買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 床數(shù)控系統(tǒng)改造 院、 系： 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 姓 名： 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 2013 年 5 月 8 日 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘要 介紹普通 為我國多年積累了大部分的普通機(jī)床，自動化程度低，想要短期內(nèi)大量更換新機(jī)床，是不現(xiàn)實(shí)的。為了節(jié)省資金，提高生產(chǎn)效率，所以要對普通車床 進(jìn)行數(shù)控改造。 采用 51系列單片機(jī)控制經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，用步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動進(jìn)給系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動加工。原理為：根據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，通過單片機(jī)控制，轉(zhuǎn)化成脈沖信號，經(jīng)放大電路后驅(qū)動縱向和橫向步進(jìn)電機(jī)，通過滾珠絲杠實(shí)現(xiàn)刀架縱向、橫向兩個方向的進(jìn)給，以完成工件的加工。 數(shù)控改裝后的車床在縱向和橫向具有圓弧和直線插補(bǔ)功能，該車床有自動回轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能。改造后車床可以加工出各種形狀的復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件 ,并能實(shí)現(xiàn)多工序自動車削 ,從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度 ,也能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工 . 關(guān)鍵詞 數(shù)控改造； 進(jìn)給系統(tǒng)； 步進(jìn)電機(jī)； 單片機(jī) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘要 . I 第 1 章 緒論 . 1 題背景 . 1 控改造的必要性 . 1 計(jì)任務(wù) . 2 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定 . 3 計(jì)任務(wù) . 3 體設(shè)計(jì)方案確定 . 3 第 3 章 機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 . 5 要設(shè)計(jì)參數(shù)如下 . 5 定脈沖當(dāng)量 . 5 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 5 知條件 . 5 削力計(jì)算 . 5 珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 . 6 輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算 . 8 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 11 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 11 向進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算 . 11 進(jìn)電機(jī)的選擇 . 15 進(jìn)電機(jī)選用的基本原則 . 15 進(jìn)電機(jī)的選擇 . 16 第 4 章 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) . 18 制系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)框圖 . 18 片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 19 031 單片機(jī)的基本特性 . 19 031 芯片引腳功能 . 19 儲器擴(kuò)展電路 . 21 031 與 連接 . 21 據(jù)存儲器的擴(kuò)展 . 21 序存儲器的擴(kuò)展 . 21 ， Q 號交流 401339828 或 11970985 制微機(jī)控制電路原理圖 . 25 制系統(tǒng)的功能 . 25 用軟件環(huán) 形分配圖 . 26 動回轉(zhuǎn)刀架的控制 . 26 紋加工控制 . 26 址編碼 . 26 結(jié)論 . 27 參考文獻(xiàn) . 28 致謝 . 29 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1章 緒論 題背景 隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技 術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的不斷提高，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快，因此對機(jī)床不僅要求具有較高的精度和生長率，而且應(yīng)能迅速的適應(yīng)產(chǎn)品零件的變換。我國生產(chǎn)的需要促使了數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生，隨著電子技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控車床迅速發(fā)展起來。 我國目前機(jī)床總量 380 余萬臺，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 臺，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到 3。近 10 年來，臺，年產(chǎn)值約為 18 億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6。我國機(jī)床役齡 10 年以上的占 60以上； 10 年以下的機(jī)床中，自動 /半自 動機(jī)床不到 20， 自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機(jī)床占 60以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 控改造的必要性 數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力 ?？梢约庸こ鰝鹘y(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時準(zhǔn)確地計(jì)算出每個坐標(biāo)軸瞬時應(yīng)該運(yùn)動的運(yùn)動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。 可以實(shí)現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7 倍。 由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實(shí)現(xiàn)了“柔性自動化”。 加工零件的 精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時間無人看管加工。 由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。 