两轴实验型数控系统设计

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顺序，最后画出机床的运动功能图。基本参数设计。包括尺寸参数运动参数和动力参数设计。传动系统设计。包括传动方式传动原理图及传动系统图设计。总体结构布局设计。包括运动功能分配总体布局机构形式及总体结构方案图设计。控制系统设计。包括控制方式及控制原理控制系统图设计。根据前面所提到的数控机床应满足的基本要求就可以进行总体设计。在各项基本要求中以工艺要求最为重要。由工艺要求决定机床所需要的运动。完成每个运动又有相应的功能部件。这就可以确定各部件的相对运动和相对位置关系。机床的总体布局也就可以大体确定下来。因此，总体方案设计是项全局性的设计工作，直接影响机床产品的结构性能工艺和成本，关系到产品的技术水平和市场竞争能力。.两轴实验型数控系统的方案拟定对教学试验型微型数控铣床的设计，方面，要求其功能完善结构开放，具有与般生产型数控铣床样的工作原理和工作性能另方面，要求其体积小价格低，有利于此类铣床的普及推广。所以本课题的设计主要是两个方面其机械结构的设计其二控制系统的设计。这里有两个方案方案采用减速箱，并对滚珠丝杠进行两端支撑减速箱采用圆注齿轮变速，这种方案可以通过增加减速箱，达到.增大转动扭矩.提高脉冲当量.匹配惯量。对滚珠丝杠进行两端支撑，可以尽量减少由于端支撑，可能产生的弯曲，减少误差，提高精度。方案二直接采用套筒式联轴器连接步进电动机和滚珠丝杠，对滚珠丝杠进行端支撑。该设计结构简单。.方案的比较与选择方案由于切削石蜡塑料等材料，根据计算切削力较小，选用步进电机，脉冲当量为，采用减速向变速，传动比选用.，通过计算可以提高脉冲当量为.。对滚珠丝杠采用两端支撑，可以提高滚珠丝杠的刚度，提高滚珠丝杠寿命。方案二直接采用套同式联轴器联接电动机轴和滚珠丝杠，精度不高，电机功率太小，直接带动滚珠丝杠在长时间工作时，对步进电机损耗较大。采用端支撑，会导致滚珠丝杠产生挠度，影响滚珠丝杠的刚度，从而影响其寿命。根据实际工作要求，考虑其工作寿命，最终选择地种方案采用减速箱，并对滚珠丝杠采用两端支撑。.两轴实验型数控系统的方案拟定教学试验型微型数控铣床的总体长为，宽为，高为，工作台宽度，长。可以实现轴轴和轴三坐标联动。轴轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。电机与丝杠的连接可以通过销钉来达到。在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。轴的进给也是通过电机带动丝杠，丝杠又与轴螺母传动来实现。主轴套与轴螺母相连，在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动。控制系统部分通过采用三菱公司的系列单片微机构成的控制系统来实现对步进电机的启停正反转两轴联动和变频调速的控制，从而实现加工过程的自动控制。其中重点是确定硬件电路的总体方案和软件设计，主要有存储器扩展电路设计，输入输出接口电路设计，步进电机接口和驱动电路光电隔离电路，功率放大电路，其他辅助电路时钟电路，复位电路，越界报警电路，掉电保护电路等等，流程图的绘制和程序的书写。由此，可以大体画出整体结构的系统方案图图图总体框图第三章机械部件的计算和选择.切削力的计算该实验型数控实训设备，主要用来模拟加工，工件材料是石蜡或塑料，向形成均为，根据查阅机床设计手册，因没有石蜡和塑料的铣削公式，所以在查阅手册时，以图表中最软的材料为依据进行参数的选择。轴铣削工作时铣削力的计算现以刀具材料为高速钢，工作材料为碳钢进行计算。.最大铣削直径.最小直径由实用机床手册其中高速钢铣刀,前角系数.主偏角.取.齿数选电动机时按铣削计算。.选主电动机时因为铣削最大的切削力为.所以选电动机为.型号型.轴铣削工作时铣削力的计算其中主转动中主轴功率则η.电动机的额定功率.。铣削力同样遇刀具材料被铣削工件的材料切削量等因素有关，现以刀具材料为高速钢，共建材料为碳钢进行计算。主转动功率包括切削功率，空载功率，附加功率三部分，即，般轻载高速的中小型机床中，.η，故总功率为.η，.η，再进给传动中切削功率.η，.切削时主轴上的扭短为则主轴上最大扭矩为.