買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 基于 加工中心刀庫換刀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 本設(shè)計(jì)的題目是基于 工中心刀庫換刀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過分析刀庫的自動(dòng)換刀的過程，使刀庫在加工中心上能配合換刀機(jī)械手的需要 能在數(shù)控程序的控制下靈活的實(shí)現(xiàn)換刀過程每次換新刀只需輸入相應(yīng)換刀號(hào)信號(hào)即可。 在分析控制要求的基礎(chǔ)上 ， 設(shè)計(jì)出相應(yīng)控制程序 。 控制程序包含 ： 建立當(dāng)前刀具庫映像 、記錄 請(qǐng)求刀具號(hào) 、 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向判斷并確定轉(zhuǎn)盤正反轉(zhuǎn) 、發(fā)出脈沖控制刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)、 到位燈及換刀指示燈顯示等部分 ， 程序結(jié)構(gòu)性好 、 可讀性強(qiáng) 、 運(yùn)行效率高 ， 能很好地滿足實(shí)用要求。 關(guān)鍵詞 加工中心 ， 刀庫 換刀， 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 on is on LC of of so in be - C of to on of of to is to to to in is is 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 目 錄 目 錄 . I 引 言 . 1 1 加工中心中的應(yīng)用 . 5 控加工中心組成結(jié)構(gòu)及工作過程 . 5 控機(jī)床中 關(guān)系 . 7 數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 . 8 數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用形式 . 9 數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床間的信息交換 . 9 數(shù)控機(jī)床外圍電路的關(guān)系 . 10 2 刀庫自動(dòng)選刀系統(tǒng) . 11 庫自動(dòng)選刀機(jī)械系統(tǒng) . 11 庫選刀方式 . 11 動(dòng)裝置步進(jìn)電機(jī)工作原理與控制 . 13 進(jìn)電機(jī)工作原理和特性 . 13 于 進(jìn)電機(jī)的控制原則 . 14 3 選刀控制的 統(tǒng)設(shè)計(jì) . 16 菱 其原理 . 16 統(tǒng)組成及各部分的功能 . 16 基本工作原理 . 18 程方法與規(guī)則 . 20 程要求 . 20 程方法 . 21 通信 . 22 號(hào)的選擇分析 . 22 址分配 . 23 線 . 24 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 線圖 . 24 件接線 . 25 4 換刀控制過程 . 27 刀總過程 . 27 刀程序過程 . 28 立刀具庫映像 . 28 刀號(hào)輸入 . 28 出換刀號(hào)所在的刀座號(hào) . 28 斷刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向并得出 控制刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)脈沖數(shù) . 29 出脈沖以及控制指示燈 . 29 菱 令使用 . 29 序流程圖 . 33 5 程序梯形圖 . 35 6 軟件編程 . 43 X 特點(diǎn) . 43 X 編程環(huán)境 . 44 致 謝 . 46 參考文獻(xiàn) . 47 畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物模型 . 48 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 頁 共 50 頁 引 言 進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國機(jī)床制造業(yè)既面臨著提升機(jī)械制造業(yè)水平的需求而引發(fā)的良機(jī)，也遭遇到加入 界貿(mào)易組織）后激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力。從技術(shù)層面上來講，加速推進(jìn)數(shù)控技術(shù)將是解決機(jī)床制 造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。 裝備制造業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度。當(dāng)今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在 “高精尖 ”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國實(shí)行限制政策。 數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的一門新型的發(fā)展十分迅速的高技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì) 傳統(tǒng)制造業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成機(jī)電一體化產(chǎn)品。其及技術(shù)范圍所覆蓋的范圍有，機(jī)械制造技術(shù)，微電子技術(shù)，信息處理，加工，傳輸技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)，伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)，檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)，傳感技術(shù)，軟件技術(shù)等。在提高生產(chǎn)率，減低成本 保證加工質(zhì)量及改善工人勞動(dòng)強(qiáng)度等方面，都有突出的優(yōu)點(diǎn)，特別是在適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，小批量，多品種生產(chǎn)方面，各類數(shù)控裝備是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)的關(guān)鍵。 