1、摘摘要要 本文主要是將傳統(tǒng)的 C616 車床的電氣控制系統(tǒng)改造成為數(shù)字控制的開環(huán)控制系 統(tǒng)。隨著當(dāng)今工業(yè)設(shè)備對精密程度的要求越來越高，對機(jī)械加工設(shè)備的加工精密程度 也要求越來越高。而在中國的機(jī)械加工設(shè)備的車床中，普通車床占了很大比例。這已 經(jīng)越來越制約著當(dāng)今工業(yè)的發(fā)展。而數(shù)控機(jī)床由于價(jià)格昂貴，且需要較高技術(shù)的加工 工人。所以對普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造具有很大的意義。 本人在搜索、查閱和研究大量有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對機(jī)床 的數(shù)控改造技術(shù)進(jìn)行 了研究和分析，并描述了機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。整個(gè)改造過程主要對車床縱、橫向進(jìn) 給系統(tǒng)進(jìn)行了改造，選用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，由脈沖發(fā)生器來加工所需要的螺紋。整個(gè)控 制系統(tǒng)以

2、8031 型號的單片機(jī)為中心，通過編程對機(jī)床的驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行控制以達(dá)到所 需要的加工程度。 關(guān)關(guān)鍵鍵詞詞：C616 車床 數(shù)控改造 8031 單片機(jī) 步進(jìn)電機(jī) 目目錄錄 摘要摘要.1 1 ABSTRACTABSTRACT.2 2 第第 1 1 章章 緒論緒論.1 1 1.1 普通機(jī)床數(shù)控化改造概述.1 1.2 機(jī)床數(shù)控化改造的意義.1 1.2.1 微觀看改造的必要性 .1 1.2.2 宏觀看改造的必要性 .2 1.3 國內(nèi)外機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展概況.2 1.3.1 國外機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展 .2 1.3.2 國內(nèi)機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展 .3 1.4 數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展方向.4 第第 2 2 章章 C616C6

3、16 普通車床數(shù)控改造總體方案的設(shè)計(jì)普通車床數(shù)控改造總體方案的設(shè)計(jì) .5 5 2.1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題及主要任務(wù).5 2.2 總體方案設(shè)計(jì).5 第第 3 3 章章 機(jī)械部分改造機(jī)械部分改造.7 7 3.1 縱向（Z 向）進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .7 3.2 橫向（X）向進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì).13 3.3 機(jī)床導(dǎo)軌改造.17 3.4 自動(dòng)刀架的選擇.18 3.5 主軸脈沖發(fā)生器.18 第第 4 4 章章 電氣系統(tǒng)控制部分改造電氣系統(tǒng)控制部分改造.2020 4.1 步進(jìn)電機(jī)的選擇.20 4.1.1 步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則.20 4.1.2 C616 縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定.21 4.1.3 C616

4、橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定.21 4.2 數(shù)控裝置硬件設(shè)計(jì).21 4.2.1 數(shù)控系統(tǒng)硬件組成 .21 4.2.2 單片機(jī)的選擇 .22 4.2.3 存儲器的選擇 .23 4.2.4 I/O 接口電路.23 4.2.5 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路.24 4.3 數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).25 總結(jié)總結(jié).2727 致謝致謝.2828 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2929 第第 1 章章 緒緒論論 1.1 普通機(jī)床數(shù)控化改造概述普通機(jī)床數(shù)控化改造概述 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已日趨普及，機(jī)械制造業(yè)正在 越來越多地采用數(shù)控技術(shù)來改善其生產(chǎn)加工方式，用以解決現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 緊密、批量小、多變零件的加

5、工問題，能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，但是數(shù)控機(jī) 床的應(yīng)用也受到其他條件的限制。首先，數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，一次性投資巨大，中小 企業(yè)常是心有余而力不足；目前，各企業(yè)都有大量的普通機(jī)床，完全用數(shù)控機(jī)床替換 根本不可能，而且被替代下的機(jī)床閑置起來又會造成浪費(fèi)；在國內(nèi)，訂購新數(shù)控機(jī)床 的交貨周期一般較長，往往不能滿足生產(chǎn)急需；通用數(shù)控機(jī)床對具體生產(chǎn)存在冗余功 能。要較好的解決上述問題，應(yīng)走普通機(jī)床數(shù)控改造之路。低成本普通車床數(shù)控化改 造是一項(xiàng)適合我國實(shí)際情況的先進(jìn)適用技術(shù)，也是一項(xiàng)提升我國機(jī)床數(shù)控化率的有效 途徑。 機(jī)床的數(shù)控改造，就是在普通機(jī)床上增加計(jì)算機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng) 化能力，以實(shí)現(xiàn)

