數(shù)控銑床X-Y工作臺設計

1、數(shù)控銃床X-Y1：作臺設計目錄1弓I言：32. 設計任務43. 總體方案的確定43. 1機械傳動部件的選擇43. 1. 1導軌副的選用3.1.2絲杠螺母副的選用3.1.3減速裝置的選用3. 1.4伺服電動機的選用3. 1. 5檢測裝置的選用3.2控制系統(tǒng)的設計43. 3繪制總體方案圖64. 機械傳動部件的計算與選型64. 1導軌上移動部件的重量估算64.2銃削力的計算64.3直線滾動導軌副的計算與選型（縱向）74. 3. 1塊承受工作載荷的計算及導軌型號的選取4. 3.2距離額定壽命L的計算4.4滾珠絲杠螺母副的計算與選型74. 4. 1最大工作載荷Fm的計算4.4.2最大動工作載荷FQ的計算

2、4.4.3初選型號4.4. 4傳動效率n的計算4.4.5剛度的驗算4. 4. 6壓桿穩(wěn)定性校核4.5步進電動機減速箱的選用94.6步進電動機的計算與選型84. 6. 1計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量Je,4. 6. 2計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩Teq4.6.3步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定4.6.4步進電動機的性能校核5. 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的選用126. 繪制進給傳動系統(tǒng)示意圖 147. 工作臺控制系統(tǒng)的設計158. 步進電動機的驅(qū)動電源選用 169. 致謝17參考文獻181.引言:現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學科的交義與滲透，導致了工程領域的 技術(shù)革命與改造。在機械

3、工程領域，山于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械 工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了 “機電一體化”為 特征的發(fā)展階段。X-Y數(shù)控工作臺是許多機電一體化設備的基本部件，如數(shù)控車床的縱一橫向進刀機構(gòu)、 數(shù)控銃床和數(shù)控鉆床的X-Y工作臺、激光加工設備的工作臺、電子元件表面貼裝設備等。 模塊化的X-Y數(shù)控工作臺，通常由導軌座、移動滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副，以及伺服 電動機等部件構(gòu)成。其中伺服電動機做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑 塊和工作平臺在導軌上運動，完成工作臺在X

4、、Y方向的直線移動。導軌副、滾珠絲杠螺 母副和伺服電動機等均以標準化，山專門廠家生產(chǎn)，設訃時只需根據(jù)工作載荷選取即可。 控制系統(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標準的工作控制訃算機，也可以設訃專用的微機控制系統(tǒng)。2. 設計任務題目：數(shù)控X-Y工作臺設計任務：設計一種供應式數(shù)控銃床使用的X-Y數(shù)控工作臺，主要參數(shù)如下:1. 立銃刀最大直徑的d二15mm；2. 立銃刀齒數(shù)Z二3;3. 最大銃削寬度代二15mm；4. 最大背吃刀量勺,二7mm;5. 加工材料為碳素鋼活有色金屬。6. X、Y方向的脈沖當量Q =Q.二0.004mm;7. X、Z方向的定位精度均為土O.Olmm;8. 加工范圍為200X150 mm

5、;9. 工作臺空載進給最快移動速度：匕喚=匕喚=3000mm/min;10. 工作臺進給最快移動速®: Vvmax/ = Kmax/ = 400mm/ min ;3. 總體方案的確定 3. 1機械傳動部件的選擇3. 1. 1導軌副的選用腰設計數(shù)控車床工作臺，需要承受的載荷不大，而且脈沖當量小，定位精度高，因此 選用直線滾動導軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預緊方 便等優(yōu)點。3.1.2絲杠螺母副的選用伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動，需要滿足0. 004mm沖當 量和土O.Olmm的定位精度，滑動絲杠副為能為力，只有選用滾珠絲桿副才能達到要