數(shù)控加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的 數(shù)控機(jī)床 之一。它的綜合加工能力較強(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設(shè)備的 5 10 倍，特別是它能完成許多普通設(shè)備不能完成的加工，對(duì)形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適用。 數(shù)控加工中心是一種功能較全的數(shù)控加工機(jī)床。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺(tái)設(shè)備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設(shè)置有 刀庫 ，刀庫 中存放著不同數(shù)量的各種 刀具 或檢具，在加工過程中由程序自動(dòng)選用和更換。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。特別是對(duì)于必需采用工裝和專機(jī)設(shè)備來保證產(chǎn)品質(zhì)量和效率的工件，采用加工中心加工，可以省去工裝和專機(jī)。這會(huì)為新產(chǎn)品的研制和改型換代節(jié)省大量的時(shí)間和費(fèi)用，從而使企業(yè)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。 數(shù)控 加工中心 是一種 帶有刀庫并能自動(dòng)更換刀具，對(duì)工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作的數(shù)控機(jī)床。 在加工中心上加工零件的特點(diǎn)是：被加工零件經(jīng)過一次買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 頁 共 50 頁 裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對(duì)工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動(dòng)地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測(cè)量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間及工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì) 效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。 加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高，應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，他是適應(yīng)省力，省時(shí)和節(jié)能的時(shí)代要求而迅速發(fā)展起來的自動(dòng)換刀機(jī)床，是綜合了機(jī)械技術(shù)，電子技術(shù)等等的高技術(shù)產(chǎn)品。加工中心綜合能力較強(qiáng)，工件經(jīng)一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容其效率是普通機(jī)床的五到十倍特別是它能完成許多普通設(shè)備不能完成的加工，對(duì)新裝復(fù)雜的，精度要求高的單件產(chǎn)品或小批量多品種生產(chǎn)更適用。加工中心不僅提高了共建的加工質(zhì)量，而且是數(shù)控機(jī)床中生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度最高的綜合性機(jī)床。 加工中心 (稱 由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫，具有自動(dòng)換刀功能，對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具，自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序。因而大大減少了工件裝夾時(shí)間，測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好 的經(jīng)濟(jì)效果。 加工中心的由來 加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。與數(shù)控銑床相同的是，加工中心同樣是由計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) (伺服系統(tǒng)、機(jī)械本體、液壓系統(tǒng)等各部分組成。但加工中心又不等同于數(shù)控銑床，加工中心與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心具有自動(dòng)交換刀具的功能，通過在刀庫安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動(dòng)換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實(shí)現(xiàn)鉆、鏜、鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。 加工中心的分類 一、加工中心按加工工序可分分鏜銑與車銑兩大類。 (1)鏜銑 (2)車銑 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 頁 共 50 頁 二、按控制軸數(shù)可 分為： (1)三軸加工中心 (2)四軸加工中心 (3)五軸加工中心。 三、以主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類，分為臥式、立式和萬能加工中心。 (1)臥式加工中心：是指主軸軸線與工作臺(tái)平行設(shè)置的加工中心，主要適用于加工箱體類零件。 (2)立式加工中心： (指主軸軸線與工作臺(tái)垂直設(shè)置的加工中心，主要適用于加工板 類、盤類、模具及小 型殼體類復(fù)雜零件。 (3)萬能加工中心 (又稱多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心 )：是指通過加工主軸軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的 角度可控制聯(lián)動(dòng)變化，完成復(fù)雜 空間曲面加工的加工中心。適用于具有復(fù)雜空間曲面的葉輪轉(zhuǎn)子、模具、刃具等工件的加工。 