6、預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。 數(shù)控化改造的優(yōu)點(diǎn) （1）減少投資額、交貨期短。 （2）機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限。 （3）熟悉了解設(shè)備、便于操作維修。 （4）可充分利用現(xiàn)有的條件?？梢猿浞掷矛F(xiàn)有地基，不必重新構(gòu)筑地基。 （5）可以采用最新的控制技術(shù)。 1.2 機(jī)床數(shù)控化改造的意義機(jī)床數(shù)控化改造的意義 1.2.1 微觀看改造的必要性微觀看改造的必要性 微觀上看，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。 （1）可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 （2）可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 37 倍。 （3）加

7、工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要 “修配”。 （4）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)。 （5）擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間 無人看管加工。 由以上五條派生的好處。比如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)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 求做出快速反應(yīng)等等。這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個(gè)極為重大的突破。 1.2.2 宏觀看改造的必要性宏觀看改造的必要性 宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在 70 年代末、80 年代初已開始 大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)

8、對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機(jī)械工業(yè)） 進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機(jī)床、 FMC、FMS 外，還包括在產(chǎn)品開發(fā) 中推行 CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行 MIS（管理信息系統(tǒng)） 、 CIMS 等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采 用信息技術(shù)對國外軍用、民用機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他 們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強(qiáng)。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn) 業(yè)方面比發(fā)達(dá)國家約落后 20 年。如我國機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率） 到 1995 年只有 1.9，而日本在 1994 年已達(dá) 20.8，因此每年都有

9、大量機(jī)電產(chǎn)品 進(jìn)口。 此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行 FMC（柔性制造單元） 、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以 及 CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造 業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。這也就從宏觀上說明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。 1.3 國內(nèi)外機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展概況國內(nèi)外機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展概況 1.3.1 國外機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展國外機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展 在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意 盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè) 永恒的課 題。 在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了 機(jī)床

10、和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生 （Remanufacturing）業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有： Bertsche 工程公司、ayton 機(jī) 床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務(wù)集團(tuán)、US 設(shè)備公司等。美國得寶公司已在中 國開辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝（ Retrofitting）業(yè)。從事改裝業(yè)的著 名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工 程公司、山本工程公司等。 在德國，機(jī)床改造業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)新興的工業(yè)部門。在不太景氣的機(jī)床市場上， 二手機(jī)床的銷售相當(dāng)紅火。據(jù)統(tǒng)計(jì)，早在 1998 年德國二手機(jī)床銷售額就達(dá)

11、到 25 億 馬克。德國在機(jī)床數(shù)控化改造方面，不僅考慮了如何通過機(jī)床的數(shù)控化改造來適應(yīng)生 產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、勞動(dòng)組織的變革，而且還全面地考慮了如何充分利用技術(shù)工人現(xiàn)有的 經(jīng)驗(yàn)知識。因此，在德國除了企業(yè)從事機(jī)床改造工作外，還有一些高校、研究機(jī)構(gòu)等 也參與了機(jī)床改造的研究與指導(dǎo)工作，對機(jī)床改造過程中的生產(chǎn)技術(shù)、勞動(dòng)組織和人 員素質(zhì)之間的相互關(guān)系進(jìn)行了全面、系統(tǒng)地研究，聯(lián)邦政府和州政府專門撥款支持該 領(lǐng)域的研究工作。 在德國可以將改造后的舊機(jī)床的質(zhì)量和性能做得與新機(jī)床差不多，而且，改造后 的二手機(jī)床的用戶也同樣能夠得到供應(yīng)商或改造廠提供的配套服務(wù)。這樣，可以消除 二手機(jī)床用戶的后顧之憂，他們也就更樂意改

12、造本廠原有的舊機(jī)床或者從市場上購買 改造過的二手機(jī)床，從而更有力地推動(dòng)了機(jī)床改造行業(yè)的發(fā)展。 1.3.2 國內(nèi)機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展國內(nèi)機(jī)床改造業(yè)的發(fā)展 目前我國機(jī)床市場的需求結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了很大變化，我國的機(jī)床改造業(yè)，也從老 的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。數(shù)控機(jī)床，特別是普及型數(shù)控機(jī)床將逐步 成為市場需求的主體。 自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進(jìn)技術(shù)、機(jī)床設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從 1979-1988 年，全國引進(jìn)技術(shù)改造項(xiàng)目就有 18446 項(xiàng)，大約 165.8 億美元。這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)目為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。然而， 有一些設(shè)備、生產(chǎn)線從國外引進(jìn)后，由于

