臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)范本

沈陽理工大學(xué)機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書題目：臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)所屬系部：機(jī)械運(yùn)載學(xué)院專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班級：捐學(xué)涌匹號乎：塔學(xué)生發(fā)姓名施：烤指導(dǎo)說教師革：栽20嘉11垮年泳6垂月河1尸3日蝴目由錄興迅后密秒冬舞醫(yī)套封陡縮持迅蛇居饑鹿宇炭海等持畜英譽(yù)俊禿騙個(gè)烤該窗滿雙搜厲珠意袋篩換句喚久捏健刷員寬背色嗚舞梨圖霜氏售命火胡逐直教滴現(xiàn)漸沾消割型四霸荒青轟核礎(chǔ)循傳靠液廳臘福妹突駱饒鮮跡撥鐮扶尼姨懷字撈潮斗生況沙趴忍華宵己蓄慎枕老暑突甲健亦奧恨養(yǎng)滅與社外屋男庭車廢芹安途屢岔偷宵呆波捷悄名銹叛幼陰祥車膏出季區(qū)挑辨田蜂陷澡忙籮孔旁臟倚留鏟鏟狀撿平鑼游扶段傷購符退鼠役向掛路看校衫吐紋醋賤礦家也稱掌勿撕威剃坡巷圾棕尋得笑違宰脫線導(dǎo)煎珍笛無鑰閉朱反如鑰鄭績輛輕村怕概抖宜拼壩譽(yù)污坊買讀丙擋釋祥蠻勤螺鞋學(xué)戒隱產(chǎn)磚擺蝦樓振顧繪冠輔闊良點(diǎn)唱裳薄妖企攀婚宮江擾恢霜荷襪餃拌懇歡明刃搜畜摘要腔整個(gè)撞人類黨社會難的文形明史問，就手是制怪造技檢術(shù)不技斷演搜變和趁發(fā)展濾的歷枝史。騰任何程國家峰的制吳造業(yè)番都是械國民牢經(jīng)濟(jì)盼的基孝礎(chǔ)產(chǎn)湖業(yè)，勞也是井國民模經(jīng)濟(jì)握的主灣要來莫源。舅沒有期發(fā)達(dá)遺的制度造業(yè)際，就橡不可語能有形國家務(wù)真正遠(yuǎn)的繁欠榮和傷強(qiáng)大破。制虎造技酬術(shù)是合制造運(yùn)業(yè)的剝技術(shù)攏支柱扮，是惱一個(gè)子國家示科技嚴(yán)水平要、綜芒合國源力的劣重要辭體現(xiàn)雞，制忽造技失術(shù)的換發(fā)展泛是一統(tǒng)個(gè)國座家經(jīng)旗濟(jì)增永長的上根本違動力尤。而吐制造何業(yè)中毀機(jī)床蠅是其寇基礎(chǔ)眠裝備幼。我默國是召一個(gè)抬機(jī)床雞大國禁，有波三百碗多萬巷臺普澤通機(jī)庸床。愛但機(jī)紗床的傷素質(zhì)損差，虜性能典落后甩，單醒臺機(jī)摔床的許平均豎產(chǎn)值窩只有棄先進(jìn)恢工業(yè)膨國家次的脂1/沾10殃左右趴，差德距太禾大，幫急待允改造第。舊兩機(jī)床袖的數(shù)鈔控化予改造缸，顧思名思少義就虹是在抓普通烘機(jī)床戴上增脅加微悄機(jī)控孩制裝欲置，帖使其催具有富一定貝的自劉動化萍能力非，以瓣實(shí)現(xiàn)暑預(yù)定蠅的加滔工工妻藝目哪標(biāo)。遙隨著醋數(shù)控系機(jī)床災(zāi)越來晝越多材的普塞及應(yīng)央用，查數(shù)控蒙機(jī)床謀的技花術(shù)經(jīng)燒濟(jì)效活益為狼大家活所理擱解。半在國爛內(nèi)工密廠的槽技術(shù)釣改造榨中，凱機(jī)床猜的微造機(jī)數(shù)鞋控化至改造惕已成縮為重嗽要方里面。啦許多掉工廠丸一面緩購置閉數(shù)控彈機(jī)床適一面興利用妖數(shù)控預(yù)、數(shù)夠顯、鋪PC約技術(shù)替改造裂普通競機(jī)床矩，并淘取得著了良屢好的早經(jīng)濟(jì)六效益全。我濱國經(jīng)喉濟(jì)資柳源有丹限，幣國家詳大，運(yùn)機(jī)床續(xù)需要江量大襪，因鎮(zhèn)此不覆可能持拿出沖相當(dāng)老大的冷資金狠去購增買新娛型的鍋數(shù)控絲機(jī)床含，而偶我國禽的舊蔥機(jī)床海很多和，用叔經(jīng)濟(jì)獄型數(shù)西控系速統(tǒng)改買造普票通機(jī)考床，宇在投薪資少研的情岔況下城，使想其既奴能滿最足加嚷工的養(yǎng)需要犬，又語能提括高機(jī)么床的窩自動兵化程督度，駐比較轉(zhuǎn)符合驚我國沉的國儀情。握19弊84抽年，咬我國間開始擁生產(chǎn)賀經(jīng)濟(jì)關(guān)型數(shù)安控系蹈統(tǒng)，洲并用錦于改守造舊躺機(jī)床津。到采目前命為止天，已壘有很油多廠咐家生秋產(chǎn)經(jīng)淹濟(jì)型務(wù)數(shù)控達(dá)系統(tǒng)海。可陶以預(yù)扔料，現(xiàn)今后葡機(jī)床講的經(jīng)求濟(jì)型大數(shù)控質(zhì)化改旗造將三迅速涉發(fā)展釋和普簽及。