多工序集中加工的形式擴(kuò)展到了其他類型數(shù)控機(jī)床，例如車削中心，它是在數(shù)控車床上配置多個(gè)自動(dòng)換刀裝置，能控制三個(gè)以上的坐標(biāo)，除車削外，主軸可以停轉(zhuǎn)或分度，而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序，適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。 加工中心按主軸的布置方式分為立式和臥式兩類。臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺(tái)或數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，可加工工件的各個(gè)側(cè)面；也可作多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，以便加工復(fù)雜的空間曲面。立式加 工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái)，僅作頂面加工。此外，還有帶立、臥兩個(gè)主軸的復(fù)合式加工中心，和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心，它們能對(duì)工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。 加工中心的自動(dòng)換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫種類很多，常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深悺ｆ準(zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。 換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機(jī)械手；也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱無臂式換刀裝置。 加工中心的發(fā)展史 第一臺(tái)加工中心是 1958 年由美國卡尼 在數(shù)控臥式鏜銑床 的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 4 頁 共 50 頁 鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。 二十世紀(jì) 70 年代以來，加工中心得到迅速發(fā)展，出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心，它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。 加工中心定期檢查項(xiàng)目 1) 主軸在額定最高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)軸承狀態(tài) 測(cè)振儀 2) 設(shè)備水平檢測(cè) 水平儀 3) X/Y/X 軸相互垂直度檢測(cè) 方箱 /角尺 4) X/Y/Z 軸重復(fù)定位精度檢測(cè) 激光干涉儀 (視設(shè)備品牌可以自動(dòng)補(bǔ)償 ) 5) X/Y/Z 軸累計(jì)誤差檢測(cè) 激光干涉儀 (視設(shè)備品牌可以自動(dòng)補(bǔ)償 ) 6) 主軸 300向跳動(dòng)檢測(cè) 7) 主軸與工作臺(tái)面的垂直度檢測(cè) 8) X/Y/Z 軸滾珠絲杠軸承狀態(tài)檢測(cè)、 9) X/Y/Z 軸絲杠狀態(tài)檢測(cè) 在數(shù)控加工中心，目前的編程方法通常有兩種： 簡單輪廓 直線、圓弧組成的輪廓，直接用數(shù)控系統(tǒng)的 G 代碼編程。 復(fù)雜輪廓 三維曲面輪廓，在計(jì)算機(jī)中用自動(dòng)編程軟件 (出三維圖形，根據(jù)曲面類型設(shè)定各種相應(yīng)的參數(shù)，自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。以上兩種編程方法基本上能滿足數(shù)控加工的要求。 但加工函數(shù)方程曲線輪廓時(shí)就很困難，因?yàn)樵缙诘你姶矓?shù)控系統(tǒng)不具備函數(shù)運(yùn)算功能，直接用 G 代碼不能編制出函數(shù)方程曲線的加工程序， (版本較低的 )件通常也不具備直接由方程輸入圖形的功能。所以切削函數(shù)方程曲線輪廓，目前通常使用的方法是：根據(jù)圖紙要求，算出曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)，再根據(jù)算出的坐標(biāo)值用直線或圓弧指令代碼編制程序，手工輸入系統(tǒng)進(jìn)行加工。 本設(shè)計(jì)是某數(shù)控加工中心的換刀控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基于 自動(dòng)換刀控制，刀具庫由二十種刀具、換刀轉(zhuǎn)盤和取放刀機(jī)械手組成。該刀具庫 鈕控制選擇二十種刀 具， 由霍爾元件構(gòu)成的行程開關(guān) 行刀具到位限位， 機(jī)械手進(jìn)行換取刀具。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 5 頁 共 50 頁 1 加工中心中的應(yīng)用 隨著我國新型工業(yè)化的進(jìn)程，數(shù)控加工中心等機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用范圍和水平有了很大的提高，特別是箱體類零件和復(fù)雜曲面零件非常適合在加工中心上完成多工序加工。加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最為廣泛的一種數(shù)控機(jī)床，加工中心綜合機(jī)床為了能在工件一次裝夾中完成多種工序的加工，以縮短輔助時(shí)間，減少多次安裝工件所引起的誤差，必須帶有 動(dòng)換刀 )裝置，因此加工中心的加工能力和效率比普通 的數(shù)控銑床有了很大的提高。自動(dòng)換刀系統(tǒng)的性能將直接影響機(jī)床的換刀效率和機(jī)床的加工性能。由于加工中心是一種高技術(shù)含量的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自動(dòng)換刀裝置的控制系統(tǒng)本身及相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，因此在實(shí)際的生產(chǎn)維護(hù)、維修過程中，需要技術(shù)人員具備較高的機(jī)電復(fù)合知識(shí)和技能。 