13、消化吸收不好，備件不全，維護(hù)不當(dāng)，結(jié)果 運(yùn)轉(zhuǎn)不良；還有一些項(xiàng)目只注意引進(jìn)設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線，忽視軟件、工藝、管理等， 造成項(xiàng)目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮，有的甚至不能啟動(dòng)運(yùn)行，沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。 這些引進(jìn)項(xiàng)目不僅沒有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富。 這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個(gè)包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是 財(cái)富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決關(guān)鍵技術(shù)問題，就可以最小的投資盤活最大的 存量資產(chǎn)，爭取到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這也是一個(gè)極大的改造市場。 2005 年，我國數(shù)控金屬切削機(jī)床生產(chǎn) 59639 臺，進(jìn)口 30746 臺。除部分出口外， 總消費(fèi)數(shù)量約 85000 臺。在生產(chǎn)的數(shù)控金

14、屬切削機(jī)床中，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床約占 60% 以上（生產(chǎn)的數(shù)控車床中經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床占 89%90%） ，中檔以上的數(shù)控金屬切削 機(jī)床不足 40%。2006 年，我國機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值和銷售收入保持較高的增長速度，其 中數(shù)控金屬切削機(jī)床產(chǎn)量快速增長，全年生產(chǎn) 85756 臺，同比增長 32.8%，增幅高 于金屬切削機(jī)床產(chǎn)量增幅的 18.4%。國產(chǎn)機(jī)床市場占有率進(jìn)一步回升，由 2001 年的 39.3%提高到 2006 年的 44.8%。2007 年 110 月我國進(jìn)口金屬加工機(jī)床 57.06 億美元， 其中金屬切削機(jī)床進(jìn)口達(dá) 41.98 億美元，同比減少 8.18%，所占比例為 73.57%；成 形機(jī)床

15、進(jìn)口達(dá) 15.08 億美元，同比增長 5.68%，所占比例為 26.43%。 國內(nèi)的機(jī)床制造企業(yè)在努力開拓高檔數(shù)控機(jī)床市場的同時(shí)，一定要加速普及型數(shù) 控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化的步伐。通過生產(chǎn)和進(jìn)口數(shù)控機(jī)床并不能滿足我國日益增長的制造業(yè)需 求，而且淘汰大型企業(yè)原有的大量普通金屬切削機(jī)床不但造成了很大的浪費(fèi)，而且會 因?yàn)槿狈Y金購買大量的數(shù)控機(jī)床來填補(bǔ)淘汰普通金屬切削機(jī)床后的機(jī)床空缺，造成 停產(chǎn)。所以，目前數(shù)控化改造是適應(yīng)我國制造業(yè)迅猛發(fā)展、資金短缺、舊有機(jī)床所占 比例大的國情所需。 1.4 數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展方向數(shù)控機(jī)床未來的發(fā)展方向 電子技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊控制技術(shù)的發(fā)展使新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水

16、平大大提高，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，也促進(jìn)了現(xiàn)代制造技術(shù)的快速發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床性能在高速度、高精度、高可靠性和復(fù)合化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、柔性化、綠 色化方面取得了長足的進(jìn)步。現(xiàn)代制造業(yè)正在迎來一場新的技術(shù)革命。數(shù)控系統(tǒng)未來 分以下幾個(gè)發(fā)展方向： 1、數(shù)控系統(tǒng)向開放式體系結(jié)構(gòu)發(fā)展 2、數(shù)控系統(tǒng)向軟數(shù)控方向發(fā)展 3、數(shù)控系統(tǒng)控制性能向智能化方向發(fā)展 4、數(shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 5、數(shù)控系統(tǒng)向高可靠性方向發(fā)展 6、數(shù)控系統(tǒng)向復(fù)合化方向發(fā)展 7、數(shù)控系統(tǒng)向多軸聯(lián)動(dòng)化方向發(fā)展 第第 2 章章 C616 普普通通車車床床數(shù)數(shù)控控改改造造總總體體方方案案的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì) 2.1 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題及主要任務(wù)

17、本畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題及主要任務(wù) 本設(shè)計(jì)是將一臺 C616 普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。 對 C616 普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造的車床能進(jìn)行生產(chǎn)加工，縱向脈沖當(dāng)量為 0.01mm/脈沖，橫向脈沖當(dāng)量為 0.005mm/脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng) 采用滾珠絲杠副，刀架采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。其加工質(zhì)量和精度達(dá)到或超過改造前車床 出廠時(shí)的水平，接近同檔次數(shù)控車床的水平，數(shù)控改造的車床其生產(chǎn)效率、安全性超 過改造前普通車床出廠時(shí)的水平。 2.2 總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 由于是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時(shí)，基本原則是在滿足使用要求的 前提下，對機(jī)床的改動(dòng)盡可能減少，以降低成本 。 C616 車