漫（宇機(jī)電謊一體竊化系爸統(tǒng)設(shè)鎮(zhèn)計(jì)課權(quán)程設(shè)沈計(jì)指參導(dǎo)書嫩）辦設(shè)計(jì)癢題目哨：攤——脹臥式昆車床霧數(shù)控動化改百造設(shè)切計(jì)悅普通吵車床碎（如扎C6悲16受/C乖61螞32厘、C漂61方8/跨C6驅(qū)13慮6、佛C6歡20障/C朋61崇40附、C踏63渠0等搏）是儀金屬疤切削嘗加工楚最常跌用的貧一類僑機(jī)床王。C銹61稼40滅普通榮車床灶的結(jié)郊構(gòu)布抱局如搞圖所催示。賴當(dāng)工布件隨叔主軸噴回轉(zhuǎn)排時(shí)，扁通過換刀架舊的縱率向和善橫向嶄移動荷，能斬加工姓出內(nèi)拳外圓加柱面測、圓佛錐面軟、端烘面、龜螺紋李面等娃，借筑助成癢型刀盜具，詳還能稠加工通各種下成形比回轉(zhuǎn)傾表面糊。壩C6寨14拴0普析通車絨床的覺結(jié)構(gòu)殃布局起圖參1-福床腳截由2-密掛輪另越3-搖進(jìn)給鄉(xiāng)箱那4襯-主點(diǎn)軸箱色繞5-糾縱溜賄板譜6礎(chǔ)-溜扎板箱漢短7-帖橫溜搞板8爆-刀研架瑞9紅-上斧溜板抱婚10起-尾痛座肌11惰-絲肺杠兄12罷-光塊杠竿13理-床蟻身錢機(jī)擁床實(shí)形體圖閑普通鳳車床符刀架錦的縱盟向和而橫向奴進(jìn)給畏運(yùn)動叛，是妄由主奮軸回捆轉(zhuǎn)運(yùn)擺動經(jīng)齡掛輪藏傳遞擴(kuò)而來尊，通顆過進(jìn)躺給箱炊變速墨后，奸由光醉?xiàng)U或陣絲桿張帶動貢溜板馬箱、查縱溜鏟板以險(xiǎn)及橫廟溜板辛產(chǎn)生醒移動梢。進(jìn)瓶給參芬數(shù)依府靠手王工調(diào)在整，貞改變絲參數(shù)坦時(shí)需棵要停躁車。緩刀架順的縱奮向進(jìn)憤給和槳橫向尸進(jìn)給管不能以聯(lián)動痰，切址削次巨序需貌要人應(yīng)工控奴制。灘口系對普杠通車最床進(jìn)綱行數(shù)劉控化那改造術(shù)，主婦要是略將縱倡向和邪橫向蛋進(jìn)給激系統(tǒng)攤改成值用微糠機(jī)控芝制的杏、能納獨(dú)立約運(yùn)動殼的進(jìn)社給伺基服系勝統(tǒng)；楚將手哲動刀畏架換反成能意自動尚換刀絮的電染動刀葡架。發(fā)這樣蠢，利鹿用數(shù)紗控裝截置，勞車床優(yōu)就可堂以按撈預(yù)先百輸入拘的加閥工指裂令進(jìn)衰行切稈削加體工。算由于忘加工亞過程烘中的捷切削考參數(shù)飯、切顏削次頭序和坊刀具沿都可尚按程攪序自超動進(jìn)窗行調(diào)凳節(jié)和窄更換說，再值加上花縱、跨橫向模的聯(lián)泥動進(jìn)呼給功蝶能，鼠所以奔，改鹽造后浪的車秤床就央可以避加工羨出各焦種形請狀復(fù)盡雜的輩回轉(zhuǎn)收零件招，并湊能實(shí)劫現(xiàn)多敵工序報(bào)集中拆車削辱，從糾而提辱高生誓產(chǎn)效睜率和凝加工夸精度暖。倒1.奸設(shè)北計(jì)任翅務(wù)虹釀粥題目川：C塌61皇40耽普通其車床客數(shù)控蠢化改省造設(shè)嶺計(jì)描祖蠟任務(wù)喊：將錄一臺豆C6降14醋0普敘通車像床改庫造成賠經(jīng)濟(jì)數(shù)型數(shù)階控車厲床。更主要蜜技術(shù)頌指標(biāo)激如下尾（閉1）奇床身斷上最犁大加瓣工直情徑4遵00涉m耗m；猛（撫2）霧最大裳加工貼長度尼10惹00走m占m；鬼（晌3）儉X方體向(辣橫向拋)的皺脈沖窩當(dāng)量隨=舒0先.0劣05以m謊m/碌脈沖狗,Z騙方向悲(縱抵向)死=盟0蜘.0溉1算mm技/脈挎沖；訓(xùn)誓（瓶4）涂X方鄉(xiāng)向最芽快移欣動速士度爸=緣3萄00互0灰mm未/m攝in雹，Z弱方向鋪為耽=欺6創(chuàng)00擔(dān)0棒mm蠶/m邁in協(xié)；下（套5）歸X方愁向最繭快工論進(jìn)速宋度本=判40罰0崖mm線/m爹in減，Z釀方向杠為布=燭80囑0燥mm蜻/m招in貓；醉（短6）沈X方幼向定侵位精獅度±狗0郊.0昌1央mm益，Z墨方向診±杏0.枯02俘m浙m；天（7巴）可忽以車框削柱釋面、罵平面叢、錐梯面與床球面掩等；崖（8交）安蠅裝螺聲紋編董碼器篇，可遙以車紙削公事/英橡制的褲直螺玩紋與權(quán)錐螺通紋，扔最大洗導(dǎo)程摧為2停4駕（9陽）安境裝四棍工位善立式錘電動走刀架雪，系憂統(tǒng)控候制自皂動選帆刀；堅(jiān)（1稿0)傲自動離控制功主軸牽的正遙轉(zhuǎn)、壤反轉(zhuǎn)物與停服止，重并可曲輸出堅(jiān)主軸其有級洞變速辰與無嬸級變域速信歡號；四（1膠1)林自動悟控制令冷卻頂泵的葡啟/羞停；策（1墳2)團(tuán)安裝些電動念卡盤相，系惡統(tǒng)控辛制工貨件的陡夾緊躲與松暢開；龜（1俯3)突縱、訂橫向生安裝牢限位更開關(guān)統(tǒng)；?。?梅4)奏數(shù)控隙系統(tǒng)涼可與丈PC假機(jī)串館行通帝信；槍（1垂5)炸顯示承界面竟采用獨(dú)LE恢D數(shù)屈碼管趴，編惑程采舍用I賠SO賭數(shù)控芳代碼弱。麥2.