2196 XA6132控制部分的數(shù)控化改造,xa6132,控制,節(jié)制,部分,部份,數(shù)控,改造 經(jīng)濟型數(shù)控銑床改造設(shè)計,設(shè)計方法,采用傳統(tǒng)的機床運動功能的設(shè)計方法，主要是以現(xiàn)有的機床設(shè)計實例為基礎(chǔ)并參考同類型機床進行經(jīng)驗和類比設(shè)計。這種設(shè)計方法主要是經(jīng)驗設(shè)計和實驗相結(jié)合，其優(yōu)點是耗費的人力和財力小，且周期短，效果好。,第一章 緒論,在第一章緒論中我主要介紹了數(shù)控機床的產(chǎn)生和發(fā)展歷程，其中主要有數(shù)控機床的發(fā)展簡史、我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控機床發(fā)展趨勢 。然后我又分析了此次課題所在的背景以及意義和研究目標(biāo)。,第二章 數(shù)控機床及控制方式,,數(shù)控機床的組成 數(shù)控機床通常由程序載體(控制介質(zhì))、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)和機床本體組成，如上圖所示。其中實線部分為開環(huán)控制數(shù)控機床框圖，上述系統(tǒng)再加上虛線部分，就構(gòu)成具有測量反饋功能的閉環(huán)控制數(shù)控機床框圖。,,機床控制方式選擇 伺服系統(tǒng)是位置控制系統(tǒng)，是數(shù)控裝置與機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，位置控制按其結(jié)構(gòu)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。 如上圖是典型的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，其中沒有位置檢測反饋裝置，指令是單方向傳送的，并且指令發(fā)出后，不再反饋回來，故稱開環(huán)控制。開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)主要使用步進電機。插補器進行插補，發(fā)出指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動放大電路放大后，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，一個進給脈沖使步進電機轉(zhuǎn)動一個角度，通過齒輪減速，絲杠傳動使工作臺移動一定距離，因此，工作臺的位移量與步進電機的，轉(zhuǎn)角成正比即與進給脈沖數(shù)目成正比。改變進給脈沖數(shù)目和頻率，可以控制工作臺的移動量和速度。開環(huán)控制結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，容易維修，成本較低，但控制精度不高，適宜于經(jīng)濟型數(shù)控機床及數(shù)控改造。所以本次設(shè)計采用開環(huán)控制方式。,,步進電機的開環(huán)控制 步進電機是典型的開環(huán)驅(qū)動裝置，與所選定的數(shù)控系統(tǒng)相匹配，是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成機械角位移的電磁機械裝置。其角位移量和輸入脈沖的個數(shù)嚴(yán)格的成正比，在時間上與輸入脈沖同步。 原理 (1)步進電機的定子繞組每換接一次通電相序，步進電機轉(zhuǎn)子就沿某旋向旋轉(zhuǎn)一個角度即步距角 其中 一步距角；m一定子繞組相數(shù)，通常有由三相、四相、五相等； z—轉(zhuǎn)子齒數(shù)；k一與通電方式有關(guān)的系數(shù)，k=拍數(shù)/相數(shù)。 (2)進電機的輸出轉(zhuǎn)角與輸入的脈沖個數(shù)嚴(yán)格的成正比例，控制輸入步進電機的脈沖個數(shù)就能控制位移量。 (3) 進電機的轉(zhuǎn)速與輸入的脈沖頻率成正比，控制脈沖頻率就能調(diào)節(jié)步進電機的轉(zhuǎn)速。 其中n一轉(zhuǎn)速(r/min)；f—控制脈沖頻率(Hz)； 一步距角〔度數(shù))。 (4) 變通電相序即可改變電機轉(zhuǎn)向。,,,,,,,第三章 機械傳動系統(tǒng)的設(shè)計,,,機械傳動系統(tǒng)與一般的機械系統(tǒng)相比，除要求有較高的定位精度外，還應(yīng)具良好的動態(tài)響應(yīng)特性，就是說響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好。為此在設(shè)計中，常提出無間隙，低摩擦，低慣量，高剛度，高諧振頻率，適當(dāng)?shù)淖枘岜纫?