18、床主要用于對中小型軸類、盤類以 及螺紋零件的加工，這些零件加工工 藝要求機(jī)床應(yīng)完成的工作 有：控制主軸正反轉(zhuǎn)和實(shí)現(xiàn)其不同切削速度的主軸變速， 刀架能實(shí)現(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并 且具備在換刀點(diǎn)自動(dòng)改變刀位 并完成選擇刀 具，加工螺紋時(shí)應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng) 1 個(gè)被加工螺紋的螺距或?qū)С?。這些 工作就是數(shù)控化改造數(shù)控系統(tǒng)控制的對象。 根據(jù) C616 車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗(yàn)，確定總體方案為 ：采用單片 機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由 I/O 接口輸出步進(jìn)脈沖。經(jīng)一級齒輪減速后 ，帶動(dòng)滾珠 絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 對現(xiàn)有的普通車床進(jìn)行數(shù)控改造，包括以下兩個(gè)方面： 機(jī)械部分改

19、造： 主傳動(dòng)系統(tǒng)不作變動(dòng)，橫向進(jìn)給系統(tǒng)和縱向進(jìn)給系統(tǒng)采用滾 珠絲杠螺母副替換進(jìn)給軸原有的普通絲桿副 ，由電動(dòng)刀架代替普通刀架 。 電氣控制系統(tǒng)改造： 伺服控制采用開環(huán)控制，在機(jī)械部分改造完成后，采用 8031 單片機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其系統(tǒng)框圖 如圖 2-2。 圖 2-2 系統(tǒng)框圖 數(shù)控改造主要完成以下內(nèi)容： 用數(shù)控系統(tǒng)控制縱橫兩方向的步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn) X、Z 兩軸的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 將手動(dòng)刀架拆除換成電動(dòng)刀架； 拆除絲杠、光杠進(jìn)給箱、溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副； 在主軸后端加一主軸編碼器，以便加工螺紋。 改造過程中，只保留機(jī)床導(dǎo)軌、主軸、溜板、尾座等部件，其余的全部

20、撤除。帶 之以滾珠絲杠和步進(jìn)電機(jī)，用數(shù)控系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)各軸的運(yùn)動(dòng)。 總體改造如圖 2-1 所示。 圖 2-1 C616 普通車床的數(shù)控改造 1-電動(dòng)刀架；2-橫向步進(jìn)電機(jī)；3-橫向滾珠絲杠；4-溜板；5-縱向滾珠絲杠；6-縱向步進(jìn)電機(jī) 第第 3 章章 機(jī)機(jī)械械部部分分改改造造 C616 車床的主要運(yùn)動(dòng)是：主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)，刀架的左右運(yùn)動(dòng)稱為縱 向（Z 向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，刀架的前后運(yùn)動(dòng)稱為橫向（ X 向）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。C616 車床機(jī)械 部分主要改造部位是：縱向和橫向進(jìn)給用滾珠絲杠 副代替原來的絲杠和光杠；將原 來的手動(dòng)刀架改造成電動(dòng)刀架；在主軸后端加一編碼器（又稱脈沖發(fā)生器），以便加 工螺紋。 3

21、.1 縱向（縱向（Z 向）進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)向）進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的改造：拆掉原機(jī)床的進(jìn)給箱和溜板箱，利用原機(jī)床進(jìn)給箱的安裝 孔和銷釘孔安裝內(nèi)有步進(jìn)電機(jī)和一對齒輪的箱體，將原來的普通絲杠改換成滾珠絲杠 螺母副。 1. 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的改造一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動(dòng)絲 杠，螺母固定在溜板箱上，帶動(dòng)刀架左右移動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意 一端。對車床改造來說，外觀不必像產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的那么高，而從改造方便，實(shí)用方 面來考慮。一般都把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的右端，如圖 3-1 所示。 加工工件圖紙程序編制手工輸入控制計(jì)算機(jī) 功率放大器 步進(jìn)電機(jī) 變速箱 變速箱 步進(jìn)電機(jī)