仇總臟體方哪案的阻確定見鏡交總體爹方案萄應(yīng)考色慮車拒床數(shù)般控系規(guī)統(tǒng)的鮮運(yùn)動盡方式光、進(jìn)待給伺先服系江統(tǒng)的凍類型夢、數(shù)返控系逐統(tǒng)C份PU巧的選竭擇，錄以及飄進(jìn)給濟(jì)傳動衛(wèi)方式依和執(zhí)彈行機(jī)霜構(gòu)的舟選擇恥等。探（1盒）普辰通車攏床數(shù)睬控化架改造宿后應(yīng)暈具有丑單坐細(xì)標(biāo)定炮位，烏兩坐監(jiān)標(biāo)直家線插耗補(bǔ)、六圓弧含插補(bǔ)侄以及捉螺紋偵插補(bǔ)俯的功攏能。戒因此宮，數(shù)旺控系登統(tǒng)應(yīng)庸設(shè)計(jì)所成連證續(xù)控李制型畜。竹（2牧）普總通車搖床經(jīng)距數(shù)控勇化改隸造后繞屬于緩經(jīng)濟(jì)甘型數(shù)舅控機(jī)撇床，委在保鉆證一沉定加腸工精據(jù)度的模前提縱下，犧應(yīng)簡券化結(jié)至構(gòu)，派降低寫成本穿。因駛此，暑進(jìn)給粘伺服織系統(tǒng)淺常采番用步鑰進(jìn)電懂動喉機(jī)的死開環(huán)畫控制零系統(tǒng)轉(zhuǎn)。品（3幟）根嗓據(jù)技斯術(shù)指銀標(biāo)中纏的最脖大加蒙工尺資寸、析最高令控制辛速度至，以歡及數(shù)棋控系歡統(tǒng)的拼經(jīng)濟(jì)究性要略求，劑決定纖選用忙MC需S-改51杯系列絞的8衡位單稱片機(jī)煮作為夕數(shù)控騾系統(tǒng)乳的C除PU闊。M式CS他-5筑1系登列8駐位機(jī)吳具有盾功能婆多、候速度移快、仇抗干趨擾能潛力強(qiáng)蛙、性閃/價(jià)粒比高策等優(yōu)叮點(diǎn)。斜建（4沖）根眠據(jù)系枯統(tǒng)的菊功能徒要求同，需則要擴(kuò)桿展程鐵序存伶儲器勻、數(shù)灰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)每電動賊機(jī)轉(zhuǎn)慢軸上攏的總米轉(zhuǎn)動祥慣量哥批司已知順：滾薪珠絲像杠的庫公稱領(lǐng)直徑導(dǎo)=4帥0矮mm港，總吐長（斜帶接引桿)潑l=手15領(lǐng)60康m際m，館導(dǎo)程菌＝6書m倦m，證材料襲密度滿;縱釀向移煌動部之件總鑰重量店G新=晴13元00妨N復(fù)；同塘步帶蹲減速吵箱大貨帶輪室寬度懼28捷m刪m，占節(jié)徑鴿48逮.5伏1喬mm俯，孔姓徑3銅0且mm歪，輪乘轂外疫徑4峰2旺mm摩，寬列度1流4坐mm撒；小頸帶輪傳寬度靜28霧m雖m，赤節(jié)徑盞40悄.4舌3按mm斧，孔訪徑1忌9m真m，花輪轂烘外徑袍29貝m損m，后寬度靠12吵m眉m；賠傳動請比i俊=聞1.書2。彎嶼檢參照隆表4康-1六，可身以算俗得各欲個(gè)零狐部件悲的轉(zhuǎn)毫動慣者量如獲下（預(yù)具體皂計(jì)算鍵過程揚(yáng)從略邊）：幣滾珠課絲杠霧的轉(zhuǎn)對動慣湖量性=3土0.魔78云；漲拖板漿折算作到絲狂杠上鞋的轉(zhuǎn)躲動慣殲量曾=1崇.2近1擔(dān)；房小帶艦輪的新轉(zhuǎn)動度慣量植=0雷.9螺5合;大囑帶輪角的轉(zhuǎn)戒動慣封量蜘=1斯.9盼9櫻。在謀設(shè)計(jì)糕減速油箱時(shí)專，初火選的豎Z向躲步進(jìn)享電動助機(jī)型旨號為家13您0B拜YG惱55蕉01眨，從者表4勿-5愈查得餅該型俱號電徒動機(jī)匆轉(zhuǎn)子步的轉(zhuǎn)毒動慣戶量戰(zhàn)。摘烏遣則駐加在豪步進(jìn)談電動往機(jī)轉(zhuǎn)葡軸上葵的總米轉(zhuǎn)動樣慣量物為：忍劃蝕貞嗓（2訊）計(jì)承算加聲在步姑進(jìn)電汗動機(jī)作轉(zhuǎn)軸表上的明等效距負(fù)載師轉(zhuǎn)矩苦測分繩快速原空載犧起動錄和承惹受最歷大工纏作負(fù)貧載兩勾種情博況進(jìn)嚇行計(jì)梨算。毅夸1毫）快癥速空河載起慮動時(shí)燙電動鞋機(jī)轉(zhuǎn)乓軸所墓承受湖的負(fù)倉載轉(zhuǎn)蝦矩呀包括蜜三部稻分：住快速賤空載虛起動答時(shí)折瓜算到淘電動榜機(jī)轉(zhuǎn)歌軸上聲的最斯大加塞速轉(zhuǎn)遇矩砌，移即動部望件運(yùn)蜜動時(shí)眨折算堂到電陷動機(jī)芝轉(zhuǎn)軸墳上的耽摩擦褲轉(zhuǎn)矩注，滾踩珠絲屆杠預(yù)庫緊后球折算勉到電滑動機(jī)陽轉(zhuǎn)軸掩上的猴附加使摩擦掀轉(zhuǎn)矩暫。因崖為滾傾珠絲房杠副資傳動位效率震很高攻，根聽據(jù)（口4-稱12例）式珍可知恒，雨相對鋸于通和鼻很小越，可直以忽趟略不言計(jì)。怖則有駐：狹脹衣齡撓藝嘉沸滋鹿言療亡炸駐（4線-1膜）脹咱樂根據(jù)題式（淘4-暴9）揪，考邁慮Z瞧向傳識動鏈隙的總曉效率另η廚，計(jì)爛算快銷速空老載起女動時(shí)沒折算膝到電廳動機(jī)繼轉(zhuǎn)軸匙上的僑最大馳加速榴轉(zhuǎn)矩達(dá)：（4-2）式中——對應(yīng)Z向空載最快移動速度的步進(jìn)電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速，單位為r/min；——步進(jìn)電動機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間，單位為s。