控加工中心組成結(jié)構(gòu)及工作過程 本例數(shù)控機(jī)床有輸入、輸出裝置、可編程控制器、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)反饋裝置和機(jī)床主機(jī)等組成。如下圖 示： 圖 控機(jī)床組成機(jī)構(gòu)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 6 頁 共 50 頁 輸入裝置可將不同加工信息傳遞給計(jì)計(jì)算機(jī)。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生的初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已趨于淘汰；目前，使用鍵盤、磁盤等，大大方便了信息輸入工作。輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)（含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參數(shù)等），一般在機(jī)床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)做記錄保存，帶工作一段時(shí)間后，再將輸出與原始資料做比較、對(duì)照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。數(shù)控裝置只數(shù)控機(jī)床的核心與主導(dǎo)，完成所有加工數(shù)據(jù)的處理、計(jì)算工作，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床個(gè)功能的指揮工作。它包含為計(jì)算機(jī)的電路，各種借口電路、 示器等硬件及相應(yīng)軟件?？删幊炭刂破鲗?duì)主軸單元實(shí)現(xiàn)控制，將程序中的轉(zhuǎn)速指令進(jìn)行處理而控制主軸轉(zhuǎn) 速；管理刀庫，進(jìn)行自動(dòng)刀具交換、選刀方式、刀具累計(jì)使用次數(shù)、刀具剩余壽命及道具刃磨次數(shù)等管理；控制主軸正反轉(zhuǎn)和停止、準(zhǔn)停、切削液開關(guān)、卡盤夾緊松開、機(jī)械手取送刀等動(dòng)作；還對(duì)機(jī)床外部開關(guān)（行程開關(guān)、壓力開關(guān)、溫控開關(guān)等）進(jìn)行控制；對(duì)輸出信號(hào)（刀庫、機(jī)械手、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等）進(jìn)行控制。檢測(cè)反饋裝置由檢測(cè)元件和相應(yīng)的電路組成，主要是檢測(cè)速度和位移，并將信息反饋與數(shù)控裝置，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制以保證數(shù)控機(jī)床加工精度。數(shù)控機(jī)床的工作過程如下圖 示 圖 數(shù)控機(jī)床的工作過程 數(shù)控加工的準(zhǔn)備過程比較復(fù)雜 ，內(nèi)容多，含對(duì)零件的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、工藝分析、工藝方案的制定、加工程序的編制、選用工裝及使用方法等。機(jī)床的調(diào)整主要包括刀具命名、調(diào)入刀庫、工件安裝、對(duì)刀、測(cè)量刀位、機(jī)床各部件狀態(tài)等多項(xiàng)工作內(nèi)容。程序調(diào)試主要是對(duì)程序本身的邏輯問題及其設(shè)計(jì)合理性進(jìn)行檢查和調(diào)整。試切成功后方可對(duì)零件進(jìn)行正式加工，并對(duì)加工后的零件進(jìn)行結(jié)果檢測(cè)。前三步均為待機(jī)時(shí)間，為提高工作效率，希望待機(jī)時(shí)間越短越好，越有利于機(jī)床合理使用。該項(xiàng)指標(biāo)直接影響對(duì)機(jī)床利用率的評(píng)價(jià)即（機(jī)床實(shí)動(dòng)率）。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 7 頁 共 50 頁 控機(jī)床中 關(guān)系 于通用設(shè)備的自 動(dòng)控制，稱為可編程控制器。 于數(shù)控機(jī)床的外圍輔助電氣的控制，稱為可編程序機(jī)床控制器。因此，在很多數(shù)控系統(tǒng)中將其稱之為 控制系統(tǒng)有兩大部分，一是 是 兩者在數(shù)控機(jī)床所起的作用范圍是不相同的?？梢赃@樣來劃分 作用范圍 數(shù)控系統(tǒng)有兩大部分，一是 是 兩者在數(shù)控機(jī)床所起的作用范圍是不相同的。 1、 實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件各坐標(biāo)軸幾何運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)字控制。這個(gè)任務(wù)是由 2、 機(jī)床輔助設(shè)備的 控制是由 完成。它是在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，根據(jù) 部標(biāo)志以及機(jī)床的各控制開關(guān)、檢測(cè)元件、運(yùn)行部件的狀態(tài)，按照程序設(shè)定的控制邏輯對(duì)諸如刀庫運(yùn)動(dòng)、換刀機(jī)構(gòu)、冷卻液等的運(yùn)行進(jìn)行控制。相對(duì)于 床和 是外部。編 序要用到 信號(hào)和 信號(hào)是為了 C 之間的信息交換。 可編程控制器 (數(shù)控系統(tǒng)（ 及數(shù)控機(jī)床 (間的信息交換有以下信號(hào) : 相對(duì)于 床和 是外部。 機(jī)床以及 間的信息交換，對(duì)于 功能發(fā)揮，是非常重要的。 外部的信息交換，通常有四個(gè)部分： （ 1） 機(jī)床側(cè)至 床側(cè)的開關(guān)量信號(hào)通過 I/O 單元接口輸入到 極少數(shù)信號(hào)外，絕大多數(shù)信號(hào)的含義及所配置的輸入地址，均可由 序編制者或者是程序使用者自行定義。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家可以方便的根據(jù)機(jī)床的功能和配置，對(duì) 序和地址分配進(jìn)行修改。（ 2） 機(jī)床： 控制信號(hào)通過 輸出接口送到機(jī)床側(cè)，所有輸出信號(hào)的含義和輸出地址也是由 序編制者或者是使用者自行定義。 （ 3） 至 信息可由 接 送入 寄存器中 ,所有 至 信號(hào)含義和地址（開關(guān)量地址或寄存器地址） 均由 家確定 ,程者只可使用不可改變和增刪。