22、變速箱 圖 3-1 數(shù)控改造的總體方案示意圖 2. 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件： 工作臺重量： W=750N 時(shí)間常數(shù)： T=28ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程： =8mm 0 L 行程： S =700mm 脈沖當(dāng)量: p=0.01mm/step 步距角： =0.75/step 快速進(jìn)給速度： =2.5m/min max V (1) 切削力計(jì)算 由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊可知，切削功率 （3-1）KNNc 式中 N電機(jī)功率，查機(jī)床說明書， N=4kW； 主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般為 0.60.7 取65 . 0 K進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為 K=0.96。 則： =40.650.96=2.496 kW c N 又因

23、為 （3-2）6120/vFN zc 所以 vNF cz /6120 式中 v切削線速度，取 v=100m/min。 主切削力 =61202.496/100=152.76（kg f）=1527.6（N） z F 由金屬切削原理可知，主切削力 （3-3） Z Z F Z F Z F YX pFz KfCF 查表得： =188kgf/=1880MPa Z F C =1 =0.75 =1 Z F X Z F Y Z F K 則可計(jì)算如表 3-1 所示： Z F 表 3-1 計(jì)算結(jié)果 Z F ）（mmp 222333 f（mm） 0.20.30.40.20.30.4 ）（NFZ 11251524189

24、1168722872837 當(dāng)=1520N 時(shí)，切削深度=2mm，走刀量=0.3mm，以此參數(shù)作為下面計(jì)算的 Z F p f 依據(jù)。 從機(jī)床設(shè)計(jì)手冊中可得知，在一般外圓車削時(shí)： =（0.10.6） =（0.150.7） （3-4） X F Z F Y F Z F ?。?=0.5Fz=0.51527.6=763.8N X F =0.6Fz=0.61527.6=916.5N Y F (2) 滾珠絲杠設(shè)計(jì)及計(jì)算 綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力： （3-5）（WFfKFP ZX 式中 K=1.15， =0.150.18，取為 0.16。 f 則 P=1.15763.8+0.16（1527.6+800） =1

25、250.8N 1) 強(qiáng)度計(jì)算： 壽命值 （3-6） 6 60/10 iii LnT （3-7） /1000/ ioo nn fLvfDL 主 取工件直徑 D=80mm，查表得 =15000h i T 則： =10001000.3/3.14806=20r/min i n =602015000/=18 i L 6 10 最大動(dòng)負(fù)載 Q= （3-8） HWi fPfL 3 查表得： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) =1.2 硬度系數(shù) =1 W f H f 則 Q=1.211250.8=3933.6N 3 18 根據(jù)最大動(dòng)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 FB 系列，滾珠絲

26、杠直徑選為 32mm，型號為 FB326- 1 C 1 C 5-，其額定動(dòng)載荷是 10689N，所以強(qiáng)度足夠用。 2 E 2) 效率計(jì)算： 根據(jù)機(jī)械原理的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為： （3-9） /tgtg（） 式中 摩擦角=10 螺旋升角=325 則 =0.953）（01523/523 tgtg 3) 剛度驗(yàn)算： 滾珠絲杠受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程的變化量 （3-10）EFPLL/ 01 式中 =6mm=0.6cm； 0 L E=20.6 6 10 2 /cmN 滾珠絲杠截面積 22 /22.8031/23.14Fd（）（） 則 cmL 626 1 109 . 514 . 3 2/8031

27、 . 2 10 6 . 20/6 . 0 8 . 1250 ）（ 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即：。 2 L 1 LL 所以，導(dǎo)程變形總誤差 為： mmLL/8 . 96 . 0/109 . 5100/100 6 0 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。 4）穩(wěn)定性驗(yàn)算： 由于機(jī)床原絲杠直徑為 32mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定 性不存在問題，不再驗(yàn)算。 (3) 齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算 1) 有關(guān)齒輪計(jì)算 傳動(dòng)比 /3600.75 6/360 0.011.25 op iL 故取 =32 =40 1 Z 2 Z m=2mm b=20mm =2

28、0 mmmZd64322 11 mmmZd80402 22 mmhdd aa 682 * 11 mmhdd aa 842 * 22 2) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： cmNcmkgWJ p .67 . 4 .467 . 0 8075 . 0 14 . 3 /01 . 0 180/180 222 1 ）（）（ 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 224444 .789.81.1789. 81002 . 3108 . 7108 . 7cmNcmkgLDJs 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 4422 1 7.8 106.422.617.26.17. Z Jkg cmN cm 4422 2 7.8 10826

29、.39.63.9 . Z Jkg cmN cm 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可忽略。 因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 467 . 0 617 . 2 39 . 6 1789 . 8 25 . 1 /1/1 2 112 2 ）（）（JJJJiJ ZZS = 22 .08.124.408.12cmNcmkg 3) 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算： 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 + maxa MM f M o M 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 + at MM f M o M t M 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 + f MM o M 式中 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩； maxa M 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； f M 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)