計(jì)任務(wù) 本課題是將普通 床改造 51 系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制，縱向和橫向具有圓弧和直線插補(bǔ)功能，該車床有自動回 轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能。 章小結(jié) 本章主要介紹了論文的課題背景，數(shù)控改造的必要性以及設(shè)計(jì)任務(wù)。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 第 2章 設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案的確定 計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)任務(wù)是對 通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。利用 51 系列單片機(jī)對縱向橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開環(huán)控制，縱向脈沖當(dāng)量為 沖，橫向脈沖當(dāng)量為 沖，驅(qū)動元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。 設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 最大加工直徑： 在床面上： 320床鞍上： 175大加工長度： 700進(jìn)速度： 縱向： 向： 大切削進(jìn)給速度： 縱向： 向： 碼制： 沖分配方式： 逐點(diǎn)比較法 輸入方式： 增量，絕對值通用 控制坐標(biāo)數(shù)： 2 最小指令數(shù)： 縱向： 沖 橫向： 沖 刀具補(bǔ)償量： 0 給傳動鏈間隙補(bǔ)償量： 縱向： 向： 動升降速性能： 有 體設(shè)計(jì)方案確定 由于 是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機(jī)床的改動盡可能少，以降低成本。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 因?yàn)楦脑旌筌嚧簿哂卸ㄎ弧⒅本€插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、順逆插補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工、公制螺紋車削等加工功能，故應(yīng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。 考慮到屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制。 因?yàn)?51 系列單片機(jī)具有集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，抗干擾能力強(qiáng)，性價比高等特點(diǎn)，決定采用 51 系列 8031 單片擴(kuò)展系統(tǒng)。 為保證一定的傳動精度和平衡性，盡量減小摩擦力，選用 滾珠絲杠螺旋副。 車床數(shù)控改造的總體方案見圖 2 1： 功率放大器控制計(jì)算機(jī)磁帶計(jì)算機(jī)手工輸入數(shù)控程序編 制 加工工件圖 紙 或步進(jìn)電機(jī)變速箱車床工件變速箱圖 2 1 數(shù)控改造的總體方案示意圖 章小結(jié) 本章主要介紹了 數(shù)控改造設(shè)計(jì)任務(wù)以及 確定了整體設(shè)計(jì)方案。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 第 3章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 要設(shè)計(jì)參數(shù)如下 溜板重量： 800N 刀架重量： 300N 刀架快進(jìn)速度： 縱向： 2m/向： 大進(jìn)給速度： 縱向： 向： 電機(jī)功率： 動加速時間： 26床定位精度： 定脈沖當(dāng)量 根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量 縱向： 橫向： 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 知條件 工作臺重量： W 80800N（ 根據(jù)圖紙粗略計(jì)算） 時間常數(shù)： T 25珠絲杠基本導(dǎo)程： 6程： S 640沖當(dāng)量： p 距角： ： 2m/ 切削力計(jì)算 由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 7 可知，切削功率 c （ 3 1） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 式中 N 電機(jī)功 率，查機(jī)床說明書， N 4 主傳動系統(tǒng)總功率，一般為 進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取 K ： 2 . 4 9 6 k 9 60 . 6 54 又因?yàn)?6120FN 3 2） 所以 Fz 3 3） 式中 v 切削線速度，取 v 100m/切削力 1 5 2 7. 6 2 . 76 k g . 4 9 66120 屬切削原理可知 1 ，主切削力 （ 3 4） 查表得： 1882 1880 1 1 則可計(jì)算 表 3 1 所示： 表 3 1 算結(jié)果 p ， 2 2 3 3 3 f ， .4 N 1125 1524 1891 1687 2287 2837 當(dāng) 1520N 時，切削深度 p 2刀量 f 此參數(shù)做為下面計(jì)算的依據(jù)。 從機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 7 中可得知，在一般外圓 車削時： （ （ 3 5） ?。?0.5 F 0.6 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 三角或綜合導(dǎo)軌機(jī)床的軸向力： W)f(X （ 3 6） 式中 K f =為 P 00） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 度計(jì)算 壽命值 6060 （ 3 7） 00主i 00 v fL （ 3 8） 取工件直徑： D 80表得 15000h 則： 2 0r / m 14 0 . 31 001 00 0n i 1810 15 0002060L 6i 最大動負(fù)載： i （ 3 9） 查表得： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) 硬度系數(shù) 1 則 3 9 3 3 . 6 5 0 . 811 . 218Q 3 根據(jù)最大動負(fù)荷 Q 的值，可選擇滾珠絲杠的型號。滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取 列，滾珠絲杠直徑選為 32型號為2 6 5 2E ，其額定動載荷式 10689N，所以強(qiáng)度夠用。 率計(jì)算 根據(jù)機(jī)械原理 8 的公式，絲杠螺母副的傳動效率 為： )（ 3 10） 式中 摩擦角 10 螺旋升角 253 則 0 . 9 5 3)1025t a n (3 25t a n 3 度驗(yàn)算 滾珠絲杠受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程的變化量 1 （ 3 11） 式中 0L 66 N /c . 6E 滾珠絲杠截面積 3 . 1422 . 803 122 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 則 93 . 1 422 . 8 0 3 1102 0 . 60 . 61 2 5 0 . 8L 6261 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量 2L 很小，可忽略，即： L 1L 。