如數(shù)控指令的 M、S、 T 功能 ,通過 碼后直接送入 應(yīng)的寄存器中。（ 4） 至 信息也由開關(guān)量信號(hào)或寄存器完成 ,所有 至 信號(hào)地址與含義由 家確定 ,程者只可使用 ,不可改變和增刪。 數(shù)控機(jī)床中的控制功能 : （ 1） 操作面板的控制。操作面板分為系統(tǒng)操作面板和機(jī)床操作面板。系統(tǒng)操作面板的控制 信號(hào)先是進(jìn)入 后由 到 制數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行。機(jī)床操作面板控制信號(hào)，直接進(jìn)入 制機(jī)床的運(yùn)行。（ 2） 機(jī)床外部開關(guān)輸入信號(hào)。將機(jī)床側(cè)的開關(guān)信號(hào)輸入到送入 行邏輯運(yùn)算。這些開關(guān)信號(hào)，包括很多檢測(cè)元件信號(hào)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 8 頁 共 50 頁 （如：行程開關(guān)、接近開關(guān)、模式選擇開關(guān)等等）（ 3） 輸出信號(hào)控制： 出信號(hào)經(jīng)外圍控制電路中的繼電器、接觸器、電磁閥等輸出給控制對(duì)象。（ 4） 功能實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)送出 T 指令給 過譯碼，在數(shù)據(jù)表內(nèi)檢索，找到 T 代碼指定的刀號(hào)，并與主軸刀號(hào)進(jìn)行比較。如果不符，發(fā)出換刀指令，刀具換刀， 換刀完成后，系統(tǒng)發(fā)出完成信號(hào)。（ 5） M 功能實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)送出 M 指令給 過譯碼，輸出控制信號(hào)，控制主軸正反轉(zhuǎn)和啟動(dòng)停止等等。 M 指令完成，系統(tǒng)發(fā)出完成信號(hào)。 A、實(shí)現(xiàn)刀具相對(duì)于工件各坐標(biāo)軸幾何運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)字控制。這個(gè)任務(wù)是由 完成； B、機(jī)床輔助設(shè)備的控制是由 完成。它是在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，根據(jù) 部標(biāo)志以及機(jī)床的各控制開關(guān)、檢測(cè)元件、運(yùn)行部件的狀態(tài)，按照程序設(shè)定的控制邏輯對(duì)諸如刀庫運(yùn)動(dòng)、換刀機(jī)構(gòu)、冷卻液等的運(yùn)行進(jìn)行控制。 在數(shù)控機(jī)床中這兩種控制任務(wù)，是密不可分的，它們 按照上面的原則進(jìn)行了分工，同時(shí)也按照一定的方式進(jìn)行連接。 接口方式遵循國際標(biāo)準(zhǔn) “ 336)機(jī)床數(shù)字控制數(shù)控裝置和數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備之間的接口規(guī)范”的規(guī)定，接口分為四種類型： a、與驅(qū)動(dòng)命令有關(guān)的連接電路； b、數(shù)控裝置與測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量傳感器間的連接電路； c、電源及保護(hù)電路； d、通斷信號(hào)及代碼信號(hào)連接電路； 從接口分類的標(biāo)準(zhǔn)來看，第一類、第二類連接電路傳送的是數(shù)控裝置與伺服單元、伺服電機(jī)、位置檢測(cè)以及數(shù)據(jù)檢測(cè)裝置之間的控制信息。第三類是 由數(shù)控機(jī)床強(qiáng)電電路中的電源控制控制電路構(gòu)成。通常由電源變壓器、控制變壓器、各種斷路器、保護(hù)開關(guān)、繼電器、接觸器等構(gòu)成。為其他電機(jī)、電磁閥、電磁鐵等執(zhí)行元件供電。這些相對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)來講，屬于強(qiáng)電回路。這些強(qiáng)電回路是不能夠和控制系統(tǒng)的弱電回路直接相連接的，只能夠通過中間繼電器等電子元器件轉(zhuǎn)換成直流低壓下工作的開關(guān)信號(hào)，才能夠成為 繼電器邏輯控制電路的可接受的電信號(hào)。反之， 繼電器邏輯控制來的控制信號(hào)，也必須經(jīng)過中間繼電器或轉(zhuǎn)換電路變成能連接到強(qiáng)電線路的信號(hào)，再由強(qiáng)電回路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件工作。第四類信號(hào)是 數(shù)控裝置向外部傳送的輸入輸出控制信號(hào)。 數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 9 頁 共 50 頁 數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用形式 數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用，通常有兩種形式：一種稱為內(nèi)裝式；一種稱為獨(dú)立式。 內(nèi)裝式 稱集成式 用這種方式的數(shù)控系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)之初就將 間的信號(hào)傳遞是在內(nèi)部總線的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因而有較高的較高交換速度和較寬的信息通道。它們可以共用一個(gè) 可以是單獨(dú)的 種結(jié)構(gòu)從軟硬件整體上考慮 , 間沒有多余的導(dǎo)線連接 , 增加了系統(tǒng)的 可靠性 , 而且 間易實(shí)現(xiàn)許多高級(jí)功能。 的信息也能通過 顯示器顯示 , 這種方式對(duì)于系統(tǒng)的使用具有較大的優(yōu)勢(shì)。高檔次的數(shù)控系統(tǒng)一般都采用這種形式的 獨(dú)立式 稱外裝式 獨(dú)立于 置，具有獨(dú)立完成控制功能的 采用這種應(yīng)用方式式，可根據(jù)用戶自己的的特點(diǎn)，選用不同專業(yè) 商的產(chǎn)品，并且可以更為方便的對(duì)控制規(guī)模進(jìn)行調(diào)整。 數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床間的信息交換 相對(duì)于 床和 是外部。 機(jī)床以及 間的信息交換，對(duì)于 非常重要的。 