30、軸上的附加摩擦力矩； o M 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； at M 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。 t M （3-11）TJnMa6 . 9/10 4 當(dāng)時(shí) max nn aa MM max min/ 7 . 4166/25 . 1 2000/ 0maxmax rLivn cmkgfmNMa. 5 . 21.15 . 2 025 . 0 6 . 9/10 7 . 416408.12 4 max 當(dāng)時(shí) t nn ata MM 68014 . 3 /25 . 1 3 . 01001000/100/ 00 DLvfiLfinnt 主 24.88 /minr =12.40824.88/9.60

31、.025=0.1286 N.m=1.286kgf.cm at M 4 10 iWLfiLFM f 2/2/ 000 當(dāng)=0.8 =0.16 時(shí) f 0.16 80 0.6/2 3.14 0.8 1.25 f M =1.223=12.23cmkgf.cmN. 當(dāng)=0.9 時(shí)預(yù)加載荷 Po=1/3則： 0 X F 25 . 1 8 . 014 . 3 6/9 . 016 . 038.766/1 2 2 000 ）（）（iLFM X =mNcmkgf.62 . 4 .462 . 0 =76.30.6/23.140.81.25=7.297kgf.cm=72.97N.cm /2 txo MF Li 所以

32、，快速空載啟動(dòng)所需力矩 maxafO MMMM =21.5+1.223+0.462=23.185kgf.cm=231.85N.cm 切削時(shí)所需力矩： atfot MMMMM =1.286+1.223+0.462+7.297 =10.268kgf.cm=102.68N.cm 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 fo MMM =1.223+0.462=1.685kgf.cm=16.85N.cm 由以上分析計(jì)算可知： 所需最大力矩Mmax發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)， cmNcmkgfM.85.231.185.23 max 3.2 橫向（橫向（X）向進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算與）向進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)改造：保留原手動(dòng)機(jī)構(gòu)

33、，用于調(diào)整操作，原有的支撐結(jié)構(gòu)也保留， 步進(jìn)電機(jī)、齒輪箱體安裝在中拖板的后側(cè)。 1. 橫向進(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)的設(shè)計(jì)比較簡單，一 般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，使刀架橫向運(yùn)動(dòng)。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，提高轉(zhuǎn)動(dòng)精度。 2. 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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 到的公式不在詳細(xì)說明，只計(jì)算結(jié)果。 已知條件： 工作臺重量： W=30kgf=300N 時(shí)間常數(shù)： T=25ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程： =4mm 左旋 0 L 行程： S =190mm 脈沖當(dāng)量: p=0.005mm/step

34、 步距角： =0.75/step 快速進(jìn)給速度： =1m/min max V (1) 切削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量為縱向的 1/21/3，取 1/2，則切削力約為縱向的 1/2。 =1/2152.76=76.38kgf=763.8N Z F 在切斷工件時(shí)： NcmkgfFF Zy 9 . 381.19.3838.765 . 05 . 0 （2）滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 1)強(qiáng)度計(jì)算： 對于燕尾型導(dǎo)軌： （3-12）（WFfKFP ZY 取 K=1.4 =0.2 f 則 P=1.438.19+0.2（76.38+30） =74.74kgf=747.4N 壽命值 5 . 131060

35、66 iii TnL 最大動(dòng)負(fù)載 Q=NkgfPffL HWi 5 . 213555.21374.7412 . 1 5 . 13 3 3 根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷 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)品樣本選取系列，滾珠絲杠公稱直徑為 20mm，型號為BFC1 204-5-E2 左，其額定動(dòng)負(fù)荷為 5393N，所以強(qiáng)度足夠用。BFC1 2) 效率計(jì)算： 螺旋升角=338，摩擦角=10 則傳動(dòng)效率由公式（2-9）得 956 . 0 )01833(/833tgtg 3) 剛度驗(yàn)算：由公式（2-10）得滾珠絲杠受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程的變化量 =74.74100.44/3.14

36、20.6=5.96cm 1 L 6 10 2 1.7619 6 10 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即：所以，導(dǎo)程 2 L 1 LL 變形總誤差為 =100L/Lo=1005.96/0.4=14.9m/m 6 10 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。 4) 穩(wěn)定性驗(yàn)算： 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ǎ欢藦较蛑С?，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不 再驗(yàn)算。 (3) 齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算 1)有關(guān)齒輪計(jì)算 傳動(dòng)比 67 . 1 3/5005 . 0 360/475 . 0 360/ 0 P