6、求，滾 珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預緊后可消除反向間 隙。3. 1. 3減速裝置的選用選擇了步進電動機和滾珠絲桿副以后，為了圓整脈沖當量，放大電動機的輸出轉(zhuǎn)矩， 降低運動部件折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量，可能需要減速裝置，且應有消間隙機構(gòu)， 選用無間隙齒輪傳動減速箱。3. 1.4伺服電動機的選用任務書規(guī)定的脈沖當量尚未達到0. 001mm,定位精度也未達到微米級，空載最快移動 速度也只有因此3000mm/min,故本設計不必采用高檔次的伺服電動機，因此可以選用混合 式步進電動機。以降低成本，提高性價比。3. 1. 5檢測裝置的選用選用步進電動機作為伺服電動機后

7、，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。任務書所給的 精度對于步進電動機來說還是偏高，為了確保電動機在運動過程中不受切削負載和電網(wǎng)的 影響而失步，決定采用半閉環(huán)控制，擬在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用 以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應與步進電動機的步距角相匹 配?？紤]到X、Y兩個方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設計工 作量，X、Y兩個坐標的導軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置擬采用 相同的型號與規(guī)格。3.2控制系統(tǒng)的設計1) 設計的X-Z工作臺準備用在數(shù)控車床上，其控制系統(tǒng)應該具有單坐標定位，兩坐標直 線插補與圓弧插補的基本功能，所以

8、控制系統(tǒng)設計成連續(xù)控制型。2) 對于步進電動機的半閉環(huán)控制，選用MCS-51系列的8位單片機AT89S52作為控制系統(tǒng) 的CPU,能夠滿足任務書給定的相關(guān)指標。3) 要設計一臺完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之后，還要擴展程序存儲器，鍵盤與顯示電 路，I/O接口電路，D/A轉(zhuǎn)換電路，串行接口電路等。4) 選擇合適的驅(qū)動電源，與步進電動機配套使用。3.3繪制總體方案圖總體方案圖如圖所示。功放電路行元件機械I傳動機構(gòu)機械執(zhí)彳亍和L構(gòu)總體方案圖4. 機械傳動部件的計算與選型4.1導軌上移動部件的重量佔算按照下導軌上面移動部件的重量來進行估算。包括工件、夾具、工作臺、上層電動機、 減速箱、滾珠絲杠副、導軌

9、座等，估計重量約為800N4.2銃削力的計算設零件的加工方式為立式銃削，采用硬質(zhì)合金立銃刀，工件的材料為碳鋼。則山表3-7 查得立銃時的銃削力計算公式為：F = llSaffdan01 吃(6-11)今選擇銃刀的直徑為d二15mm,齒數(shù)Z二3,為了計算最大銃削力，在不對稱銃削情況下, 取最大銃削寬度為ac=15mm ,背吃刀量二7mm ,每齒進給量fz=O.lmm,銃刀轉(zhuǎn)速 n=300r/min。則由式(6-11)求的最大銃削力：=118x15°-85x0.1°75 xl5-0-73x7I0x300°卩x3N«l280N采用立銃刀進行圓柱銃削時，各銃削力

10、之間的比值可由表查得，考慮逆銃時的情況， 可估算三個方向的銃削力分別為：F, =1.戌T408N ,耳=0.38瓦&486N , 兔=0.25耳&320N。圖3-4a為臥銃情況，現(xiàn)考慮立銃，則工作臺受到垂直方向的銃削力 E=£=486N,受到水平方向的銃削力分別為耳和兔。今將水平方向較大的銃削力分配 給工作臺的縱向，則縱向銃削力Fx =F, =1408N,徑向銃削力為E=E=32ON。4.3直線滾動導軌副的計算與選型（縱向）4. 3. 1塊承受工作載荷的計算及導軌型號的選取工作載荷是影響直線滾動導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，采用雙導軌、四