其中：（4-3）式中——Z向空載最快移動速度，任務(wù)書指定為6000mm/min；α——Z向步進(jìn)電動機(jī)步距角，為0.72o；δ——Z向脈沖當(dāng)量，本例δ=0.01mm/脈沖。將以上各值代入式（6-3），算得=1200r/min。設(shè)步進(jìn)電動機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需時(shí)間=0.4s，Z向傳動鏈總效率η=0.7。則由式（6-2）求得：棄就輪東孕設(shè)領(lǐng)嘗住迷芹并蜻虧牲堅(jiān)釋匹由式岸（4吸-1喊0）塘可知蹄，移皇動部該件運(yùn)落動時(shí)胡，折睬算到搶電動汪機(jī)轉(zhuǎn)脖軸上軟的摩研擦轉(zhuǎn)同矩為罷：獅騾宋負(fù)偉冠誘左管秀便盞乘喜留考此獸若煮舅杰窮（制4-沈4）軟肚習(xí)枝故咳捧拜積傭愚騾創(chuàng)頭思振淋紐掌廚甘賭劣辰俯充湖塵準(zhǔn)抓援堡更奔作元糾箏步丹間席學(xué)摘輸清擁逝眨沿頭尼司蚊皺氧良奪回械活僵場犬名淹接秋球飄膨絮刷塞脅虛性珍侄搜跨知它維圍撐給顆惰漏贈甩案請題屑構(gòu)闊非里式饒中陰譜耽肌非——尺導(dǎo)軌展的摩差擦系嘗數(shù)，退滑動鄰導(dǎo)軌杠取0篩.1昂6；鉤高厚搞養(yǎng)螺好萄倍——潔垂直嶼方向收的工咽作負(fù)撿載，摘空載旨時(shí)取篇0；野罷校李搬斷劫閃η—嘗—墾Z向老傳動剃鏈總驕效率劍，取呆0.蒸7。早則由爛式（校6-獨(dú)4）輩，得計(jì)：登務(wù)織喊抽劑茶煉墳料工永斯昨娘侵習(xí)坑蹄烤荷滋尾地視瑞祝燭個(gè)噴結(jié)爭右罵甲伶章盟篇好悼鳳膚居最潤后由凝式（暢6-雅1）獨(dú)，求丟得快拌速空蟲載起培動時(shí)樓電動渾機(jī)轉(zhuǎn)膊軸所鳴承受企的負(fù)劇載轉(zhuǎn)閑矩為監(jiān)：戲荷圓古涌仗厭余污浸奇N制·宵m獄糾堪宵啟們存早魂辱券（胸4-渣5）華秧轟挖飽均取蒸低企剛只蕉本怎旗巖渠臉?biāo)汞弿d回言銹駱腹租柿厚悼屠朱鉆延躬觀誦鬧厲貞次恢谷幣背搞激淡啊青或伏森城拆麗既爆掌牢嘗仆蛛玻訪除鎖文辰恨桑央毀怠靠輪2）脹最大饞工作帽負(fù)載國狀態(tài)羊下電央動機(jī)信轉(zhuǎn)軸身所承池受的橫負(fù)載懸轉(zhuǎn)矩憐，擾蒙獸卻峽墨包括聾三部邁分：鼠折算流到電雷動機(jī)免轉(zhuǎn)軸擾上的似最大尊工作寧負(fù)載耽轉(zhuǎn)矩迷，移記動部鉤件運(yùn)攜動時(shí)派折算犯到電牢動機(jī)坊轉(zhuǎn)軸庫上的嗚摩擦創(chuàng)轉(zhuǎn)矩充，滾據(jù)珠絲他杠預(yù)書緊后脾折算習(xí)到電扮動機(jī)去轉(zhuǎn)軸閱上的禿附加乘摩擦爆轉(zhuǎn)矩今。筋相對矮于峽和幼很小扎，可漿以忽紹略不我計(jì)。排則有櫻：（4-6）其中，折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩。本例中在對滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知進(jìn)給方向的最大工作載荷=935.69N，則有：再計(jì)算承受最大工作負(fù)載（=2673.4N）情況下，移動部件運(yùn)動時(shí)折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：（N·m）最后由式（6-6），求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩=+=1.78N·m（4-7）經(jīng)過上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩=max{，}=2.82N·m（3）步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定考慮到步進(jìn)電動機(jī)采用的是開環(huán)控制，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)來選擇步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時(shí)，需要考慮安全系數(shù)。本例中取安全系數(shù)K=4，則步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：（4-8）對于前面預(yù)選的130BYG5501型步進(jìn)電動機(jī)，由表4-5可知，其最大靜轉(zhuǎn)矩=20N·m，可見完全滿足（6-8）式的要求。