专业课程设计.要点.ppt

机电专业毕业设计 经济型数控系统 也称简易数控系统; 其特点是价格便宜、精度适中、功能简化，针对性强; 适用于老设备技术改造和产品更新。 在原机床进给丝杠尾部加装减速箱和电机； X502型立式铣床外型图 X502型立式铣床外型图 将离合器39脱开，去掉手轮43，将手轮轴通过一对减速齿轮与步进电机连接，由步进电机驱动纵向工作台移动； 横向工作台的移动，则是由步进电机通过齿轮副将运动传给手柄轴45实现的。 为了进一步提高加工精度，则需将原丝杠换为滚珠丝杠副。 其他部分不进行改动。 滚珠丝杠螺母副尺寸系列 公称直径系列（mm） 6、8、10、12、16、20、25、32、40……… 公称导程系列（mm） 1，2，2.5，3，4，5，6，8，10，12….. 丝杠的变形量包括： ① 丝杠的拉伸或压缩变形量?1 ② 滚珠与螺纹滚道间接触变形?2 ③ 支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形?3 ④ 滚珠丝杠的扭转变形引起的导程的变化量?4 ⑤ 螺母座及轴承支座的变形?5 （3）机械改造步骤 M 电 机 II I Z1 Z2 L0 传动系统 3）确定滚珠丝杠螺母副的型号 根据轴上最大动载荷确定止推轴承和向心球轴承的型号； 丝杠校核 传动效率的校验（η0.9) 稳定性的校验 刚度的校验（主要是确定丝杠的变形量） （3）机械改造步骤 3）确定滚珠丝杠螺母副的型号 要求：δ1+δ2+δ3定位精度为合格丝杠 选定型号 如： 选用南京机床厂生产的NCh3208型内循环齿差调整预紧滚珠丝杠。其公称直径Do=40(mm)，滚珠直径do=4.763(mm) ，圈数×列数为1×3，额定动载荷Ca=23422(N) （3）机械改造步骤 3）确定滚珠丝杠螺母副的型号 （3）机械改造步骤 4）确定减速齿轮（齿数、模数、齿厚等）； M 电 机 II I Z1 Z2 L0 传动系统 （3）机械改造步骤 5）选择步进电机的型号。 M 电 机 II I Z1 Z2 L0 传动系统 步进电机的负载有切削力负载、摩擦负载和惯性负载，所选步进电机必须克服这些负载才能作正常的进给驱动。 （3）机械改造步骤 6）选则步进电机的型号。 步进电机选用主要考虑三个问题： 步距角要满足系统脉冲当量的要求； 满足最大静转矩的要求； 启动转矩与启动频率、工作运行转矩与运行频率必须满足所选电机型号相应的启动矩频特性和工作矩频特性。 1300 11000 15.64 1. 5 5 150BF003 1500 4.9 0.75 3 110BF004 1500 7000 7.84 0.75 3 110BF003 空载启动频率 (步/s） 空载运行频率 (步/s） 最大静态转矩 (Nm) 步距角 (0) 相数 参数 型号 反应式步进电机技术性能数据 * 一、设计内容 将CA6140车床（或X502型立式铣床）改装成用单片机控制的经济型数控车（铣）床；要求该车床在纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。 数控改造方案： 1、步进电机拖动的开环控制系统； 2、异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环控制数控系统 ； 3、交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环控制数控系统； 经济型数控系统改造多采用步进电机拖动的开环控制系统 单 片 机 存 储 器 扩 展 I/O 口 扩 展 光 电 隔 离 功 放 电 路 脉 冲 分 配 器 电 机 工作台 光 电 隔 离 功 放 电 路 脉 冲 分 配 器 电 机 工作台 操作面板 控制部分设计 （弱电） 控制部分设计 （强电） 机械改造 部分设计 CA6140车床 （1）机械改造方案的确定 CA6140车床 主电机 Z轴（纵向） X轴（横向） 主电机的作用：1）提供主切削力（主运动） 2）提供Z轴的进给力（进给运动） 原机床的纵向进给运动中，将离合器M5脱开，使主运动与进给运动分离； 为了进一步提高加工精度，则需将原丝杠换为滚珠丝杠副。 其他部分不进行改动。 单 片 机 存 储 器 扩 展 I/O 口 扩 展 光 电 隔 离 功 放 电 路 脉 冲 分 配 器 电 机 工作台 光 电 隔 离 功 放 电 路 脉 冲 分 配 器 电 机 工作台 操作面板 Z轴 Y轴 (纵向) X