11、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，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為：仏=f + F（6-其中，移動部件重量G=800N,外加載荷F=FZ = 486N ,代入式（6-12）,得最大工作 載荷 F喚二686N二0. 686kNo查表根據(jù)工作載荷二0.686kN,初選直線滾動導軌副的型號為KL系列的JSA-LG15 型，其額定動載荷Ca = 7.94kN ,額定靜載荷COa = 9.5kN o任務書規(guī)定加工范圍為200X150 mm,考慮工作行程應留有一定余量，查表選取導軌 的長度為520mm。4. 3. 2距離額定壽命L的計算上述所取的KL系列JSA-

12、LG25系列導軌副的滾道硬度為60HRC,工作溫度不超過100 C,每 根導軌上配有兩只滑塊，精度為4級，工作速度較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù)f”二1.0, 溫度系數(shù)f產(chǎn)1.00,接觸系數(shù)fc二0.81,精度系數(shù)“二0.9,載荷系數(shù)fw二1.5,代入式（3-33）,得距離壽命：冃葩嚴 x訐）冬恥5625血遠大于期望值50Kni,故距離額定壽命滿足要求。4.4滾珠絲杠螺母副的計算與選型4. 4. 1最大工作載荷Fm的計算如前所述，在立銃時，工作臺受到進給方向的載荷（與絲杠軸線平行）Fx二1408N,受 到橫向載荷（與絲杠軸線垂直）Fy二320N,受到垂直方向的載荷（與工作臺面垂直）Fz二486

13、N.已知移動部件總重量0800N,按矩形導軌進行計算，取顛覆力矩影響系數(shù)K二1.1,滾 動導軌上的摩擦系數(shù)“二0.005。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：Fm二KFx+“（Fz+Fy+G）二1. 1x1408+0. 005x （486+320+800） N 1557X4.4. 2最大動工作載荷FQ的計算設工作臺在承受最大銃削力時的最快進給速度v二400mm/min,初選絲杠導程Ph二5mm, 則此時絲杠轉(zhuǎn)速n=v/Ph=80r/mino取滾珠絲杠的使用壽命T二15000h,代入L0=60Nt/106,得絲杠壽命系數(shù)L0二72 （單位為: 106r ）o查表，取載荷系數(shù)fw二1. 2,滾道硬度為6

14、0HRC時，取硬度系數(shù)fH=l. 0,代入式（3-23）, 求得最大動載荷：Fq二州九九你嚴7773N4.4.3初選型號根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導程，選擇濟宇博特精密絲杠制造有限公司生 產(chǎn)的G系列2005-3型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為20mm, 導程為5mm,循環(huán)滾珠為3圈*1系列，精度等級取5級，額定動載荷為9309N,大于Fq, 滿足要求。4.4.4傳動效率n的計算將公稱直徑d。二20mm,導程PHmm,代入X CretanPh/（ndo）,得絲杠螺旋升角入二4° 33' o將摩擦角巾=10 ,代入n=tanX/tan（X + 4&#

15、187;）,得傳動效率耳=96. 4%。4.4.5剛度的驗算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。絲杠的兩端各釆 用-對推力角接觸球軸承，面對面組配，左、右支承的中心距約為a二500mm：鋼的彈性模量 E二2. 1 x lOipa;查表得滾珠直徑Df3. 175mm，絲杠底徑 216. 2mm,絲杠截面積 S= rtdy /4=206. 12mwi2。忽略式（3-25）中的第二項，算得絲杠在工作載荷Fm作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量 &、= Fma / （ES） = 1557 x 500 / （2.1 x 10s x206.12）mm=0. 0180mm.。(2)根

16、據(jù)公式Z = (/0/Dlv)-3,求得單圈滾珠數(shù)Z二20；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈 數(shù)x列數(shù)為3x1,代入公式Zz=Zx圈數(shù)x列數(shù)，得滾珠總數(shù)量Zg二60。絲杠預緊時，取軸 向預緊力FYJ=F,n /3=519No則由式(3-27 ),求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 a 0.0024mm。因為絲杠有預緊力，且為軸向負載的1/3,所以實際變形量可以減少一半，取島二0. 0012mm。 將以上算出的靳和心代入咚=4+0，求得絲杠總變形量(對應跨度500mm) 6 二0. 0192mm二 19. 2 pm本例中，絲杠的有效行程為330mm,山表知，5級精度滾珠絲杠有效行程在315400mm