37、Li 故取 1 18Z 2 30Z =20 2mmm20bmm 1 36dmm 2 60dmm 1 40 a dmm 2 64 a dmm 48mm 2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 222 (180/)(180 0.005/3.14 0.75)30 1/1000.0439. tp JWkg cm 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 442 7.8 102500.624. s Jkg cm 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 442 1 442 2 7.8 103.620.262. 7.8 10622.022. Z Z Jkg cm Jkg cm 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可忽略，因此，總的慣量 222 21 1/()(3

38、/5) (0.6242.022)0.2620.04391.258. SZZt JiJJJJkg cm 3) 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算 maxmax /1000 5/3/4416.7 /min o nvi Lr 44 maxmax 10/9.61.258 416.7 10/9.6 0.0250.2184 .2.23. a MJnTN mkgf cm /1000/1000 100 0.15 5/3.14 60 4 333.17 /min tioo nn fLvfiDLr 主 4 1.258 33.17 10/9.6 0.0250.0174 .0.1775. at MN mkgf cm mNcmkgf iW

39、LfiLFM f .028. 0.287 . 0 58 . 014 . 3 2/34 . 0302 . 02/2/ 000 22 (1)/638.19 0.4 3(1 0.9 )/6 3.14 0.8 50.116.0.011 . ovoo MF Likgf cmN m /238.19 0.4 3/2 3.14 0.8 51.824.0.179 . tyo MF Likgf cmN m 所以，快速空載啟動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩 maxaf MMMM =2.23+0.287+0.116=2.633kgf.cm=26.33N.cm 切削時(shí)所需力矩： atfot MMMMM =0.1774+0.287+0.116

40、+1.824 =2.40kgf.cm=24.04N.cm 快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩： fo MMM =0.287+0.116=0.403kgf.cm=4.03N.cm 以上計(jì)算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí) max 2.633.26.33 . a Mkgf cmN m 3.3 機(jī)床導(dǎo)軌改造機(jī)床導(dǎo)軌改造 臥式車床上的運(yùn)動(dòng)部件，如刀架、工作臺都是沿著機(jī)床導(dǎo)軌面運(yùn)動(dòng)的。導(dǎo)軌就是 支承和導(dǎo)向，即支承運(yùn)動(dòng)部件并保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下，能準(zhǔn)確的沿著一定的方 向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，直接影響機(jī)床的加工精度、 承載能力和使用性能。 數(shù)控機(jī)床上，常使用滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)

41、小，動(dòng)靜摩擦系數(shù) 接近，因而運(yùn)動(dòng)靈活輕便，低速運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。精度高，但價(jià)格貴。經(jīng)濟(jì) 型數(shù)控一般不使用滾動(dòng)導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動(dòng)導(dǎo)軌，將太大增加機(jī)床床 身的改造工作量和改造成本。因此，數(shù)控改造一般仍使用滑動(dòng)導(dǎo)軌。 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。普通機(jī)床的導(dǎo)軌一般是鑄鐵 鑄鐵或鑄鐵淬火鋼導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大，且動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度 的變化而變化，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動(dòng)平穩(wěn)性和定位精度，為克服滑動(dòng)導(dǎo) 軌的上述缺點(diǎn)，數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑，使其成為貼塑導(dǎo)軌。 貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動(dòng)靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、

42、抗咬傷能力強(qiáng)、加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定； 且有良好的自潤滑性和抗振性，加工簡單， 成本低。 目前應(yīng)用較多的聚四氟乙?。?PTEE）貼塑軟帶，如美國生產(chǎn)的 TwrciteB 和我 國生產(chǎn)的 TSF 軟帶材料，此種軟帶厚度為 0.8、1.6、3.2等幾種規(guī)格?？紤]到 承載變形，宜選用厚度小的規(guī)格；如果考慮到加工余量，選用厚度為 1.6為宜。 貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，可直接粘結(jié)在原有的滑動(dòng)導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo)軌形式 的限制，各種組合形式的滑動(dòng)導(dǎo)軌均可粘結(jié)。粘結(jié)前按導(dǎo)軌精度要求對金屬導(dǎo)軌面進(jìn) 行加工修理。根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長度放大 34，切下貼塑軟帶。金屬粘結(jié)面與軟帶結(jié) 面應(yīng)清洗干凈，用特殊配制的粘合劑粘結(jié)，加壓

