TOP29【毕业设计】CA6140车床横向进给系统数控改造设计说明书.doc文档免费在线阅读

的口也不能满足输入输出口的要求，本系统也扩展了两片可编程接口芯片。

采用三八译码器的输出作为片选信号。

和的片选信号分别接到译码器的，的输入分别接的。

由于和芯片都是，需要根地址线，低位接芯片的输出。

接芯片的，地址锁存器在选通信号在高电平时直接传送口低位地址，当在高电平变低电平的下降沿时，低位地址锁存器，此时，口可用来向片外传送读写数据。

接口芯片与外设的联接及设计说明如下输出的指令脉冲通过光电隔离电路和功率放大电路直接驱动纵向和横向步进电机的共八相绕组。

在本系统中采用软件环形分配器方式，虽然运行速度慢些，但可以省去两个硬件环形分配器，轴上的加速度力矩折算到电动机轴上的加速度力矩折算到电动机轴上的摩擦力矩由丝杠预紧所引起，折算到电动机轴上的附加摩擦力矩切削时折算到电动机轴上的加速力矩所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩最大切削负载时所需力矩快速进给时所需力矩式中，空载启动时折算到电动机齿轮的转动惯量电动机转动惯量很小，可忽略。

因此，折算到步进电机轴上的总的转动惯量对材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量可按下式估算式中圆柱形零件的直径，零件的轴向长度，所以，丝杠的转动惯量压力角齿轮的直径两齿轮的中心矩转动惯量计算工作台质量折算到步进电动机轴上的转动惯量步距角脉冲当量快速进给速度所以，变速箱内齿轮的传动比齿轮的有关参数选取如下模数齿宽查表知级精度允许的螺距误差为，故所选丝杠合格齿轮有关计算纵向齿轮及转矩的有关计算有关齿轮计算，由前面的条件可知工作台重量根据图纸粗略计算滚珠丝杠的导程验算丝杠的拉压变形量滚珠与螺纹滚道间的接触变形量在这里丝杠的总变形量珠丝杠型号为其基本参数为圈数列数横向滚珠丝杠的校核传动效率η计算η刚度最大动载荷的计算横横丝横纵初选滚。

横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤型号选择最大工作载荷计算由于导向为贴塑导轨，则，为工作台进给方向载荷最大工作载荷，脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。

对经济型数控机床来说，常采用的脉冲当量为和，在的技术参数中，要求纵向脉冲当量为。

横向脉冲当量为杠螺母副的设计计算与选型齿轮传动计算步进电机的计算和选型等。

计算简图如下图所示确定系统的脉冲当量脉冲当量是指个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量，它是衡量数控机床加工精度的个基本参数。

因此齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠相连。

刀架拆除原刀架，改装自动回转四方刀架总成。

横向进给伺服系统机械部分的计算与选型进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括确定脉冲当量计算切削力滚珠丝安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。

溜板箱部分全部拆除，在原来安装滚珠丝杠中间支撑架和螺母以及部分操作按钮。

横溜板箱部分将原横溜板的丝杠的螺母拆除，改装横向进给滚珠丝杠螺母副横向进给步进电机与的种方案挂轮架系统全部拆除，在原挂轮主动轴处安装光电脉冲发生器。

进给箱部分全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成丝杠光杠和操作杠拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的另端支承座试拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。

进给伺服系统机械部分设计与计算进给系统机械结构改造设计进给系统改造设计需要改动的主要部分有挂轮架进给箱溜板箱溜板刀架等改造的方案不是唯的。

以下是其中的试拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。

进给伺服系统机械部分设计与计算进给系统机械结构改造设计进给系统改造设计需要改动的主要部分有挂轮架进给箱溜板箱溜板刀架等改造的方案不是唯的。

以下是其中的种方案挂轮架系统全部拆除，在原挂轮主动轴处安装光电脉冲发生器。

进给箱部分全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成丝杠光杠和操作杠拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的另端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。

溜板箱部分全部拆除，在原来安装滚珠丝杠中间支撑架和螺母以及部分操作按钮。

横溜板箱部分将原横溜板的丝杠的螺母拆除，改装横向进给滚珠丝杠螺母副横向进给步进电机与齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠相连。

刀架拆除原刀架，改装自动回转四方刀架总成。

横向进给伺服系统机械部分的计算与选型进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括确定脉冲当量计算切削力滚珠丝杠螺母副的设计计算与选型齿轮传动计算步进电机的计算和选型等。

计算简图如下图所示确定系统的脉冲当量脉冲当量是指个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量，它是衡量数控机床加工精度的个基本参数。

因此，脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。

对经济型数控机床来说，常采用的脉冲当量为和，在的技术参数中，要求纵向脉冲当量为。

横向脉冲当量为。

横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤型号选择最大工作载荷计算由于导向为贴塑导轨，则，为工作台进给方向载荷最大工作载荷最大动载荷的计算横横丝横纵初选滚珠丝杠型号为其基本参数为圈数列数横向滚珠丝杠的校核传动效率η计算η刚度验算丝杠的拉压变形量滚珠与螺纹滚道间的接触变形量在这里丝杠的总变形量查表知级精度允许的螺距误差为，故所选丝杠合格齿轮有关计算纵向齿轮及转矩的有关计算有关齿轮计算，由前面的条件可知工作台重量根据图纸粗略计算滚珠丝杠的导程步距角脉冲当量快速进给速度所以，变速箱内齿轮的传动比齿轮的有关参数选取如下模数齿宽压力角齿轮的直径两齿轮的中心矩转动惯量计算工作台质量折算到步进电动机轴上的转动惯量对材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量可按下式估算式中圆柱形零件的直径，零件的轴向长度，所以，丝杠的转动惯量齿轮的转动惯量电动机转动惯量很小，可忽略。