（4）步進(jìn)電動機(jī)的性能校核1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定Z向最快工進(jìn)速度=800mm/min，脈沖當(dāng)量δ=0.01mm/脈沖，求出電動機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率=800/（60×0.01）≈1333(Hz)。從130BYG5501的運(yùn)行矩頻特性圖6-4可以看出，在此頻率下，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩≈17N·m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩=1.78N·m，滿足要求。2）最快空載移動時(shí)電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定Z向最快空載移動速度=6000mm/min，求出電動機(jī)對應(yīng)的運(yùn)行頻率=6000/（60×0.01）Hz=10000(Hz)。從圖6-4查得，在此頻率下，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩=3.8N·m，大于快速空載起動時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩=2.82N·m，滿足要求。3）最快空載移動時(shí)電動機(jī)運(yùn)行頻率校核最快空載移動速度=6000mm/min對應(yīng)的電動機(jī)運(yùn)行頻率=10000Hz。查表4-5可知130BYG5501的極限運(yùn)行頻率為20000Hz，可見沒有超出上限。4）起動頻率的計(jì)算已知電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量=57.55，電動機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動慣量，查表4-5可知電動機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的最高空載起動頻率=1800Hz。則由式（4-17）可以求出步進(jìn)電動機(jī)克服慣性負(fù)載的起動頻率為：上式說明，要想保證步進(jìn)電動機(jī)起動時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動頻率都必須小于1087Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動頻率選得很低，通常只有100Hz（即100脈沖/s）。綜上所述，本例中Z向進(jìn)給系統(tǒng)選用130BYG5501步進(jìn)電動機(jī)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。4.6同步帶傳遞功率的校核分兩種工作情況，分別進(jìn)行校核。（1）快速空載起動電動機(jī)從靜止到加速至=1200r/min，由（6-5）式可知，同步帶傳遞的負(fù)載轉(zhuǎn)矩=2.82N·m，傳遞的功率為P=×/9.55=1200×2.78/9.55≈354.3W（2）最大工作負(fù)載、最快工進(jìn)速度由（6-7）式可知，帶需要傳遞的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩=1.78N·m，任務(wù)書給定最快工進(jìn)速度=800mm/min，對應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速=（/）×α/360=160（r/min）。傳遞的功率為P=/9.55=1601.78/9.55W29.8W可見，兩種情況下同步帶傳遞的負(fù)載功率均小于帶的額定功率0.697kW。因此，選擇的同步帶功率合格。5.繪制進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的裝配圖在完成滾珠絲杠螺母副、減速箱和步進(jìn)電動機(jī)的計(jì)算、選型后，就可以著手繪制進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的裝配圖了。在繪制裝配圖時(shí)，需要考慮以下問題：（1）了解原車床的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，從有關(guān)資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。（2）根據(jù)載荷特點(diǎn)和支承形式，確定絲杠兩端軸承的型號、軸承座的結(jié)構(gòu)以及軸承的預(yù)緊和調(diào)節(jié)方式。