17、時，行程偏差允許達到25“加，可見絲杠剛度足夠。4. 4. 6壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)公式(3-28)計算失穩(wěn)時的臨界載荷F,：。取支承系數(shù)人二1；山絲杠底徑出二16. 2mm求 得截面慣性矩/=/64«3380. 88 W；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(3-28),得臨界載荷F.F1557N, 故絲杠不會失穩(wěn)。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。4.5步進電動機減速箱的選用為了滿足脈沖當量的的設計要求，增大步進電動機的輸出轉(zhuǎn)矩，同時也為了使?jié)L珠絲 杠和工作臺的轉(zhuǎn)動慣量折算到電動機軸上盡可能的小，今在步進電動機的

18、輸出軸上安裝一 套齒輪機減速，采用一級減速，步進電動機的輸出軸與齒輪相連，滾珠絲杠的軸頭與大齒 輪相連。其中大齒輪設計成雙片結(jié)構(gòu)。已知工作臺的脈沖當量"0. 004mm/脈沖，滾珠絲杠的的導程PHmm,初選步進電動 機的步距角a=0. 75°。根據(jù)式(3-12),算得減速比：Z = (tz/>,)/(36OJ)= (0. 75x5) / (360x0. 004) =25/10本設計選用常州市新月電機有限公司生產(chǎn)的JBF-3型齒輪減速箱。大小齒輪模數(shù)均為 1mm,齒數(shù)比為75： 30,材料為45調(diào)質(zhì)鋼，齒表面淬硬后達到55HRC。減速箱中心距為 (75+30) xl/2

19、mm=57mm,小齒輪厚度為20mm,雙片大齒輪厚度均為10mm。4.6步進電動機的計算與選型4. 6. 1計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量K已知：滾珠絲杠的公稱宜徑d<)二20mm，總長l=500mm,導程Ph二5mm,材料密度 q二7. 85xl0_skg/cm2 ;移動部件總重力G二800N；小齒輪齒寬b訐20mm.,直徑d訐30mm,大小 齒輪齒寬bF20mm,直徑dp75mm；傳動比i二25/10。如表4-1所示，算得各個零部件的轉(zhuǎn)動慣量如下:_ nLpR1_ 兀hpR，52-z 2滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量L=0. 617kg cm;拖板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量"0. 5

20、17kg cm' 小齒輪的轉(zhuǎn)動慣量Jsl=0. 125 kgcm3；大齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J孑4. 877 kgcm%初選步進電動機的型號為90YBG2602,為兩相混合式，由常州寶馬集團公司生產(chǎn)，二相 八拍驅(qū)動時的步距角為0. 75° ,從表查得該型號的電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量人二4 kgcm'。則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為：Jc(/ =Jm + J/A +G/z2 +丿* + 丿s)/j'=5. 087 kg cm:4. 6. 2計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩Teq分快速空載和承受最大負載兩種情況進行計算。1)快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩

21、7；切由式(4-8)可知，7；”包括三部分； 一部分是快速空載起動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩7；喚；一部分是移動部件運 動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩7；;還有一部分是滾珠絲杠預緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸 上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩7；。因為滾珠絲杠副傳動效率很高，根據(jù)式(4-12)可知，7；相對于7；皿 和7；很小，可以忽略不計。則有：<6-13)根據(jù)式(4-9),考慮傳動鏈的總效率，計算空載起動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上最大加 速轉(zhuǎn)矩：60/ “其中:= W=1562-5r/min(6-15)(6-14)式中匕仆空載最快移動速度，任務書指定為3000mm/min；a 一步進電動機步距角，預選電動