因此，折算到步进电机轴上的总的转动惯量所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩最大切削负载时所需力矩快速进给时所需力矩式中，空载启动时折算到电动机轴上的加速度力矩折算到电动机轴上的加速度力矩折算到电动机轴上的摩擦力矩由丝杠预紧所引起，折算到电动机轴上的附加摩擦力矩切削时折算到电动机轴上的加速力矩折算到电动机轴上的切削负载力矩式中，转动惯量，丝杠转速，时间常数，当时当时式中导轨上的摩擦系数切削加工时的转速移动不见的重量丝杠导程传动比η传动效率。

当η时，式中，η丝杠未预紧时的效率，取预加载荷，般为最大轴向载荷的，即则所以，快速空载启动所需力矩的运行频率范围内，电动机运行运行力矩应大于电动机的静载力矩与电动机转动惯量包括负载的转动惯量引起的惯性矩之和。

启动频率由于步进电动机的启动频率随着负载力矩和转动惯量的增大而降低，因此，相应负载力矩和转动惯量的极限启动频率应满足式中，极限启动频率，要求步进电动机最高启动频率。

步进电动机的选折横向进给系统步进电机的确定电动机仍选用三相六拍工作方式，查表知所以步进电动机最大静转矩为步进电动机最高工作频率为了便于设计和采购，仍选用型直流电动机，能满足使用要求。

主轴交流伺服电机主轴的变速范围主轴能实现的最高转速与最低转速之比称为变速范围，即，数控机床的工艺范围宽，切削速度与刀具，工件直径变化很大，所以主轴变速范围很宽。

由于则这里为电动机的额定转速该机床主轴要求的恒功率调速范围为主轴电机的功率是初选主轴电机的型号选主轴电机的型号为系列交流主轴驱动系统型号为，连续负载，间隙负载，短时负载，额定负载，最大转速，额定转矩，惯性矩晶体管变频器型号为主轴电机的校核电动机恒恒功率调速范围所以所选电动机型号的调速范围满足主轴所要求的调速范围。

微机控制系统硬件电路设计控制系统的功能要求向和向进给伺服运动控制自动回转刀架控制螺纹加工控制行程控制键盘及显示面板管理其他功能光电隔离功率放大报警急停复位。

硬件电路的组成后面所画大图采用系列单片机组成的控制系统硬件电路原理图。

电路的组成如下采用芯片扩展程序存储器两片，片扩展可编程接口芯片两片地址锁存器，译码器个个键盘电路，显示电路光电隔离电路，功率放大功率越程报警电路，急停电路，复位电路面板管理电路。

设计说明采用芯片，由于片内无程序存储器，数据存储器也只有字节，因此，扩展外部程序存储器两片，数据存储器片。

的口也不能满足输入输出口的要求，本系统也扩展了两片可编程接口芯片。

采用三八译码器的输出作为片选信号。

和的片选信号分别接到译码器的，的输入分别接的。

由于和芯片都是，需要根地址线，低位接芯片的输出。

接芯片的，地址锁存器在选通信号在高电平时直接传送口低位地址，当在高电平变低电平的下降沿时，低位地址锁存器，此时，口可用来向片外传送读写数据。

接口芯片与外设的联接及设计说明如下输出的指令脉冲通过光电隔离电路和功率放大电路直接驱动纵向和横向步进电机的共八相绕组。

在本系统中采用软件环形分配器方式，虽然运行速度慢些，但可以省去两个硬件环形分配器，电路比较简单，由于步进电机的每相绕组需和个接口相连，以便与控制寄存器中指定相位对应，因此，占用的口数量较多。

的作为显示器位选信号，显示器的段选信号则由的发出，的是键盘扫描输入。

行程限位报警信号，分别通过的，提出中断请求，根据不同的中断口可以直接识别行程的方向，此时相应的红灯报警。

小的接自动回转刀架四方刀架，自动回转刀架需要换刀时，由发出换位信号，经交流控制箱控制刀架电机回转，到达指定的刀位。

刀架夹紧后，即发出回答信号，表示已完成换刀过程，可以进行切削加工。

换刀回答信号经的输入计算机，控制刀架开始进给。

接控制面板上的控制开关，设有编辑空运行自动手工手工回零等选着方式。

接控制面板上的按钮开关，设有启动暂停单段运行连续运行急停等操作功能。

加工螺纹时，与车床主轴相连的光电脉冲发生器会发出螺纹加工信号和零位螺纹信号，螺纹加工信号送入的，通过设置不同的时间常数，可以改变主轴每转时的纵向进给量，从而加工出不同螺距的螺纹，零位螺纹信号送入