外部的信息交換，通常有四個(gè)部分： （ 1）機(jī)床側(cè)至 床側(cè)的開關(guān)量信號(hào)通過 I/O 單元接口輸入到 ，除極少數(shù)信號(hào)外，絕大多數(shù)信號(hào)的含義及所配置的輸入地址，均可由 序編制者或者是程序使用者自行定義。數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家可以方便的根據(jù)機(jī)床的功能和配置，對(duì) 序和地址分配進(jìn)行修改。 （ 2） 機(jī)床： 控制信號(hào)通過 輸出接口送到機(jī)床側(cè)，所有輸出信號(hào)的含義和輸出地址也是由 序編制者或者是使用者自行定義。 （ 3） 至 信息可由 接送入 寄存器中 ,所有 至 信號(hào)含義和地址（開關(guān)量地址或寄存器地址） 均由 家確定 ,程者只可使用不可改變和增刪。如數(shù)控指令的 M、 S、 T 功能 ,通過 應(yīng)的寄存器中。 （ 4） 至 信息也由開關(guān)量信號(hào)或寄存器完成 ,所有 至 信號(hào)地址與含義由 家確定 ,程者只可使用 ,不可改變和增刪 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 10 頁 共 50 頁 數(shù)控機(jī)床外圍電路的關(guān)系 如前所述， 數(shù)控機(jī)床中用 來控制機(jī)床的強(qiáng)電回路（通過一些電器元件）。為了更好了解數(shù)控機(jī)床的 控制功能，就有必要對(duì) 外圍電路的關(guān)系進(jìn)行分析。 數(shù)控機(jī)床通過 機(jī)床的輔助設(shè)備進(jìn)行控制， 對(duì)外圍電路的控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)輔助設(shè)備的控制的。 受 控制信號(hào)以及外部反饋信號(hào)，經(jīng)過邏輯運(yùn)算、處理將結(jié)果以信號(hào)的形式輸出。輸出信號(hào)從 輸出模塊輸出，有些信號(hào)經(jīng)過中間繼電器控制接觸器然后控制具體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍輔助機(jī)構(gòu)的控制。有些信號(hào)不需要通過中間環(huán)節(jié)的處理直接用于控制外部設(shè)施，比如說，有些直接用低壓電源驅(qū)動(dòng)的 設(shè)備（如：面板上的指示燈）。也就是說每一個(gè)外部設(shè)備（使用 制的）都是由一路控制信號(hào)來控制的，也就是說每一個(gè)外部設(shè)備（使用 制的）都在 出地址相對(duì)應(yīng)。 外圍設(shè)備的控制，不僅僅是要輸出信號(hào)控制設(shè)備、設(shè)施的動(dòng)作，還要接受外部反饋信號(hào)，以監(jiān)控這些設(shè)備設(shè)施的狀態(tài)。在數(shù)控機(jī)床中用于檢測(cè)機(jī)床狀態(tài)的設(shè)備或元件主要有，溫度傳感器、震動(dòng)傳感器、行程開關(guān)、接近開關(guān)等等。這些檢測(cè)信號(hào)有些是可以直接輸入到 端口，有些必須要經(jīng)過一些中間環(huán)節(jié)才能夠輸入到 輸入端口。 無論是輸入還是輸出， 必須要通過外圍電路才能夠控制機(jī)床的輔助設(shè)施的動(dòng)作。在 外圍電路的關(guān)系中，最重要的一點(diǎn)就是外部信號(hào)和 部信號(hào)處理的對(duì)應(yīng)。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系就是前面所說的地址分配，就是將每一個(gè) 地址和外圍電路每一路信號(hào)相對(duì)應(yīng)。這個(gè)工作是在機(jī)床生產(chǎn)過程中，編制和該機(jī)床相對(duì)應(yīng)的 序時(shí)，由 序編制工程師定義。當(dāng)然做這樣的定義必須遵循必要的規(guī)則，以使 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 11 頁 共 50 頁 2 刀庫自動(dòng)選刀系統(tǒng) 庫自動(dòng)選刀機(jī)械系統(tǒng) 刀庫自動(dòng)選刀機(jī)械系統(tǒng)主要是將加工所需刀具，從刀庫中傳 送到主軸夾持機(jī)構(gòu)上 基本要求： 換刀時(shí)間短，刀具重復(fù)定位精度高，足夠的刀具儲(chǔ)存量， 刀庫 占地面積小(結(jié)構(gòu)緊湊 )， 安全可靠。 刀庫系統(tǒng)是提供自動(dòng)化加工過程中所需之儲(chǔ)刀及換刀需求的一種裝置；其自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)及可以儲(chǔ)放多把刀具的刀庫。由電腦程式的控制，可以完成各種不同的加工需求，如銑削、鉆孔、搪孔、攻牙等。大幅縮短加工時(shí)程，降低生產(chǎn)成本。 刀庫主要是提供儲(chǔ)刀位置，并能依程式的控制，正確選擇刀具加以定位，以進(jìn)行刀具交換；換刀機(jī)構(gòu)則是執(zhí)行刀具交換的動(dòng)作。刀庫必須與換刀機(jī)構(gòu)同時(shí)存在，若無刀庫則加工所需刀具無法事先儲(chǔ)備； 若無換刀機(jī)構(gòu)，則加工所需刀具無法自刀庫依序更換，而失去降低非切削時(shí)間的目的，刀庫自動(dòng)換刀示意圖如圖 示。 圖 刀庫自動(dòng)換刀 本設(shè)計(jì)刀庫的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)作動(dòng)力源，由 出一定脈沖控制步進(jìn)電機(jī)，以帶動(dòng)刀庫可使每個(gè)刀套準(zhǔn)確停在換刀位置。刀套停在換刀位置后，由氣缸控制刀套處于水平或垂直狀態(tài)，以方便機(jī)械手換刀，刀套分度臺(tái)可以順時(shí)針或逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，從而可以在最短的時(shí)間內(nèi)搜索到所要更換的刀具。 庫選刀方式 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 12 頁 共 50 頁 根據(jù)刀具與刀庫的位置關(guān)系可將刀庫分成兩類：一類是刀具在刀庫中的 位置固定不變，稱為機(jī)械隨機(jī)控制。根據(jù)來自機(jī)床刀庫的位置信息和 T 命令按照給出的命令控制系統(tǒng)決定刀庫的旋轉(zhuǎn)方向要求的步數(shù)等，每個(gè)刀具和刀套 (刀鞘 )有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常在主軸和刀庫之間以 “中間刀套 ”提供換刀，不用 令而用 令也可以進(jìn)行此控制 ;另一類是刀具在刀庫中的位置會(huì)發(fā)生改變，即當(dāng)?shù)稁煨D(zhuǎn)時(shí)，刀庫號(hào)和刀具號(hào)之間的關(guān)系會(huì)發(fā)生改變，也稱為記憶模式隨機(jī)控制。