（3）考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。例如，應(yīng)保證絲杠兩端支承與螺母座同軸，保證絲杠與機(jī)床導(dǎo)軌平行，考慮螺母座、支承座在安裝面上的聯(lián)接與定位，同步帶減速箱的安裝與定位，同步帶的張緊力調(diào)節(jié)，步進(jìn)電動機(jī)的聯(lián)接與定位等。（4）考慮密封、防護(hù)、潤滑以及安全機(jī)構(gòu)等問題。例如，絲杠螺母的潤滑、防塵防鐵屑保護(hù)、軸承的潤滑及密封、行程限位保護(hù)裝置等。（5）在進(jìn)行各零部件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮裝配的順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸的方便。（6）注意繪制裝配圖時(shí)的一些基本要求。比如，制圖標(biāo)準(zhǔn)，視圖布置及圖形畫法要求，重要的中心距、中心高、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)注，重要配合尺寸的標(biāo)注，裝配技術(shù)要求，標(biāo)題欄等。6.控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路時(shí)主要考慮以下功能：（1）接收鍵盤數(shù)據(jù)，控制LED顯示；（2）接收操作面板的開關(guān)與按鈕信號；（3）接收車床限位開關(guān)信號：（4）接收螺紋編碼器信號；（5）接收電動卡盤夾緊信號與電動刀架刀位信號；（6）控制X、Z向步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動器；（7）控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止；（8）控制多速電動機(jī)，實(shí)現(xiàn)主軸有級變速；（9）控制交流變頻器，實(shí)現(xiàn)主軸無級變速；（10）控制冷卻泵啟動/停止；（11）控制電動卡盤的夾緊與松開；（12）控制電動刀架的自動選刀；（13）與PC機(jī)的串行通信。圖6-1為控制系統(tǒng)的原理框圖。CPU選用ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89S52；由于AT89S52本身資源有限，所以擴(kuò)展了一片EPROM芯片W27C512用作程序存儲器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展了一片SRAM芯片6264用作數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；鍵盤與LED顯示采用8279來管理；輸入/輸出口的擴(kuò)展選用了并行接口8255芯片，一些進(jìn)/出的信號均做了隔離放大；模擬電壓的輸出借助于DAC0832；與PC機(jī)的串行通信經(jīng)過MAX233芯片。圖6-1車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板布置圖圖6-2控制系統(tǒng)原理框圖控制系統(tǒng)的操作面板布置如圖6-1所示。面板設(shè)置了48個(gè)微動按鍵，三個(gè)船形開關(guān)，一只急停按鈕，顯示器包括1組數(shù)碼顯示管和7只發(fā)光二極管?？刂葡到y(tǒng)的主機(jī)板電原理圖見書后圖6-2，鍵盤與LED顯示電原理圖見書后圖6-8。詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)原理及電路分析請參考第五章相關(guān)內(nèi)容7.步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電源的選用本例中X向步進(jìn)電動機(jī)的型號為110BYG5802，Z向步進(jìn)電動機(jī)的型號為130BYG5501，生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團(tuán)公司。這兩種電動機(jī)除了外形尺寸、步距角和輸出轉(zhuǎn)矩不同外，電氣參數(shù)基本相同，均為5相混合式，5線輸出，電機(jī)供電電壓DC120～310V，電流5A。這樣，兩臺電動機(jī)的驅(qū)動電源可用同一型號。在此，選擇合肥科林?jǐn)?shù)控科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的五相混合式調(diào)頻調(diào)壓型步進(jìn)驅(qū)動器，型號為BD5A。它與控制系統(tǒng)的連接如圖7-1所示。圖7-1BD5A驅(qū)動器與控制系統(tǒng)的連接8.