總體設(shè)計方案的確定,機床的總體圖,,,,總體方案的確定 　　將工作臺升降(Z向)、縱向(X向)、橫向(Y向)的進給設(shè)計為微機控制，實現(xiàn)三　　坐標(biāo)控制，三坐標(biāo)聯(lián)動的開環(huán)控制。 選擇合適的滾珠絲杠安裝方式，完成齒輪傳動機構(gòu)設(shè)計，步進電機選擇等。垂向工作臺傳動升降機構(gòu)在安裝滾珠絲杠后會因失去自鎖而自動下滑，必須增加平衡裝置和制動裝置； 選擇經(jīng)濟型開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)、確定步進驅(qū)動元件，實現(xiàn)機床工作作臺X，Y，Z三軸連動，主軸的部分?jǐn)?shù)控功能要求。X. Y, Z向步進精度為0.005/0.005/0.0lmm/setp；軸向定位精度0.015mm;重復(fù)定0.008mm。,機械傳動系統(tǒng)設(shè)計與計算,縱向(X向)進給系統(tǒng)的設(shè)計 　　縱向（X向）進給系統(tǒng)概述 該經(jīng)濟型數(shù)控銑床采用步進電機一級齒輪傳動，帶動滾珠絲杠傳動，并通過絲杠—螺母副帶動工作臺移動。一般把步進電機安裝在縱向絲杠的右端，如圖 　　　　　　　 　　　　　　　　1—滾珠絲杠 2—減速齒輪 3—步進電機 　縱向（X向）進給系統(tǒng)的計算略,,橫向(Y向)進給系統(tǒng)的設(shè)計 　　　　　　　橫向進給系統(tǒng)圖 橫向與縱向的結(jié)構(gòu)與計算相似，在次也不做介紹。,,升降臺傳動進給及自動平衡機構(gòu) 垂直(z向)進給系統(tǒng)簡介 升降臺升降傳動圖,,,,(1)步進電機1經(jīng)一對減速齒輪2將運動傳到VⅡ，軸VⅡ右端的弧齒錐齒輪3帶動錐齒輪4使垂直滾 珠絲杠旋轉(zhuǎn)，升降臺上升或下降。 (2) 垂直滾珠絲杠螺母副的螺母11由支承套12固定在基座上，絲杠通過錐齒輪4與升降臺連接， 其支撐由深溝球軸承和角接觸球軸承承受徑向載荷；由D級精度的推力圓柱滾子軸承承受軸向載 荷。 (3) 軸IX的實際安裝位置在水平面內(nèi)，與軸Ⅶ的軸線呈90度相交。 (4) 軸IX的右端為自動平衡機構(gòu)，由單向超越離合器和摩擦離合器(自鎖器)組成。因滾珠絲杠無自 鎖能力，當(dāng)垂直放置時，部件因自重會自動下移。因此，除升降臺驅(qū)動電機帶有制動器外還在傳 動機構(gòu)中裝有自動平衡機構(gòu)，一方面防止升降臺因自重而下落，另外還可以平衡上升下降的驅(qū)動 力。其工作原理是：絲杠旋轉(zhuǎn)的同時，通過錐齒輪5和軸IX帶動單向超越離合器的星輪6轉(zhuǎn)動。當(dāng) 升降臺上升時，星輪的轉(zhuǎn)向使?jié)L子7與超越離合器的外環(huán)8脫開，外環(huán)8不隨星輪6轉(zhuǎn)動，自鎖器不 起作用;當(dāng)升降臺下降時，星輪轉(zhuǎn)向使?jié)L子楔在星輪與外環(huán)之間，使外環(huán)隨軸一起轉(zhuǎn)動，外環(huán)與 兩端固定不動的摩擦環(huán)(由防轉(zhuǎn)銷固定)形成相對運動，由于內(nèi)外摩擦片之間由彈簧壓緊，增加升 降臺下降阻力，所以起到阻尼和自鎖作用，并使上下運動的力量平衡。 (5) 調(diào)整自鎖力時，適當(dāng)調(diào)整螺母9完成。調(diào)整前先松開螺母9的鎖緊螺釘10,調(diào)整后應(yīng)將鎖緊螺釘 再鎖緊。 (6)該自動平衡裝置特點:滾珠絲杠的4種制動方式是摩擦離合器(機械式、電磁式)；具有剎車作用 的制動電機；傳動鏈中配置逆轉(zhuǎn)效率高的減速比系統(tǒng)如齒輪、蝸輪蝸桿減速器；超越離合器。 本設(shè)計運用滾珠絲杠幾種制動方式，采用具有剎車作用的制動電機。超越離合器和 機械式摩擦離合器，收到很好的升降臺自動平衡效果。,第四章 步進電機的選擇,,步進電機的基本要求,步進電機是一種控制電機，又稱脈沖電機，是數(shù)字控制系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，作用是把脈沖信號變?yōu)橄鄳?yīng)的角位移，或直線位移，即給一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)動一個角度或前進一步。步進電機是數(shù)控機床的關(guān)鍵元件之一，它的性能優(yōu)劣直接影響工件質(zhì)量。為此數(shù)控機床對步進電機提出了要求: (1)步進電機受電脈沖的控制，能在很廣的范圍內(nèi)進行速度調(diào)節(jié)。 (2)加工精度高。即要求位移量小，準(zhǔn)確均勻，這就要求步進電機步距小，步距精度高，不許丟步或越步。 (3)動作快速。啟動、停止、反轉(zhuǎn)迅速，連續(xù)運轉(zhuǎn)快.以提高生產(chǎn)效率。 (4)輸出轉(zhuǎn)矩大。,