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(图纸+论文)步进电动机驱动的伺服转台的设计(全套完整) (图纸+论文)步进电动机驱动的伺服转台的设计(全套完整)

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《(图纸+论文)步进电动机驱动的伺服转台的设计(全套完整)》修改意见稿

1、“.....采用开环系统回转工作台,其特点为结构简单控制方便投资少。采用步进电动机伺服驱动,满足中等精度的数控机床的控制要求。本次设计包括两大方面内容转台系统设计和步进电动机控制设计。转台系统的方案论证.步进电动机的选择根据系统的功能定位精度最高转速与负载等多方面要求,可以选择三相反应式步进电动机,型号为。其主要参数为步距角电压电流保持转矩.•最高空载启动频率运行频率.系统传动比为,则每个参考脉冲引起的转台转动角度为三相三拍时三相六拍时.∕.能够满足系统定位精度的要求.由于系统的最高转速为,即.,系统的负载也很小,选择上述型号的三相反应式步进电动机与的传动比是可行的转台本体的设计转台最大直径。步进电动机通过蜗轮蜗杆传动机构再驱动转台做旋转运动。下面分别说明各个子系统的功能与设计方法。步进电动机的选择步进电动机的运行性能主要由步进电动机的动静态特性和通电方式等因素决定。步进电动机的最大静转矩表征了步进电动机的静态特性,因此在选择步进电动机时......”

2、“.....为了保证步进电动机能够输出所需的动态转矩和实现不丢步的起动过程,需对步进电动机的正常运行频率和起动频率加以限制。因此,选择步进电动机时必须根据系统的工作频率和起动频率要求,选择合适的步进电动机。步进电动机的通电方式有多种,通常采用多相多拍制通电方式,以保证和提高步进电动机的动静态性能。根据系统的功能定位精度最高转速与负载等多方面要求,可以选择三相反应式步进电动机,其技术参数如表所示。步进电动机确定之后,还需设定系统的传动比。对于上述型号的步进电动机,如果系统的传动比为,则每个参考脉冲引起的转台转动角度为三相三拍时,三相六拍时,能够满足系统定位精度的要求。由于系统的最高转速要求不高,系统的负载也很小,选择上述型号的三相反应式步进电动机与的传动比是可行的。脉冲分配器接口电路设计对于不同相数的步进电动机,可以根据实际系统的需要,选择不同的脉冲分配方式,以使合成转矩最大,转矩波动最小,步距精度较高。脉冲分配器的实现有硬件和软件两种方法。目前......”

3、“.....如等。采用这些集成电路可以很方便地实现步进电动机的控制。但是,有时为了降低系统的成本,提高分配器功能的灵活性,常采用软件分配器方法。软件分配器的实现方法是利用计算机的数字输出口直接输出每相的控制脉冲,通过软件编程协调各相控制脉冲的时序关系,以实现软件分配器功能。在步进电动机驱动的伺服转台系统中,三相控制脉冲分别由单片机的三个高速输出口和输出,再经过缓冲和光耦隔离,送入步进电动机的功放驱动电路,如图所示。由于步进电动机伺服系统简单可靠,所以在中等精度的数控机床伺服控制系统中,也大量采用步进电动机驱动方式,构成开环或闭环的步进电动机伺服控制系统。.系统功能与设计要求步进电动机驱动的伺服转台为学习和研究步进电动机伺服系统提供了实验对象和工具,也为伺服转台的设计与控制提供了实例。学习研究与产品设计对步进电动机驱动的伺服转台提出了如下的功能与指标要求步进电动机驱动的伺服转台能够实现三相单三拍三相双三拍和三相六拍三种脉冲分配方式的控制方案,并且控制方案能够通过小键盘进行选择,系统有关参数能够通过显示器显示出来......”

4、“.....转角范围不限。步进电动机驱动的伺服转台能够实现匀速加速控制。并能够实现梯形速度分布的点位控制。步进电动机驱动的伺服转台,其最高转速为,定位精度为。.方案选择根据系统的功能要求,步进电动机驱动的伺服转台可由以下两部分组成,如图。图步进电动机驱动的伺服转台的组成转台系统转台系统由转台本体传动机构和步进电动机组成。三相反应式步进电动机通过蜗轮蜗杆传动机构驱动转台转动,其传动比为。步进电动机控制器这是由单片机构成的步进电动机通用驱动控制器。它由人机接口参考脉冲与脉冲分配器及功率放大等功能块组成。在图所示的步进电动机驱动的伺服转台系统中,转台转角是由固定于转台台面上的光学经纬仪读出的。步进电动机驱动的伺服转台系统的框图,如图所示。图步进电动机驱动的伺服转台系统框图基于单片机控制的步近电动机驱动的伺服转台系统,具有方便的人机接口,可以灵活地设置不同的脉冲分配方案与控制方法,能够满足步进电动机伺服系统的实验要求。.系统硬件设计采用图所示的系统控制方案......”

5、“.....通过小键盘设定脉冲分配方式等系统控制参数,这些参数在显示器上被显示出来然后,系统在单片机的控制下,产生参考脉冲,经过脉冲分配器与接口电路,变换成三相控制脉冲,送至功率放大器最后,经过功率放大的三相脉冲信号驱动步进电动机旋转。校核齿根弯曲疲劳强度确定计算参数由中表查取齿行系数和应力修正系数由中图查取弯曲疲劳强度寿命系数计算许用应力,取弯曲疲劳强度最小安全系数校核计算所以满足疲劳强度要求.蜗轮蜗杆设计数控机床上当要实现回转进给运动或大降速比的传动要求时,常采用蜗杆蜗轮副。蜗杆蜗轮副的啮合侧隙,对传动定位精度影响很大,因此,消除其侧隙就成为设计中的关键问题。为了消除传动侧隙,可采用双导程蜗杆蜗轮副。双导程蜗杆蜗轮副概述双导程蜗杆的工作原理双导程蜗杆与普通蜗杆的区别是双导程蜗杆齿的左右两侧面具有不同的导程,而同侧的导程则是相等的,因此,该蜗杆的齿厚从蜗杆的端向另端均匀地逐渐增厚或减薄。双导程蜗杆又称变齿厚蜗杆,故可用轴向移动蜗杆的方法来消除或调整蜗轮蜗杆副之间的啮合间隙。双导程蜗杆副的啮合原理与般的蜗杆副啮合原理相同......”