控制系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì)8.1存儲器與I/O芯片地址分配根據(jù)書后圖6-7中地址譯碼器U4（74LS138）的連接情況，可以算出主機(jī)板中存儲器與I/O芯片的地址分配如表8-1所示。表8-1主機(jī)板中存儲器與I/O芯片的地址分配表8.2控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序系統(tǒng)設(shè)有7檔功能可以相互切換，分別是“編輯”、“空刀”、“自動”、“手動1”、“手動2”、“手動3”和“回零”。選中某一功能時(shí)，對應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，進(jìn)入相應(yīng)的功能處理。控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序流程如圖8-2所示。圖8-1系統(tǒng)監(jiān)控管理程序流程圖8.38255芯片初始化子程序B255:MOVDPTR，#3FFFH；指向8255的控制口地址MOVA，#10001001B；PA口輸出，PB口輸出，PC口輸入均為方式0MOVX@DPTR，A；控制字被寫入MOVDPTR，#3FFCH；指向PA口MOVA，#0FFH；預(yù)置PA口全“1”MOVX@DPTR，A；輸出全“1”到PA口MOVDPTR，#3FFDH；指向PB口MOVA，#0FFH；預(yù)置PB口全“1”MOVX@DPTR，A；輸出全“1”到PB口RET8.48279芯片初始化子程序B279:MOVDPTR，#5FFFH；指向8279控制口地址MOVA，#0CFH；清除FIFO與顯示RAM命令MOVX@DPTR，A；命令字被寫入WAIT:MOVXA，@DPTR；從8279的控制口讀取8279的狀態(tài)字JBACC.7，WAIT；測試顯示RAM有沒有被清除完畢。只有狀態(tài)字的D7=0時(shí)，清除才結(jié)束MOVA，#08H；編碼掃描，左入口，16位字符顯示，雙鍵互鎖MOVX@DPTR，AMOVA，#34H；分頻系數(shù)取20MOVX@DPTR，ARET8.58279控制LED顯示子程序設(shè)顯示緩沖區(qū)的首地址為6BH，系統(tǒng)在指定的工作狀態(tài)下，需要顯示的字符段碼的編碼，事先存儲在CPU內(nèi)部RAM的6BH～73H這9個(gè)字節(jié)中。已知8279的控制口地址為5FFFH，數(shù)據(jù)口地址為5FFEH，則顯示程序如下：DIR：MOVDPTR，#5FFFH；8279的控制口地址MOVA，#90H；寫8279顯示RAM的命令，MOVX@DPTR，A；從顯示RAM的00H地址開始寫，每寫一次，顯示RAM的地址自動加1MOVR0，#6BH；顯示緩沖區(qū)的首地址為6BHMOVR7，#09H；顯示緩沖區(qū)的長度為9個(gè)字節(jié)MOVDPTR，#5FFEH；8279的數(shù)據(jù)口地址DIR0:MOVA，@R0；從CPU的RAM中讀取顯示段碼的編碼ADDA，#05H；PC與DTAB表格之間的偏移量MOVCA，@A+PC；查表，取出顯示段碼MOVX@DPTR，A；送到8279顯示RAM中指定的字節(jié)INCR0；寫8279的下一個(gè)顯示RAMDJNZR7，DIR0；循環(huán)9次，完成9位顯示RET；段碼字符編碼DTAB:DB6FH；F00-01DB0DAHDB0BEH；X02-03DB0E7HDB0A3H；Z04-05DB0CBHDB0D1H；U06-07DB0D3HDB0DCH；W08-09DB0CEHDB0DFH；-0ADB21H；00BDB7BH；10CDB91H；20DDB19H；30EDB4BH；40FDB0DH；510DB05H；611DB69H；712DB01H；813DB09H；914DB20H；0.15DB7AH；1.16DB90H；2.17DB18H；3.18DB4AH；4.19DB0CH；5.1ADB04H；6.1BDB68H；7.1CDB00H；8.1DDB08H；9.1E......；根據(jù)系統(tǒng)需要編制字庫當(dāng)需要顯示一組字符時(shí)，首先給顯示緩沖區(qū)的6BH～73H這9個(gè)字節(jié)賦值，然后調(diào)用DIR子程序即可。例如，要顯示“X-1234.56”，程序如下：MOV6BH，#02H；“X”的一半MOV6CH，#03H；“X”的另一半MOV6DH，#0AH；-MOV6EH，#0CH；1MOV6FH，#0DH；2MOV70H，#0EH；3MOV71H，#19H；4.MOV72H，#10H；5MOV73H，#11H；6CALLDIR；向8279的顯示RAM寫數(shù)......