22、機為0. 75 ° ；5脈沖當量，本例6 =0. 004mm/脈沖。設步進電機曲靜止加速至坷，所需時間ta = 0.45 ,傳動鏈總效率 =0.7。則由式(6-14) 求得：Emax曠 x5625“297n”60x0.4x0.7曲式(4-10)知，移動部件運動時, 折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為:1010- 10?f/Hz圖90BYG2602步進電動機的運行拒頻蒔性曲線90BYG2602電動機的運行矩 頻特性曲線1408x0.0052xx07x25/10« 0.64/V m“(W+G)£ _ 0.005x(0 +800)x0.005 2兀幣2x0.7x25/10(

23、6-16)式中77導軌的摩擦因素，滾動導軌取0.005Fz垂直方向的銃削力，空載時取0一一傳動鏈效率，取0.7最后山式(6-13)求得快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩:產(chǎn)人喚+0二02988Nm(6-17)2)最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩2由式(4-13)可知，漏2包括三部分：一部分是折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負載 轉(zhuǎn)矩人；一部分是移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩7;還有一部分是滾珠 絲杠預緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩兀，刁)相對于7；和7；很小，可以忽略不計。 則有：TTF(6-18)其中折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負載轉(zhuǎn)矩7；山公式(4-14)計

24、算。有:再由式(4-10)計算垂直方向承受最大工作負載(巴=556N)情況下，移動部件運動時 折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：Tf =a00029N 加MF； +G)E _ 0.005x(486+ 800)x0.0052 兀2x0.7x25/10(6-19)最后山式(6-18),求得最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩: Tei!2 = T+Tt =0. 643N/m最后求得在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的最大等效負載轉(zhuǎn)矩為：為=max7；g,7；g2=0.643N 加4.6.3步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定考慮到步進電動機的驅(qū)動電源受電網(wǎng)電圧影響較大，當輸入電壓降低時，其輸出轉(zhuǎn) 矩會下降，可能造成丟步

25、，英至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)7；來選擇步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時， 需要考慮安全系數(shù)。取K二4,則步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應滿足：TmM >4Te(l = 4x0.643 = 2.572Nm(6-20)初選步進電動機的型號為90BYG2602，查得該型號電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩7；nm=6N-mo可 見，滿足要求。4.6.4步進電動機的性能校核1) 最快工進速度時電動機的輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務書給定工作臺最快工進速度 Vux/=400mm/min，脈沖當量3 = 0.004“/脈沖，曲式(4-16)求出電動機對應的運行頻率 /maxZ = 400/(60 X 0.004)« 1667o從90BYG

26、2602電動機的運行矩頻特性曲線圖可以看出 在此頻率下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩人疵 «5. 6N-m,遠遠大于最大工作負載轉(zhuǎn)矩T說二0. 643N-m, 滿足要求。2) 最快空載移動時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核任務書給定工作臺最快空載移動速度 vmax=3000mm/min,求出其對應運行頻率人邱=3000/(60x0.004) = 12500HZ。在此頻率下, 電動機的輸出轉(zhuǎn)矩4=1. 7N-m,大于快速空載起動時的負載轉(zhuǎn)矩=0. 2988N-m,滿足要 求。3) 最快空載移動時電動機運行頻率校核 與快速空載移動速度vmax =3000mm/min對應的電動機運行頻率為/max = 125OO/

27、7Z。查表知90BYG2602電動機的空載運行頻率可達20000,可見沒有超出上限。4)起動頻率的汁算 已知電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量幾=5.087畑S電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 動慣量Jllt=4kg-cm2 ,電動機轉(zhuǎn)軸不帶任何負載時的空載起動頻率人=18000。由式(4-17)可知步進電動機克服慣性負載的起動頻率為:= 1194.24/7,說明：要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于1194.240。實際上，在釆用軟件升降頻時，起動頻率選得更低，通常只有1000。綜上所述，本次設計中工作臺的進給傳動系統(tǒng)選用90BYG2602步進電動機，完全滿足 設計要求。5. 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的