所以： 導(dǎo)程變形總誤差 為 9 . 8 105 . 90 . 61 00L 6 查表知 E 級精度絲杠允許的螺距誤差（ 1m 長）為 15m /m ，故剛度足夠 定性驗(yàn)算 由于機(jī)床原絲杠直徑為 30現(xiàn)選用的滾珠絲杠的直徑為，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題 輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算 關(guān)齒輪的計(jì)算 傳動比 1 . 2 50 . 0 1360 60 . 7 5360 Li 故取 1Z =32 2Z =40 m=2 b=20 =20 6 4 m 1 8 0 m 2 6 8 m 8 4 m 7 2m 0642 1 動慣量計(jì)算 工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量 : 222p1 4 6 8 k 7 53 . 1 4 0 . 0 1180J 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量： 2107 . 8 8J 44144s 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - 22 4 5 k g 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量： 2244Z1 . 1 7 6 1 7 k 4107 . 8J 2244Z2 . 9 3 9 k 8J 電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量很小可忽略。 因此，總的轉(zhuǎn)動慣量： 2221 5 . 1 9 . 5 1 9 k 4 6 82 . 6 1 76 . 3 9 )( 1 1 . 4 7 51 . 2 51(需轉(zhuǎn)動力矩計(jì)算 快速空載啟動時所需力矩 0m a x （ 3 12） 最大切削負(fù)載時所需力矩 0（ 3 13） 快速進(jìn)給時所需力矩 0f （ 3 14） 式中 空載啟動時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； 0M 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩； 切削時折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。 6 n 當(dāng)時 M 6 . 7 r / m 2 52 0 0 0a xm a x 5 2 0 2 59 . 6 4 1 6 . 71 4 . 5 19 4m a x M 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 2 4 . 8 8 r / m i 1 41 . 2 50 . 31 0 01 0 0 0 0 0 1 5 05 0 2 59 . 6 2 4 . 8 81 4 . 5 19M 4 f 250. 83. 142 0. 6800. 16 )(12 0預(yù)加載荷10 則： 1. 250. 83. 146)0. 90. 6( 176. 3861 22000 )(= 0 1 42 0 2 0 m 所以，快速空載啟動所需力矩： 7 4 0 5 4 6 21 . 2 2 32 5 . 7 20m a x 切削時所需力矩： 0 5 1 8 2 9 72460223153610.快速進(jìn)給時所需力矩： 8 5 4 6 21 30 f 由以上分析計(jì)算可知： 所需最大力矩a x M 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較簡單，一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠，使刀架橫向運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動精度。 向進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算 由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算與縱向類似，所用到的公式不再詳細(xì)說明，只計(jì)算結(jié)果。 已知條件： 工作臺重 W 300N 時間常數(shù) T 25珠絲杠基本導(dǎo)程 0L 4旋 行程 S 190沖當(dāng)量 p 距角 1m/削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量為縱向的 1/2 1/3，取 1/2，則切削力約為縱向的 1/2 76 3. 8 . 7 621F z 在切斷工件時： 3 8 1 7 6 0 5 FF 珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 對于燕尾型導(dǎo)軌： W)f(（ 3 15） 取 K f 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 - 7 4 7 . 4 N 3 0 )0 . 2 ( 7 6 . 3 83 8 . 1 91 . 4P 壽命值 5 0 0 015601060 66 最大動負(fù)載 2 1 3 5 . 5 . 7 411 . 21 3 . 5i 根據(jù)最大動負(fù)載 Q 的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的 產(chǎn)品樣本選取 珠絲杠公稱直徑為 ，型號為21 5430 c 左，其額定負(fù)荷 5393N，所以強(qiáng)度夠用。 螺旋升角 383 ，摩擦角 10 則傳動效率 0 . 9 5 6)1038t a n ( 3 38t a n 3)t a n ( t a n 滾珠絲杠受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程的變化量 9 61 . 7 6 1 9102 0 . 63 . 1 4 40 . 4107 4 . 7 42601 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量 2L 很小，可忽略，即： 1所以，導(dǎo)程變形總誤差為 1 4 . 9 4 9 60 . 41 0 0 0 60 查表知 E 級精度絲杠允許的螺距誤差（ 1m 長）為 155m ，故剛度足夠。 由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同而支承方式由原來的一端固定，一端懸空，變?yōu)橐欢斯潭?，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不再驗(yàn)算。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 - 輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān) 計(jì)算 (1) . 第一對齒輪 傳動比 1. 67350. 005360 40. 75360 故取 642084(2) . 第二對齒輪 傳動比 1i 4 4 m m m 2020計(jì)算 工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量 222pI 4 3 9 1 40 . 0 0 5180J 絲杠轉(zhuǎn)動慣量 244s 4 . 5 9 83107 . 8J 齒輪的轉(zhuǎn)動慣量 244 3 7 2107 . 8 . 9 0 8 2 8 8107 . 8J電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量很小可忽略，因此，總的轉(zhuǎn)動慣量 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 22 1 . 7 8 0 4 3 90 . 8 2 86 . 3 9 0 )( 1 9 . 4 5 953(2 5 . 