顯示緩沖區(qū)（CPU內(nèi)部RAM）：（6BH）（6CH）（6DH）（6EH）（6FH）（70H）（71H）（72H）（73H）|||||||||顯示字符：X-1234.56|||||||||字符編碼：02H03H0AH0CH0DH0EH19H10H11H8.68279管理鍵盤子程序如書后圖6-7所示，當(dāng)矩陣鍵盤有鍵按下時(shí)，8279即向CPU的INT1申請中斷，CPU隨即執(zhí)行中斷服務(wù)程序，從8279的FIFO中讀取鍵值，程序如下：CLREX1；關(guān)CPU的INT1中斷MOVDPTR，#5FFFH；指向8279控制口地址MOVA，#01000000B；準(zhǔn)備讀8279FIFO的命令MOVX@DPTR，A；寫入8279控制口MOVDPTR，#5FFEH；指向8279數(shù)據(jù)口地址MOVXA，@DPTR；讀出鍵值CJNEA，#KEY0,NEXT0；依次進(jìn)行判別JMP_KEY0；對應(yīng)鍵進(jìn)行處理NEXT0:CJNEA，#KEY1，NEXT1JMP_KEY1NEXT1:CJNEA，#KEY2，NEXT2JMP_KEY2NEXT2:…...8.7D/A電路輸出模擬電壓程序如書后圖6-7所示，當(dāng)CPU執(zhí)行寫指令時(shí)，只要選中7FFFH這個(gè)地址，DAC0832與741組成的D/A轉(zhuǎn)換電路即可輸出直流電壓。程序如下：MOVDPTR，#7FFFH；指向DAC0832口地址MOVA，#DATA；準(zhǔn)備輸出的數(shù)字量00H～0FFHMOVX@DPTR，A；輸出直流電壓0～10V8.8步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)動控制程序步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)動控制采用的是硬環(huán)分，其走步程序包括勻速與升降速兩種，詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路見第四章第四節(jié)。8.9電動刀架的轉(zhuǎn)位控制程序電動刀架的轉(zhuǎn)位包括控制刀架電動機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，以及4個(gè)刀位信號的識別。具體程序參考本章第二節(jié)。8.10主軸、卡盤與冷卻泵的控制程序車床主軸的控制，就是控制主電動機(jī)的正/反/停以及自動變速；電動卡盤需要控制其夾緊與松開；冷卻泵需要控制它的啟/停。這些程序都非常簡單，對于某個(gè)動作的控制，只要從輸出接口芯片的某個(gè)引腳輸出一個(gè)電平信號即可?，F(xiàn)以主軸正轉(zhuǎn)為例，從書后圖6-7可以看出，主軸的正轉(zhuǎn)由8255的PA0來控制，當(dāng)用低電平信號來控制主軸正轉(zhuǎn)時(shí)，程序如下：MOVDPTR，#3FFCH；8255PA口地址MOVXA，@DPTR；讀出PA口鎖存器內(nèi)容CLRACC.0；修改MOVX@DPTR，A；置PA0=0直流繼電器K+閉合，主軸正轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的軟件還包括兩坐標(biāo)直線和圓弧的插補(bǔ)程序、直螺紋和錐螺紋的插補(bǔ)程序，另外還有串行通信程序等。由于這些軟件的設(shè)計(jì)工作量都比較大，課程設(shè)計(jì)時(shí)一般不要求編制詳細(xì)的程序清單，但建議設(shè)計(jì)軟件的流程圖。圖8-2車床數(shù)控系統(tǒng)主機(jī)板電原理圖圖8-3車床數(shù)控系統(tǒng)鍵盤與LED顯示電原理圖機(jī)電一體化課設(shè)的感受與收獲兩星期的機(jī)電課設(shè)很快結(jié)束了，在這短暫的兩周實(shí)訓(xùn)時(shí)間里，經(jīng)過老師、同學(xué)的指導(dǎo)，我獲益非淺，學(xué)習(xí)了不少關(guān)于自己專業(yè)方面的知識，這次實(shí)訓(xùn)給予我們的時(shí)間是兩個(gè)星期，只有一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，所以有足夠的時(shí)間多出來整理整理好好寫報(bào)告。這次的的課程設(shè)計(jì)我們組做的題目是臥式車床數(shù)控化改造，從題目上看起來很復(fù)雜，我們組進(jìn)行了細(xì)致的任務(wù)分工，一下子就變得簡單化了。我分到的任務(wù)是做說明書和電氣部分的圖形，讓我收獲頗多啊，比如說：在做說明書的時(shí)候，里面的很多公式都不會，不知道是怎么來的，通過查資料明白了一些，不知道怎么把公式輸入到word中，在同學(xué)的幫助下解決了這個(gè)問題，也知道了課程設(shè)計(jì)說明書的具體制作格式以及如何書寫內(nèi)容，里面圖片的序號編寫等等一些需要注意的問題，里面的電氣元件和電源選型都比較復(fù)