机绕组的通电顺序,电动机即可获得所需的转角转速及转向,很容易用微机实现数字控制。

<1)应用中需要注意的几点:①步进电机应用于低速场合——每分钟转速不超过1000转,<0.9度时6666PPS>,最好在1000-3000PPS(0.9度)间使用,可通过减速装置使其在此间工作,此时电机工作效率高,噪音低。

②步进电机最好不使用整步状态,整步状态时振动大。

③由于历史原因,只有标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机的电压值不是驱动电压伏值,可根据驱动器选择驱动电压<建议:57BYG采用直流24V-36V,86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V),当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源,不过要考虑温升。

④转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

⑤电机在较高速或大惯量负载时,一般不在工作速度起动,而采用逐渐升频提速,一电机不失步,二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。

⑥高精度时,应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决,也可以采用5相电机,不过其整个系统的价格较贵,生产厂家少。

⑦电机不应在振动区内工作,如若必须可通过改变电压、电流或加一些阻尼的解决。

⑧电机在600PPS<0.9度)以下工作,应采用小电流、大电感、低电压来驱动。

⑨应遵循先选电机后选驱动的原则。

<2)步进电机的选择步进电机有步距角<涉及到相数)、静转矩、及电流三大要素组成。

一旦9 / 16三大要素确定,步进电机的型号便确定下来了。

①步距角的选择电机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率<当量)换算到电机轴上,每个当量电机应走多少角度<包括减速)。

电机的步距角应等于或小于此角度。

目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度<五相电机)、0.9度/1.8度<二、四相电机)、1.5度/3度<三相电机)等。

选用1.5度。

②静力矩的选择步进电机的动态力矩一下子很难确定,我们往往先确定电机的静力矩。

静力矩选择的依据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。

单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。

直接起动时<一般由低速)时二种负载均要考虑,加速起动时主要考虑惯性负载,恒速运行进只要考虑摩擦负载。

一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选定,电机的机座及长度便能确定下来。

③电流的选择静力矩一样的电机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电机的电流<参考驱动电源、及驱动电压)综上所述选择电机一般应遵循步骤如图3-1所示:图3-1 选择电机的步骤④力矩与功率换算10 / 1611 / 16步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的,一般只用力矩来衡量,力矩与功率换算如下:P=ΩM Ω=2n/60 P=2nM/60其中P 为功率,单位为瓦;Ω为每秒角速度,单位为弧度;n 为每分钟转速;M 为力矩,单位为牛顿·M 。

P=2fM/400(半步工作>其中f 为每秒脉冲数<简称PPS )。

<3)混合式步进电机控制系统优缺点混合式步进电机控制系统的优点正是由混合式步进电机特殊的结构所带来的,简而言之它具有稳定可靠、性能好、运行平稳等优点,以和最具有可比性的反应式步进电机系统相比为例。

首先,混合式步进电机系统可靠性和稳定性较高,由于驱动器是系统中可靠性最薄弱的一个部分,所以系统可靠性和稳定性主要是由驱动器的可靠性来决定的。

混合式电机转子上有永磁体,部分磁场已由转子上的磁钢产生,所以混合式电机绕组电流可以设计得比较小,而反应式电机磁场完全由绕组电流产生,故欲和混合式电机产生相同的转矩,在电机体积相差不太大的情况下,反应式电机所需电流就要大得多。

在当前电力电子器件水平限制下,混合式电机的驱动器就比反应式电机的驱动器要可靠得多,同时由于大的绕组电流,反应式电机本体的发热情况也要严重的多。

实际上,为产生相同的转矩,反应式电机不仅线圈电流大,而且定子线圈匝数多,电机体积大,绕组电感也大。

由于绕组电感大,反应式驱动器必须要以高压驱动才会有比较好的高频性能,但这样驱动器的可靠性会明显变差;如果反应式驱动器取和混合式驱动器一样的驱动电压时,电机的高频转矩明显要小,这也是反应式电机系统性能比混合式电机系统差的一个重要原因。

混合式步进电机一般步距角θ较小,再加上混合式步进电机共振区不明显,振荡较小,在控制步进电机升降频规律一致的情况下,运行要比反应式步12 / 16进电机稳定。

混合式步进电机系统的缺点在于混合式步进电机的制造比较复杂,电机的成本相对较高;其次是虽然混合式步进电机共振区不明显,振荡较小,但依然影响性能。

脉冲当量应根据系统精度要求来确定,一般取为0.01~0.02mm 。

如取得太大,无法满足系统精度要求,如取得太小,或者机械系统难以实现,或者对其精度和动态性能提出过高要求,使经济性降低。

所以根据数控钻铣床的精度要求,步进电动机脉冲当量:,步角距。

由于无减速装置,所以由=/360×可知,滚珠丝杠螺距,即基本导程=4mm 。

一般来讲,反应式步进电机步距角较小,运行频率高,价格较低,但功耗较大,永磁式步进电机功耗较小,断电后仍有制动力矩,但步距角较大,启动和运行频率较低,混合式步进电机由上述两种电机的优点,但价格较高。

考虑到该机床垂直进给方向需用自锁机构,所以选用具有自锁功能的混合式步进电机。

<4)计算选择①步进电机转轴上启动力矩的计算铣削时:=1051.9N ,=841.5N ,分别取=0.03,G=300N,=1.8mm/step=36×0.01×[1051.9+0.03×<300+841.5)]/(2×1.8×0.7>=49.4由手册可知:/=0.866,步进电机最大静转矩=/0.866=49.4/0.866=57②确定步进电机最高工作频率,假定=0.025m/s13 / 16=1000×0.025/0.02=1250根据以上参数,初选混合式步进电机。

57BYGH6403采用两相四拍的通电方式。

相数,3;步距角,;电流,2.5A ;静力矩,110;转动惯量,280;引线数,4。

3.5 滚珠丝杠的选择<一) 滚珠丝杠的特点滚珠丝杠螺母副<以下简称滚珠丝杠副)是回转运动与直线运动相互转话的一种新型传动机构,在数控铣床中得到了广泛的应用。

它的结构特点是具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠,使丝杠和螺母之间的运动成为滚动,以减少摩擦。

在数控机床的传动中,经常用于代替滑动丝杠,以提高传动精度。

丝杠螺母副的特点:<1)用较小的扭矩转动丝杠<或螺母),可使螺母<或丝杠)获得较大的轴向牵引力。

<2)可达到很大的降速比,使降速机构大为简化,传动链的以缩短。

<3)能达到较高的传动精。

用于进给机构时,还可兼作测量元件,通过刻度盘读出直线位移的尺寸,最小数值可达0.0001mm 。

<4)传动效率高,摩擦损失小。

滚珠丝杠的传动效率=0.92~0.96,而一般的常规<滑动)丝杠螺母副的=0.20~0.40。

所以滚珠丝杠的传动效率比常规丝杠的传动效率提高了3~4倍。

因此功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1/3~1/4。

<5)给予适当的预紧,可消除丝杠和螺母螺纹间隙,这样反向时就可以没有空程死区,反向定位精度高。

与常规丝杠螺母副比较有较高的轴向精度。

<6)运动平稳,无爬行现象,传动精度高。

滚珠丝杠基本上是滚动摩擦,摩擦阻力小,摩擦阻力的大小几乎和运动速度完全无关,这样就可以保证运动的平稳性。

由于滚珠丝杠基本上是滚动摩擦,与常规丝杠螺母副比较不宜出现爬行现象,故传动精度高。

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