7 7 0 4 3 90 . 0 3 70 . 0 3 7 )( 1 9 . 4 5 91(4 1 6 .7 r / m 51 0 0 00m a xm a x L 3 3 9 0 2 59 . 6 4 1 6 . 71 9 . 5 7 71069 44m a xm a x a 3 3 . 1 7 r / m i 1 4 50 . 1 51 0 01 0 0 01 0 0 000 D L vf iL t 047 0259. 6 33. 173. 399 4 0 2 8 83 . 1 42 30 . 4300 . 222 000 f 0 1 1 N)0 . 9(150 . 63 . 1 46 30 . 43 8 . 1 9)1(6 22000 y 1 8 2 83 . 1 42 30 . 43 8 . 1 92 0 所以，快速空載啟動所需轉(zhuǎn)矩 3 7 8 7 0 1 10 . 0 2 8 70 . 3 3 9 fa m a x 切削時所需力矩 1 0 4 2 1 8 20 . 0 1 10 . 0 2 80 . 0 4 7 0 快速進(jìn)給時所需的轉(zhuǎn)矩 0 4 0 3 0 1 1 60 8 7 0 f 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 15 - 從以上計(jì)算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動時， a x 進(jìn)電機(jī)的選擇 進(jìn)電機(jī)選用的基本原則 合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機(jī)在整個系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇?，F(xiàn)僅就選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹如下： 距角 步距角應(yīng)滿足： 3 16） 式中 i 傳動比； 系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動不見的最 小轉(zhuǎn)角。 度 步進(jìn)電機(jī)的精度可用步距誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值，用積累誤差衡量精度比較使用。所選用的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足 Q i Q （ 3 17） 式中 Q 步進(jìn)電機(jī)的積累誤差； Q 系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動部分允許的角度誤差。 矩 為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步），正常啟動并滿足對轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮： 轉(zhuǎn)矩 一般啟動力矩選取為： M （ 3 18） 式中 電動機(jī)啟動力矩； 0 電動機(jī)靜負(fù)載力矩。 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，啟動力矩選取如表 3 2 所示。紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 16 - 進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的，如表 3 3 所示。 2. 在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動機(jī)的靜載力矩與電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量）引起的慣性矩之和。 表 3 2 步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動力矩表 運(yùn)行方式 相數(shù) 3 3 4 4 5 5 6 6 拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 12 M / 3 3 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)技術(shù)指標(biāo) 型號 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 步距角， 最 大 靜 轉(zhuǎn)矩，N 高 空載啟動頻率，s 運(yùn)行頻率， s 相數(shù) 電壓 ，V 相電流， A 11000 1500 7000 3 80 6 動頻率 由于步進(jìn)電機(jī)啟動頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足： （ 3 19） 式中 極限啟動頻率； 要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動頻率。 進(jìn)電機(jī)的選擇 616 縱向進(jìn)給電機(jī)的確定 5 . 12 5 4 102 7 . 4 M 為滿足最小步距要求，電動機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知：M / 以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 1 4866685 . 1 258660 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 17 - 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 333 3. 3H 0160 200060 m a xm a x 綜合考慮，查 表選用 110直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。 616 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)的確定 . 8 2 5 4 102 . 6 3 340 0 q 電動機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知： 所以步進(jìn)電機(jī)選擇最大轉(zhuǎn)矩 60 8 2 5658 6 60 . .步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 333 3. 3H 00 560 100 060 m a xm a x 綜合考慮，選用 110直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。 章小結(jié) 本章主要介紹了縱 向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算步進(jìn)電機(jī)的選擇。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 18 - 第 4章 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)框圖 任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其性能的好壞，直接影響整個系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效的運(yùn)行。機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來由五部分組成。 括數(shù)據(jù)總線（ 地址總線（ 控制總線（ 括制度可編程存儲器和隨機(jī)讀寫存儲器。 4. I/O 輸入 /輸出接口電路。 如鍵盤、顯示器及 光電輸入機(jī)等 。其中 數(shù)控系統(tǒng)的核心，作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理和控制各部分電路協(xié)調(diào)工作。存儲器用于存放系統(tǒng)