铣刀的最大直径为。主切削力。铣削加工时主切削力与铣削进给抗力之间的值由机床设计手册查得，取.。则，垂直部分力的币值为，取.，。.机械构件的选择电动机的选择应用中的注意点步进电机应用于低速场合每分钟转速不超过转，.度时，最好在.度间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效率高，噪音低。步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。由于历史原因，只有标称为电压的电机使用外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压建议采用直流，采用直流,采用高于直流，当然伏的电压除恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。转动惯量大的负载应选择大机座号电机。电机在较高速或大惯量负载时，般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。高精度时，应通过机械减速提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少。电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电压电流或加些阻尼的解决。电机在.度以下工作，应采用小电流大电感低电压来驱动。应遵循先选电机后选驱动的原则。步进电机的选择步进电机有步距角涉及到相数静转矩及电流三大要素组成。旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。步距角的选择电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小分辨率当量换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度包括减速。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角般有.度.度五相电机.度.度二四相电机.度度三相电机等。选用.度。静力矩的选择步进电机的动态力矩下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单的惯性负载和单的摩擦负载是不存在的。直接起动时般由低速时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。般情况下，静力矩应为摩擦负载的倍内好，静力矩旦选定，电机的机座及长度便能确定下来。电流的选择静力矩样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流参考驱动电源及驱动电压综上所述选择电机般应遵循步骤如图所示图选择电机的步骤力矩与功率换算步进电机般在较大范围内调速使用其功率是变化的，般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下••其中为功率，单位为瓦为每秒角速度，单位为弧度为每分钟转速为力矩，单位为牛顿•米。半步工作其中为每秒脉冲数简称。混合式步进电机控制系统优缺点混合式步进电机控制系统的优点正是由混合式步进电机特殊的结构所带来的，简而言之它具有稳定可靠性能好运行平稳等优点，以和最具有可比性的反应式步进电机系统相比为例。首先，混合式步进电机系统可靠性和稳定性较高，由于驱动器是系统中可靠性最薄弱的个部分，所以系统可靠性和稳定性主要是由驱动器的可靠性来决定的。混合式电机转子上有永磁体，部分磁场已由转子上的磁钢产生，所以混合式电机绕组电流可以设计得比较小，而反应式电机磁场完全由绕组电流产生，故欲和混合式电机产生相同的转矩，在电机体积相差不太大的情况下，反应式电机所需电流就要大得多。在当前电力电子器件水平限制下，混合式电机的驱动器就比反应式电机的驱动器要可靠得多，同时由于大的绕组电流，反应式电机本体的发热情况也要严重的多。实际上，为产生相同的转矩，反应式电机不仅线圈电流大，而且定子线圈匝数多，电机体积大，绕组电感也大。