6、“.....蜗轮则相当于同它啮合的齿轮,由于蜗杆齿左右侧面具有不同的齿距,即齿的左右两侧面具有不同的模数∏。但以为同侧面的齿距相同,故没有破坏啮合条件,当轴向移动蜗杆后,也能保证良好的啮合。双导程蜗杆蜗轮副的特点双导程蜗杆蜗轮副在具有回转进给运动或分度运动的数控机床上应用广泛,是因为其具有突出的优点啮合间隙可调整得很小,根据实际经验,侧隙调整可以小至。而普通蜗轮副般只能达到,如果再小,就容易产生咬死现象。因此双导程蜗轮副能在较小的侧隙下工作,对提高数控转台的分度精度非常有利普通蜗轮副是以蜗杆沿蜗轮作径向移动来调整啮合侧隙,因而改变了传动副的中心距,从啮合原理角度看,这是很不合理的。因为改变中心距会引起齿面接触情况变差,甚至加剧它们的磨损,不利于保持蜗轮副的精度。而双导程蜗轮副是用蜗杆轴向移动来调整啮合侧隙的,不会改变它们的中心距,可以避免上述缺点双导程蜗杆是用修磨调整环来控制调整量,调整准确,方便可靠而普通蜗轮副的径向调整量较难掌握,调整时也容易产生蜗杆轴线歪斜双导程蜗轮副的蜗杆支承直接做在支座上......”

7、“.....中心距公差可略微放宽,装配时,用调整环来获得合适的啮合侧隙,这是普通蜗轮副无法办到的。双导程蜗杆的缺点是蜗杆加工比较麻烦,在车削和磨削蜗杆左右齿面时,螺纹传动链要选配不同的两套挂轮。而这两种齿距不是标准模数往往是繁琐的小数,精确配算挂轮很费时。步进,电动机,驱动,伺服,转台,设计,毕业设计,全套,图纸代数控技术的发展日新月异,机床的新结构新技术不断出现,使机床附件也随之发展迅速。伺服转台在数控机床上的应用越来越多。本次设计的是数控机床上使用的伺服转台,通过在原工作台上安装数控转台,可以实现较高精度的旋转定位。些难于加工的零件因为有了数控转台,从而使加工过程变得简单。数控回转工作台主要应用于铣床等,特别是在加工复杂的空间曲面方面如航空发动机叶片船用螺旋桨等,由于回转工作台具有圆周进给运动,易于实现与三坐标的联动,但需与高性能的数控系统相配套。伺服转台的出现,可以替代原有精度不高的机械转台,伺服转台可以实现高的精度要求,使些难以达到加工要求的零件很轻松的达到要求......”

8、“.....采用开环系统回转工作台,其特点为结构简单控制方便投资少。采用步进电动机伺服驱动,满足中等精度的数控机床的控制要求。此设计中的传动机构主要包括两部分齿轮传动和蜗轮蜗杆传动。齿轮传动是机械传动中最主要的类传动,它由装在两轴上的主从动齿轮所组成,通过轮齿间的啮合传递运动和动力。蜗杆传动由蜗轮和蜗杆组成,用于传递空间两交错轴之间的运动和动力,通常两轴交错角为,该传动广泛应用于各种机器和仪器中。本设计的控制部分是由单片机构成的步进电动机通用驱动控制器来控制其运动的。主要由人机接口参考脉冲与脉冲分配器及功率放大等功能块组成。把机械部分和控制部分结合起来,就可以满足步进电动机伺服系统的精度要求。关键词数控伺单片机构成的步进电动机通用驱动控制器来控制其运动的。本次设计可以实现的功能有在机床的原工作台上使用由步进电动机驱动由单片机控制实现三种脉冲分配方式的控制系统有关参数可通过显示器显示出来转台能够实现顺逆两个方向的转动,转角范围不定可实现匀速加速控制以及点控制转台最高转速达,定位精度为。通过本次设计......”

9、“.....同时,可以巩固在校所学到的知识,给我们以后的工作奠定了坚实的基础。由于时间仓促和本人的水平有限,设计中的错误和不妥之处在所难免,恳请老师和同学们批评指正。数控转台的工作原理及其方案论证.数控转台的工作原理数控机床是种高效率的加工设备,当零件被装夹在工作台上以后,为了尽可能完成多工序或者全部完成次装夹后所有工序的加工,以扩大工艺范围和提高机床利用率。除了要求机床有三个坐标轴直线运动之外,还要求工作台在周围方向有进给运动和分度运动。通常回转工作台可以实现上述运动,用以进行圆弧加工或与直线联动进行曲面加工,以及利用工作台精确的自动分度,实现箱体在零件各个面的加工。在自动换刀多工序数控机床,加工中心上,回转工作台已成为不可缺少的部件,为快速更换工件,带有托板交换装置的工作台应用也越来越多。数控机床回转工作台主要有两种数控进给回转工作台和分度回转工作台,其工作台面的形式有带托板交换装置和不带托板交换装置两种。数控回转工作台的主要功能有两个是工作台进给分度运动,即在非切削时......”

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