数控技术-6 数控技术的应用课件.ppt

典型数控系统-华中I型简介 教学型(经济型)数控系统 第 六 章 数 控 技 术 应 用 实 例 * 机床数控系统 机器人数控系统 自动导向车数控系统 自动化立体仓库数控系统 第六章 数控技术的应用 打印机接口 计算机主板 显 示 卡 多功能板 步进电机单元1 步进电机单元8 系 统 总 线 （BUS) 标准PC计算机 机床开关量I/O 操作面板 主轴编码器 手摇脉冲发生器控制面板 定制功能接口 网络卡 … … 多功能NC接口板 光隔I/O接口 软/硬盘 驱动器 控制柜 华中Ⅰ型教学数控系统硬件结构图 第二章 计算机数控系统CNC §6.1 机床数控系统—普通车床数控改造 一、设计要求 二、设计步骤 一、设计要求 已知条件 最大加工直径Dmax=400mm，最大加工长度Lmax=1000mm 溜板及刀架重力：纵向G=800N，横向G’=600N 设计条件 刀架快移速度：纵向vmax=2.4m/min，横向v’max=1.2m/min 最大进给速度:纵向vsmax=0.6m/min，横向v’smax=0.3m/min 启动加速时间：ta=30ms 机床定位精度：?0.015mm 二、设计步骤 选择脉冲当量: 纵向?p=0.01mm/p0.015, 横向?p’=0.005mm/p 计算切削力（按普通切削机床坐标） 纵车外圆 主切削力经验公式： Fz=0.67Dmax1.5=5360N 各切削力比例公式： Fz:Fx:Fy=1:0.25:0.4 Fx =1340N， Fy =2144N §6.1 机床数控系统—普通车床数控改造 二、设计步骤 横切端面 粗取： Fz’= 0.5Fz=2680N，Fx’ =670N， Fy’=1072N 滚珠丝杠螺母副的计算和选型（以纵向丝杠为例） 计算丝杠牵引力Fm Fm =KFx+f’(Fz+G)=2530N K：导轨颠覆力矩系数，对三角型+平导轨，K=1.15； f’：滑动导轨摩擦系数（0.15~0.18)，取f’=0.16； §6.1 机床数控系统—普通车床数控改造 二、设计步骤 计算最大动载荷C C=L3/2fwFm，L=60nT/106，n=1000vs/L0 L0 ：滚珠丝杠导程，初选L0 =6mm； vs：最大切削力下的进给速度(1/2~1/3)vsmax，取vs = vsmax /2； T：使用寿命，取T=15000h； fw：运转系数(1.2~1.5)， 取fw =1.2； L：寿命，以106转为1单位； 由此可得：C=10798.7N 滚珠丝杠螺母副选型（查手册或样本） 选用3级W1L400b型外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，额定动载荷16400NC 刚度验算（丝杠预拉伸，并预紧） 刚度要求：?= ?1+ ?2+ ?3定位精度 ?1 ：丝杠拉压变形（查表计算）， ?1 =0.0045mm; ?2 ：滚珠与螺纹滚道间接触变形(查表计算), ?2 =0.0032mm ?3 ：支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形（计算）， §6.1 机床数控系统—普通车床数控改造 二、设计步骤 ?3 =0.0075mm; 由此可得： ? =0.0115mm0.015mm 稳定性校核 滚珠丝杠两端推力（两端固定）支承，不会失稳，故不需校核 计算齿轮(或同步齿形带）传动比i（以纵向为例） 初选步进电机步距角?=0.75°，则i=360?p/?L0=0.8=z1/z2=20/25 步进电机计算和选型（以纵向为例） 计算等效（传动系统折算到电机轴的）转动惯量J ? J ?=JM+J1+(z1/z2)2[(J2+Js)+(L0/2?)2G/g] JM :电机转子转动惯量，初选反应式步进电机150BF，JM = 10kg.cm2; J1,J2 :齿轮z1 和z2转动惯量，J1=2.62kg.cm2 ，J2=6.39 10kg. cm2 ; Js ：滚珠丝杠转动惯量，Js=29.95kg.cm2 ； 由此可得： J ?=36.36kg.cm2 §6.1 机床数控系统—普通车床数控改造 二、设计步骤 电机力矩计算 计算加速力矩Mamax： Mamax=J ??=2?J ?nmax?10-2/60ta nmax =vmax ?/360?p 由此可得： Mamax = 634.5N.cm; 折算到电机轴的摩擦力矩Mf：Mf=f’(Fz+G) L0 i /2??, ?=0.8 由此可得： Mf = 94N.cm; 计算丝杠预紧附加摩擦力矩M0：M0=Fp0L0 (1- ?02