由于绕组电感大，反应式驱动器必须要以高压驱动才会有比较好的高频性能，但这样驱动器的可靠性会明显变差如果反应式驱动器取和混合式驱动器样的驱动电压时，电机的高频转矩明显要小，这也是反应式电机系统性能比混合式电机系统差的个重要原因。混合式步进电机般步距角较小，再加上混合式步进电机共振区不明显，振荡较小，在控制步进电机升降频规律致的情况下，运行要比反应式步进电机稳定。混合式步进电机系统的缺点在于混合式步进电机的制造比较复杂，电机的成本相对较高其次是虽然混合式步进电机共振区不明显，振荡较小，但依然影响性能。脉冲当量应根据系统精度要求来确定，般取为。如取得太大，无法满足系统精度要求，如取得太小，或者机械系统难以实现，或者对其精度和动态性能提出过高要求，使经济性降低。所以根据数控钻铣床的精度要求，步进电动机脉冲当量.，步角距.。由于无减速装置，所以由可知，滚珠丝杠螺距，即基本导程。般来讲，反应式步进电机步距角较小，运行频率高，价格较低，但功耗较大，永磁式步进电机功耗较小，断电后仍有制动力矩，但步距角较大，启动和运行频率较低，混合式步进电机由上述两种电机的优点，但价格较高。考虑到该机床垂直进给方向需用自锁机构，所以选用具有自锁功能的混合式步进电机。计算选择.步进电机转轴上启动力矩的计算铣削时.,.根据以上计算可知，铣削时启动力矩远大于钻削启动力矩，为满足钻铣要求，以铣削时所需要求为宜。由手册可知.，步进电机最大静转矩确定步进电机最高工作频率，.根据以上参数，初选混合式步进电机。采用两相四拍的通电方式。相数，步距角，.电流，.静力矩,转动惯量，引线数，。接线图图丝杠的选择.滚珠丝杠的特点滚珠丝杠螺母副以下简称滚珠丝杠副是种新型的传动机构。具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠作为中间元件的传动机构为滚珠丝杠副。在数控机床的传动中，经常用于代替滑动丝杠，以提高传动精度。丝杠螺母副的特点用较小的扭矩转动丝杠或螺母，可使螺母或丝杠获得较大的轴向牵引力。可达到很大的降速比，使降速机构大为简化，传动链的以缩短。能达到较高的传动精。用于进给机构时,还可兼作测量元件，通过刻度盘读出直线位移的尺寸，最小数值可达.。传动效率高，摩擦损失小。滚珠丝杠的传动效率,而般的常规滑动丝杠螺母副的。所以滚珠丝杠的传动效率比常规丝杠的传动效率提高了倍。因此功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的。给予适当的预紧，可消除丝杠和螺母螺纹间隙，这样反向时就可以没有空程死区，反向定位精度高。与常规丝杠螺母副比较有较高的轴向精度。运动平稳，无爬行现象，传动精度高。滚珠丝杠基本上是滚动摩擦，摩擦阻力小，摩擦阻力的大小几乎和运动速度完全无关，这样就可以保证运动的平稳性。由于滚珠丝杠基本上是滚动摩擦，与常规丝杠螺母副比较不宜出现爬行现象，故传动精度高。有可逆性，由于滚珠丝杠副摩擦系数小，可以从旋转运动转换为直线运动，也可以由直线运动转换为旋转运动。丝杠和螺母都可以作为主动件，也可以作为从动件。制造工艺复杂，滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求较高，光洁度要求也高，故制造成本高。例如丝杠和螺母上的螺旋槽滚道，般都要求磨削成型表面的。不能自锁，特别是垂直丝杠，由于自重惯性力的关系，下降时当传动切断后，不能立刻停止运动，故常需要添加制动装置。在设计滚珠丝杠时，首先要确定其名义直径螺距及滚珠直径等。确定滚珠丝杠的上述参数时，目前采用的方法是，在防止疲劳点蚀的基础上，即滚性丝杠在工作过程中受轴向负载时，在滚珠和滚道型面间使产生接触应力。在这种交变接触应力的作用下，经过定的应力循环次数后，就要使滚珠或滚道型面产生疲劳剥伤，而使滚珠副丧失其工作性能，这是滚球丝杠副的主要破坏形式。在设计滚珠丝杠副时，必须保证在定的轴向负载作用下，这种名义直径和螺距的滚珠丝杠在回转百万转后，在他的滚道上由于受滚珠的压力而不致有点蚀现象，这个负载的最大值称为这种滚珠丝杠能承受的最大动负载。.滚珠丝杠的选择计算动载荷的计算其中载荷系数取

