2196 XA6132控制部分的數(shù)控化改造

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)控銑床改造設計,設計方法,采用傳統(tǒng)的機床運動功能的設計方法，主要是以現(xiàn)有的機床設計實例為基礎并參考同類型機床進行經(jīng)驗和類比設計。這種設計方法主要是經(jīng)驗設計和實驗相結合，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。,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)、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)，位置控制按其結構分為開環(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)驅動放大電路放大后，驅動步進電機轉動，一個進給脈沖使步進電機轉動一個角度，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)控制結構簡單，調試方便，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，步進電機轉子就沿某旋向旋轉一個角度即步距角 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—轉子齒數(shù)；k一與通電方式有關的系數(shù)，k=拍數(shù)/相數(shù)。 (2)進電機的輸出轉角與輸入的脈沖個數(shù)嚴格的成正比例，控制輸入步進電機的脈沖個數(shù)就能控制位移量。 (3) 進電機的轉速與輸入的脈沖頻率成正比，控制脈沖頻率就能調節(jié)步進電機的轉速。 其中n一轉速(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向。,,,,,,,第三章 機械傳動系統(tǒng)的設計,,,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，還應具良好的動態(tài)響應特性，就是說響應要快，穩(wěn)定性要好。為此在設計中，常提出無間隙，低摩擦，低慣量，高剛度，高諧振頻率，適當?shù)淖枘岜纫?總體設計方案的確定,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)的進給設計為微機控制，實現(xiàn)三　　坐標控制，三坐標聯(lián)動的開環(huán)控制。 選擇合適的滾珠絲杠安裝方式，完成齒輪傳動機構設計，步進電機選擇等。垂向工作臺傳動升降機構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)、確定步進驅動元件，實現(xiàn)機床工作作臺X，Y，Z三軸連動，主軸的部分數(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;重復定0.008mm。,機械傳動系統(tǒng)設計與計算,縱向(X向)進給系統(tǒng)的設計 　　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)的設計 　　　　　　　橫向進給系統(tǒng)圖 橫向與縱向的結構與計算相似，在次也不做介紹。,,升降臺傳動進給及自動平衡機構 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，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，與軸Ⅶ的軸線呈90度相交。 (4) 軸IX的右端為自動平衡機構，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，當垂直放置時，部件因自重會自動下移。因此，除升降臺驅動電機帶有制動器外還在傳 動機構中裝有自動平衡機構，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動 力。其工作原理是：絲杠旋轉的同時，通過錐齒輪5和軸IX帶動單向超越離合器的星輪6轉動。當 升降臺上升時，星輪的轉向使?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轉動，自鎖器不 起作用;當升降臺下降時，星輪轉向使?jié)L子楔在星輪與外環(huán)之間，使外環(huán)隨軸一起轉動，外環(huán)與 兩端固定不動的摩擦環(huán)(由防轉銷固定)形成相對運動，由于內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) 調整自鎖力時，適當調整螺母9完成。調整前先松開螺母9的鎖緊螺釘10,調整后應將鎖緊螺釘 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慕俏灰?，或直線位移，即給一個脈沖信號，電機轉動一個角度或前進一步。步進電機是數(shù)控機床的關鍵元件之一，它的性能優(yōu)劣直接影響工件質量。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，能在很廣的范圍內進行速度調節(jié)。 (2)加工精度高。即要求位移量小，準確均勻，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、反轉迅速，連續(xù)運轉快.以提高生產(chǎn)效率。 (4)輸出轉矩大。,