28、選用本設計所選步進電動機釆用半閉環(huán)控制，可在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編 碼器，用以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應與步進電動機的步距 角a = 0.75°,可知電動機轉(zhuǎn)動一轉(zhuǎn)時，需要控制系統(tǒng)發(fā)出360/a = 480個步進脈沖?？紤] 到增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的A、B相信號，可以送到四倍頻電路進行電子四細分，因此， 編碼器的分辨力可選120線。這樣控制系統(tǒng)每發(fā)一個步進脈沖，電動機轉(zhuǎn)過一個步距角， 編碼器對應輸出一個脈沖信號。此次設計選用的編碼器型號為：ZLK-A-120-05V0-10-H盤狀空心型，孔徑10mm,與電 動機尾部出軸相匹配，電源電圧+5V,每秒輸

29、出120個A/B脈沖，信號為電壓輸出。6. 繪制進給傳動系統(tǒng)示意圖進給傳動系統(tǒng)示意圖如圖所示。進給傳動系統(tǒng)示意圖7. 工作臺控制系統(tǒng)的設計根據(jù)任務書的要求，設訃控制系統(tǒng)的硬件電路時主要考慮以下功能:（1）接收鍵盤數(shù)據(jù)，控制LED顯示（2）接受操作面板的開關(guān)與按鈕信息；（3）接受車床限位開關(guān)信號；（4）接受電動卡盤夾緊信號與電動刀架刀位信號；（5）控制X, Z向步進電動機的驅(qū)動器：（6）控制主軸的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)與停止；（7）控制多速電動機，實現(xiàn)主軸有級變速；（8）控制交流變頻器，實現(xiàn)主軸無級變速；（9）控制切削液泵啟動/停止；（10）控制電動卡盤的夾緊與松開；（11）控制電動刀架的自動選刀；（12

30、）與PC機的串行通信。X-Y數(shù)控工作臺的控制系統(tǒng)設計，控制系統(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標準的工作控制計 算札也可以設計專用的微機控制系統(tǒng)。本設計CPU選用ATMEL公司的8位單片機AT89S52, 由于AT89S52本身資源有限，所以擴展了一片EPROH芯片W27C512用做程序存儲器，存放 系統(tǒng)底層程序；擴展了一片SRAM芯片6264用做數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；由于數(shù)控工 作臺還需要加入銃刀運動控制和程序輸入等指令，所以除設置了 X、Y方向的控制指令鍵, 操作開停鍵，急停鍵和復位鍵等外還采用8279來管理擴展多種按鍵。8279是一種通用的 可編程鍵盤顯示器接口芯片，它能完成鍵盤輸入和顯示控制兩

31、種功能。鍵盤部分提供掃描 工作方式，可與64個按鍵的矩陣鍵盤進行連接，能對鍵盤實行不間斷的自動掃描，自動 消除抖動，自動識別按鍵并給出鍵值。顯示部分包括一組數(shù)碼顯示管和七只發(fā)光二極管。 與PC機的審行通信經(jīng)過MAX233,可以釆用PC機將編好的程序送入本系統(tǒng)?？刂撇竭M電動 機的轉(zhuǎn)動需要三個要素：方向、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。對于含有硬件環(huán)形分配器的驅(qū)動電源，方向 取決于控制器送出的方向電頻的高低，轉(zhuǎn)角取決于控制送出的步進脈沖個數(shù)，而轉(zhuǎn)速則取 決于控制器發(fā)出的步進脈沖的頻率。在步進電動的控制中，方向和轉(zhuǎn)角控制簡單，而轉(zhuǎn)速 控制則比較復朵。由于步進電動的轉(zhuǎn)速正比于控制脈沖的頻率，所以對步進電動機脈沖頻 率的調(diào)節(jié)，實質(zhì)上就是對步進電動機的速