将项目扶贫资金作为两项制度衔接后巴隆乡伊克高里村清泉村夏图村布洛格村托托村新隆村六个村贫困户即户人本金入到合作社由合作社集中养殖梅花鹿年底给贫困户按照利润分红，即万元，预计户均增收元，人均增收元。在进行梅花鹿集中养殖过程中，合作社对梅花鹿养殖户按照实地实用实效原则，合作社采取每年免费培训名梅花鹿养殖专业技术人员来提高养殖户科学养殖技术，充分发挥产业化项目最大效益。同时每年带动户养殖大户来引导养殖户养殖梅花鹿积极性。第二章项目建设条件主要建设条件政策支持领导重视群众积极性高。中央关于支持青海等省藏区经济社会发展和扩大内需促进经济增长政策继续延伸，将进步增加农牧业项目投资，州级财政不断加大支农力度，以工补农，以工促农，重点投入农牧业产业化经营，加大对龙头企业和专业合作组织扶持力度，都兰县积极发展梅花鹿养殖，作为提高农牧民收入主要突破口和切入点。各级政府对梅花鹿产业发展认识明确高度重视。产品具有较强市场竞争力。目前，养殖已成为我县农民增收个亮点，也成为我县农牧民口中个热门话题，有条件村正在积极发展，特别天然草场面积万亩，可利用草场面积万亩，人均草场面积亩，共计有牲畜头只。仅按头牛占亩牧场数据测算，可容纳多头牛畜牧载量，上述资源得到充分利用后，项目村草场载畜量根据年牲畜存栏数和当年繁殖成活率，折合成羊单位后和理论载畜量进行比较，考虑到现今利用配合饲料饲喂等先进适用技术推广应用等因素，项目区草畜承载量平衡。养殖管理技术成熟。在养鹿方面，经过几年小规模养殖发展，通过走出去学，实践中练，在养鹿规模不断扩大同时，也培养出批养鹿技术人员。从日常喂养饲料配制疾病防治到鹿茸采收，加工等方面技术都已实现了本土化，能够满足养鹿所需合作性模式，确保养殖基地和带动周边地区养殖户稳定扩大生产经营规模，增加项目户经济收入，实现养殖基地与牧户双赢目标。二是通过项目建设实施，力争使项目村贫困群众生产生活条件有较大提高，产业结构得到调整优化，农民增收渠道不断拓宽，村容村貌有定改善，社会事业全面进步，经济全面发展，贫困状况得到明显改善自我发展能力得到较大提升。最终达到企业发展群众增收，村企共赢目。具体目标项目实施后，通过签订协议是特种养殖。随着养殖规模不断扩大，必将成为我县项优势产业。对推动我县农业产业结构调整必将产生深远影响，对增加我县农民收入，尽快奔向小康必将发挥重大作用。草蓄平衡分析。年底，项目村天然草场面积万亩，可利用草场面积万亩，人均草场面积亩，共计有牲畜头只。仅按头牛占亩牧场数据测算，可容纳多头牛畜牧载量，上述资源得到充分利用后，项目村草场载畜量根据年牲畜存栏数和当年繁殖成活率，折合成羊单位后和理论载畜量进行比较，考虑到现今利用配合饲料饲喂等先进适用技术推广应用等因素，项目区草畜承载量平衡。养殖管理技术成熟。在养鹿方面，经过几年小规模养殖发展，通过走出去学，实践中练，在养鹿规模不断扩大同时，也培养出批养鹿技术人员。从日常喂养饲料配制疾病防治到鹿茸采收，加工等方面技术都已实现了本土化，能够满足养鹿所需各项技术。市场前景广阔点扶持，尽快实现脱贫致富。坚持群众参与和政府指导相结合原则。项目建设必须反映群众意见，让广大群众直接参与项目选择项目确定项目实施及管理等各个环节，充分调动群众执行决策积极性和责任感，发动群众直将项目扶贫资金作为两项制度衔接后巴隆乡伊克高里村清泉村夏图村布洛格村托托村新隆村六个村贫困户即户人本金入到合作社由合作社集中养殖梅花鹿年底给贫困户按照利润分红，即万元，预计户均增收元，人均增收元。在进行梅花鹿集中养殖过程中，合作社对梅花鹿养殖户按照实地实用实效原则，合作社采取每年免费培训名梅花鹿养殖专业技术人员来提高养殖户科学养殖技术，充分发挥产业化项目最大效益。同时每年带动户养殖大户来引导养殖户养殖梅花鹿积极性。第二章项目建设条件主要建设条件政策支持领导重视群众积极性高。中央关于支持青海等省藏区经济社会发展和扩大内需促进经济增长政策继续延伸，将进步增加农牧业项目投资，州级财政不断加大支农力度，以工补农，以工促农，重点投入农牧业产业化经营，加大对龙头企业和专业合作组织扶持力度，都兰县积极发展梅花鹿养殖，作为提高农牧民收入主要突破口和切入点。各级政府对梅花鹿产业发展认识明确高度重视。产品具有较强市场竞争力。目前，养殖已成为我县农民增收个亮点，也成为我县农牧民口中个热门话题，有条件村正在积极发展，特别

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