根據(jù)來自機(jī)床刀庫的旋轉(zhuǎn)或位置的信息控制系統(tǒng)指出儲(chǔ)存在自動(dòng)模式中的刀具號(hào)刀庫的尋址刀庫旋轉(zhuǎn)的方向和步數(shù)由給出的 個(gè) 刀具和刀套 (刀鞘 )并不總是有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通常不提供 “中間刀套 ”。 動(dòng)換刀 (旋轉(zhuǎn)刀庫 (用命令要把握住換刀過程的兩個(gè)基本動(dòng)作：刀庫定位和旋轉(zhuǎn)。刀庫定位即確定刀庫當(dāng)前的位置 ;刀庫旋轉(zhuǎn)即確定從刀庫當(dāng)前刀位轉(zhuǎn)到目標(biāo)刀位的旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù)。 對(duì)于第一類刀庫通常采用固定指針系統(tǒng)，刀庫旋轉(zhuǎn)時(shí)刀套與刀具號(hào)之間的關(guān)系是固定的，通過環(huán)形計(jì)數(shù)器記錄當(dāng)前刀位的刀號(hào)來確定刀庫的位置，再根據(jù) T 命令給出要求變換的刀具號(hào)作為目標(biāo)刀號(hào)，由旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)位命令 (確定刀庫的旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù)。由于這種刀 庫中刀具的位置唯一確定，一般不使用刀具搜索命令 (對(duì)于第二類刀庫，刀具在刀庫中的位置隨著刀庫的旋轉(zhuǎn)發(fā)生變化，根據(jù)刀具數(shù)據(jù)表中刀具號(hào)與刀庫號(hào) (指針 )相對(duì)位置的變化方式可分為浮動(dòng)指針系統(tǒng)和刀臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，見圖 3。浮動(dòng)指針系統(tǒng)即刀具數(shù)據(jù)表中刀具號(hào)在刀盤中的位置固定不動(dòng)而刀庫號(hào) (指針 )隨刀庫的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，變化方式由指針向前、反向旋轉(zhuǎn)命令 (控制，確定當(dāng)前刀位所對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)。刀臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是刀具數(shù)據(jù)表中刀庫號(hào) (指針 )的位置固定不動(dòng)而刀盤中的刀具號(hào)隨刀庫的旋轉(zhuǎn)而變化， 變化方式由刀 臺(tái)向前、 反向旋轉(zhuǎn)命令 (制，確定當(dāng)前刀位所對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)。在浮動(dòng)指針系統(tǒng)和刀臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中刀庫的位置由記錄當(dāng)前刀位號(hào)的指針來確定，并且在刀臺(tái)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中指針始終為零，即指向數(shù)據(jù)表的起始處。這類刀庫是刀具的位置不唯一確定，換刀過程與第一類刀庫有所不同：首先由指針 (記錄當(dāng)前刀位號(hào) )確定刀庫位置，根據(jù) T 命令給出的要求更換的刀號(hào)，由刀具搜索命令 (到所要求更換的刀號(hào)，把輸出在刀庫中的位置 (刀庫號(hào) )作為旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)位命令 (的目標(biāo)刀號(hào)，利用該命令來確定刀庫的旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù)，最后利 用換刀命令 (要求更換的刀具與被更換的刀具的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 13 頁 共 50 頁 目前加工中心大量使用記憶式的任選方式，該方式將刀具號(hào)和刀庫中的刀套位置(地址 )通過編碼識(shí)別系統(tǒng)對(duì)應(yīng)地記憶在數(shù)控系統(tǒng)的 ， 本設(shè)計(jì)無需 編碼識(shí)別系統(tǒng) ，只需在初始建立刀具庫映像，記錄當(dāng)前道具與刀庫對(duì)應(yīng)關(guān)系， 無論刀具放在哪個(gè)刀套內(nèi)都始終記憶著。 每次換刀后自動(dòng)修改刀具庫映像 ，使刀具可以任意取出 和交換， 使每次選刀時(shí)就近選取。本文主要采用記憶式取刀方式， 無需傳感器識(shí)別，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手任意位置自由換刀。 動(dòng)裝置步進(jìn)電機(jī)工作 原理與控制 進(jìn)電機(jī)工作原理和特性 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種用電脈沖信號(hào)進(jìn)行控制 ,并將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于受脈沖的控制 ,其轉(zhuǎn)子的角位移量和速度嚴(yán)格地與輸入脈沖的數(shù)量和脈沖頻率成正比 ,通過控制脈沖數(shù)量來控制角位移量 ,從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的 ;通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度 ,從而達(dá)到調(diào)速的目的 ;通過改變通電順序 ,從而達(dá)到改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的目的。 總結(jié)來說 ,步進(jìn)電機(jī)主要具有以下一些工作特性 : (1)輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格和電機(jī)的角位移成正比 ,電機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)一周后沒有積累誤差 ,因此具有良好的跟隨特性 ;(2)由于其良好的跟隨特性 ,步進(jìn)電機(jī)可以與驅(qū)動(dòng)器電路組成開環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng) ,同時(shí) ,也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)。 (3)步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快 ,易于啟動(dòng)和停止、正反轉(zhuǎn)和變速。 (4)速度可以在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié) ;在低速動(dòng)作狀態(tài)下仍能保證獲得大的轉(zhuǎn)矩。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們采用的步進(jìn)電機(jī)為 距角的三相步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)和停止時(shí)有一個(gè)加速及減速過程 ,且加速速度越小則沖擊越小 ,動(dòng)作越平穩(wěn) ,所以步進(jìn)電機(jī)工作一般要經(jīng)歷以下的變化過程 :加速 恒速 (高速 )減速 恒速 (低速 )停止。因步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比 ,所以輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率也要經(jīng)歷一個(gè)類似的變化過程 ,可見在步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)要使脈沖升頻 ,停車時(shí)使脈沖降頻。 可見在步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)要使脈沖升頻 ,停車時(shí)使脈沖降頻。由于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在輸入脈沖 200 處于震蕩區(qū)內(nèi) ,容易損壞內(nèi)部元件 ,而在 200 下運(yùn)轉(zhuǎn)速度較慢 ,效率較低 ,故一般采用 350為脈沖的低頻起點(diǎn)。經(jīng)測(cè)試 ,輕載時(shí)高頻脈沖可達(dá)到 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 14 頁 共 50 頁 于 進(jìn)電機(jī)的控制原則 步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)方法很多 ,按照 使用的控制裝置可分為 :普通集成電路控制、單片機(jī)控制、工控機(jī)控制、 制等幾種 ;按照控制結(jié)構(gòu)可分為 :硬脈沖生成器硬脈沖分配結(jié)構(gòu)、軟脈沖生成器軟脈沖分配器結(jié)構(gòu)、軟脈沖生成器硬脈沖分配器結(jié)構(gòu)。由于步進(jìn)電機(jī)具有無累積誤差、跟蹤性能好的優(yōu)點(diǎn) ,步進(jìn)電機(jī)的控制以組成開環(huán)控制系統(tǒng)居多。 步進(jìn)電機(jī)能作出響應(yīng)而不失步的最高步進(jìn)頻率稱為 “啟動(dòng)頻率 ”;與此類似 ,“停止頻率 ”是指系統(tǒng)控制信號(hào)突然關(guān)斷 ,步進(jìn)電機(jī)不沖過目標(biāo)位置的最高步進(jìn)頻率。而電機(jī)的啟動(dòng)頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相適應(yīng)。有了這些數(shù)據(jù) ,就能有效 地對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行變速控制。采用 制步進(jìn)電機(jī) ,應(yīng)根據(jù)下式計(jì)算系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量、脈沖頻率上限和最大脈沖數(shù)量 ,進(jìn)而選擇 其相應(yīng)的功能模塊。根據(jù)脈沖頻率可以確定 速脈沖輸出時(shí)需要的頻率 ,根據(jù)脈沖數(shù)量可以確定 位寬。 3 步進(jìn)電機(jī)制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) . 制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中 ,步進(jìn)電機(jī) 制 ,系統(tǒng)硬件部分由控制面板、 制器、驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)等組成。上位機(jī)是個(gè)人計(jì)算機(jī) ,作為控制面板、人機(jī)交互界面和控制軟件編制環(huán)境 ,通過與 通信 ,實(shí)現(xiàn)操作監(jiān)控功能 ;控制器 出脈沖、方向信號(hào) ,通過驅(qū)動(dòng)器控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)中要求手動(dòng)盤車功能 ,在驅(qū)動(dòng)器不斷電的情況下要求直接轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸 ,這時(shí)要利用驅(qū)動(dòng)器的脫機(jī)信號(hào)功能 ,使電機(jī)脫機(jī) ,進(jìn)行手動(dòng)操作或調(diào)節(jié) ;手動(dòng)完成后 ,再將脫機(jī)信號(hào)去除 ,以繼續(xù)自動(dòng)控制。 (1)步進(jìn)電機(jī) :步進(jìn)電機(jī)有步距角、靜力矩、電流三大要素組成。根據(jù)負(fù)載的控制精度要求選擇步距角大小 ,根據(jù)負(fù)載的大小確定靜力矩 ,靜力矩一經(jīng)確定根據(jù)電機(jī)矩頻特性曲線來判斷電機(jī)的電流。一旦三大要素確定 ,步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了。 (2)驅(qū)動(dòng)器 :遵循先選電機(jī)后選 驅(qū)動(dòng)的原則 ,電機(jī)的相數(shù)、電流大小是驅(qū)動(dòng)器選擇的決定性因素 ;在選型中 ,還要根據(jù) 出信號(hào)的極性來決定驅(qū)動(dòng)器輸入信號(hào)是共陽極或共陰極。為了改善電機(jī)的運(yùn)行性能和提高控制精度 ,通常通過選擇帶細(xì)分功能的驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn) ,目前驅(qū)動(dòng)器的細(xì)分等級(jí)有 8 倍、16 倍、 32 倍、 64 倍等 ,最高可達(dá) 256 倍細(xì)分。在實(shí)際應(yīng)用中 ,應(yīng)根據(jù)控制要和步進(jìn)電機(jī)的特性選擇合適的細(xì)分倍數(shù) ,以達(dá)到更高的速