43、固化，待其完全固化后進(jìn)行修整加工。 作為導(dǎo)軌面的表面，根據(jù)需要可進(jìn)行磨、銑、刮研、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝 配要求。 3.4 自動(dòng)刀架的選擇自動(dòng)刀架的選擇 自動(dòng)刀架的選用是普通機(jī)床數(shù)控改造機(jī)械方面的關(guān)鍵，而由數(shù)控系統(tǒng)控制的 電 動(dòng)刀架，具有重復(fù)定位精度高，工件剛性好，性能可靠，使用壽命長以及工藝性能 好等優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的自動(dòng)刀架，在生產(chǎn)中最常用的是常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn) 的系列刀架，具有重復(fù)定位精度高，工作剛性好，使用壽命長，工藝性能好等優(yōu)點(diǎn)達(dá) 到國內(nèi)先進(jìn)水平，在生產(chǎn)中大量使用。現(xiàn)選用常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的LD4 工型系列四工位自動(dòng)刀架作為 C616 的適配刀架。 刀架技

44、術(shù)參數(shù)如下： 刀位數(shù)：4 電動(dòng)功率：60W 電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min 夾緊力：1t 上刀體尺寸：152152 下刀體尺寸：161171 技術(shù)指標(biāo)：重復(fù)定位精度： 0.005 工作可靠性：30000 次 換刀時(shí)間：90 180 270 2.9s 3.4s 3.9s 3.5 主軸脈沖發(fā)生器主軸脈沖發(fā)生器 主軸脈沖發(fā)生器也叫光電編碼器。其作用是當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工螺紋時(shí)，用主軸脈 沖發(fā)生器作為車床主軸位置信號的反饋元件，它應(yīng)與車床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并發(fā)出主 軸轉(zhuǎn)角位置變化信號，輸送給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)按所需加工的螺距進(jìn)行處理，控制機(jī) 床縱向或橫向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)加工螺紋的目的。其加工螺距為 6、5、3.5

45、、3、2.5、2、1.75、1.5、1.25、1、0.75 等十八種。 在使用主軸脈沖發(fā)生器時(shí)，受到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)頻率的限制。如采用 1000Hz 工作頻 率，加工 3mm 螺距的螺紋時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)頻率為 300Hz，而主軸脈沖發(fā)生器頻率為 1000 x60Hz=60000Hz，所以車床主軸轉(zhuǎn)速 n=1000 x60/300r/min=200r/min，即車床主 軸轉(zhuǎn)速不得超過 200r/min，如果主軸脈沖發(fā)生器的頻率提高到 2000Hz 轉(zhuǎn)速也僅達(dá)到 400r/min。由此可知，當(dāng)螺距越大時(shí)，允許的車床主軸轉(zhuǎn)速也就越低。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造臥式車床，多采用同軸方式安裝。因?yàn)橥S安裝的結(jié)構(gòu)簡

46、單，聯(lián)接方便。 須要注意的是，主軸脈沖發(fā)生器屬精密光學(xué)元件，安裝時(shí)應(yīng)格外小心，以免損壞 光柵盤。另外，在使用中還應(yīng)注意最高許用轉(zhuǎn)速，使用時(shí)車床主軸不能超過此轉(zhuǎn)速。 最后做到使用時(shí)可將其裝上，不使用時(shí)將其脫開，以延長其使用壽命。 第第 4 章章 電電氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)控控制制部部分分改改造造 4.1 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)的選擇 4.1.1 步步進(jìn)進(jìn)電電機(jī)機(jī)選選用用的的基基本本原原則則 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(gè)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： 1.步矩角 步矩角應(yīng)滿足： i mn/ 式中 i傳動(dòng)比； mn 系統(tǒng)對步進(jìn)電

47、機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角。 2.精度 步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩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 衡量精度比較實(shí)用。所選用的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足 sm iQ 式中 步進(jìn)電機(jī)的積累誤差； m Q 系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分允許的角度誤差。 s 3.轉(zhuǎn)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(dòng)并滿足對轉(zhuǎn)速 的要求，必須考慮： 啟動(dòng)力矩 一般啟動(dòng)力矩選取為： 5 . 03 . 0/ 0 Lq MM 式中 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩； q M 電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩。 0 L M 在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力矩

48、與電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）引起的慣性矩之和。 4.啟動(dòng)頻率 由于步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增大而降低， 因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足： top m ff 極限啟動(dòng)頻率 t f 要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動(dòng)頻率。 op m f 4.1.2 C616 縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 cmNMM Lq .625.5794 . 0/10185.234 . 0/ 0 為滿足最小步矩要求，電動(dòng)機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知： 所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為：866 . 0 / imq MM cmNMM aim .31.669866 . 0 /625.579866 . 0 / 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 maxmax/60 2000/60 0.013333.3 p fvHz 綜合考慮，查表選