數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)書Y軸樣本

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1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 前言 隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 , 機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量的提高。產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷的加快。 因此對(duì)機(jī)床不但要求迅速適 應(yīng)產(chǎn)品零件的換代有教高的精度和生產(chǎn)率 , 而且應(yīng)有教高的精度和生產(chǎn)率 , 生產(chǎn)的需要促使數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生。 隨著電子技術(shù) , 特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 , 數(shù)控機(jī)床迅速發(fā)展起來。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步 設(shè)計(jì)的必要性能夠解決形狀復(fù)雜小批零件的加工問題 , 穩(wěn)定加工 質(zhì)量和提高生產(chǎn)率?？墒怯捎谑芷渌鼦l件的限制, 例如價(jià)格、 精 度等問題。 因

2、此設(shè)計(jì)改造數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)是刻不容緩的。 數(shù)控 機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 其中包括進(jìn)給系統(tǒng)的軸向負(fù)載計(jì)算 , 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與選型 , 滾珠絲杠螺母副的選型計(jì)算 , 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 的動(dòng)態(tài)特性分析誤差計(jì)算 , 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型計(jì)算 , 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī) 與滾珠絲杠的連接等等。 經(jīng)過這次綜合課程設(shè)計(jì) , 能夠達(dá)到以下目的 : 1、 培養(yǎng)綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能來解決工程實(shí)際問題的能力 ; 2、 強(qiáng)化工程實(shí)踐能力和意識(shí) , 提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力 ; 3 、 使本人受到從事本專業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練 , 提高工程繪圖、 計(jì)算、

3、 數(shù)據(jù)處理、 使用計(jì)算機(jī)、 使用文獻(xiàn)資和手冊(cè)、 文字表示等各方面的能力 ; 4、 培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和工程經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng) , 嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。  , 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 一、 進(jìn)給伺服系統(tǒng)概述 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖所示 :

4、 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同 , 它們對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同 , 但一般可概括為以下幾方面 : 可逆運(yùn)行 ; 速度范圍寬 ; 具有足夠的傳動(dòng)剛度和高的速度穩(wěn)定性 ; 快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào) ; 高精度 ; 低速大轉(zhuǎn)矩。 伺服系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的要求 : ( 1) 從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn) , 轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小 , 特別在低速如 0.1r /min 或更低速時(shí) , 仍有平穩(wěn)的速度而無(wú)爬行現(xiàn) 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者

5、刪除。 象。 ( 2)  電機(jī)應(yīng)具有大的較長(zhǎng)時(shí)間的超載能力  ,  以滿足低速大轉(zhuǎn)矩 的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)超載  4-6  倍而不損 壞。 ( 3) 為了滿足快速響應(yīng)的要求 , 電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大 的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 , 并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。電機(jī)應(yīng) 具有耐受 4000rad/s 2 以上的角加速度的能力 , 才能保證電機(jī)可 在 0.2s 以內(nèi)從靜止啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速。 ( 4) 電機(jī)應(yīng)能隨

6、頻繁啟動(dòng)、 制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。 隨著微電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)和伺服控制技術(shù)的發(fā)展 , 數(shù)控 機(jī)床的伺服系統(tǒng)已開始采用高速、 高精度的全數(shù)字伺服系統(tǒng)。使 伺服控制技術(shù)從模擬方式、 混合方式走向全數(shù)字方式。 由位置、 速 度和電流構(gòu)成的三環(huán)回饋全部數(shù)字化、 軟件處理數(shù)字 PID, 使用靈活 , 柔性好。數(shù)字伺服系統(tǒng)采用了許多新的控制技術(shù)和改進(jìn)伺服性能的措施 , 使控制精度和質(zhì)量大大提高。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)按其控制方式不同可分為開環(huán)系統(tǒng)和死循 環(huán)系統(tǒng)。死循環(huán)控制方式一般是具有位置回饋的伺服系統(tǒng)。 根據(jù)位置檢測(cè)裝置所在位置的不同 , 死循環(huán)系統(tǒng)又分為半

7、死循環(huán)系統(tǒng)和全死循環(huán)系統(tǒng)。 半死循環(huán)系統(tǒng)具有將位置檢測(cè)裝置裝在絲杠端頭和 裝在電機(jī)軸端兩種類型。 前者把絲杠包括在位置環(huán)內(nèi) , 后者則完全置機(jī)械傳動(dòng)部件于位置環(huán)之外。 全死循環(huán)系統(tǒng)的位置檢測(cè)裝置安裝在工作臺(tái)上 , 機(jī)械傳動(dòng)部件整個(gè)被包括在位置環(huán)之內(nèi)。 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 開環(huán)系統(tǒng)的定位精度比死循環(huán)系統(tǒng)低 , 但它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、 造價(jià)低廉。 由于影響定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝置的磨損、慣性及間隙的存在 , 故開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。 全死循環(huán)系統(tǒng)控制精度高、 快速性能好 , 但由于機(jī)械傳動(dòng)部件在控制環(huán)內(nèi)

8、, 因此系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不但取決于驅(qū)動(dòng)裝置的 結(jié)構(gòu)和參數(shù) , 而且還與機(jī)械傳動(dòng)部件的剛度、 阻尼特性、 慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系 , 故必須對(duì)機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。 因此全死循環(huán)系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的要求 比較高 , 且造價(jià)也較昂貴。死循環(huán)系統(tǒng)中采用的位置檢測(cè)裝置有 : 脈沖編碼器、 旋轉(zhuǎn)變壓器、 感應(yīng)同步器、 磁尺、 光柵尺和激光干涉儀等。 數(shù)控車床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)中常見的驅(qū)動(dòng)裝置是伺服電機(jī)。 伺服電機(jī)有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)之分。 交流伺服電機(jī)由于具有可靠性高、 基本上不需要維護(hù)和造價(jià)低等特點(diǎn)而被廣泛采用。 直流伺

9、服電動(dòng)機(jī)引入了機(jī)械換向裝置。 其成本高 , 故障多 , 維護(hù)困難 , 經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn) , 并對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)機(jī)械換向器的換向能力 , 限制了電動(dòng)機(jī)的容量和速度。電動(dòng)機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上 , 使得電動(dòng)機(jī)效率低 , 散熱差。為了改進(jìn)換向能力 , 減小電樞的漏感 , 轉(zhuǎn)子變得短粗 , 影響了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。 交流伺服已占據(jù)了機(jī)床進(jìn)給伺服的主導(dǎo)地位 , 并隨著新技術(shù)的發(fā)展而不斷完善 , 具體體現(xiàn)在三個(gè)方面。 一是系統(tǒng)功率驅(qū)動(dòng)裝置 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 中的電力電子器件不斷向高頻化方向發(fā)展 , 智

10、能化功率模塊得到 普及與應(yīng)用 ; 二是基于微處理器嵌入式平臺(tái)技術(shù)的成熟 , 將促進(jìn) 先進(jìn)控制算法的應(yīng)用 ; 三是網(wǎng)絡(luò)化制造模式的推廣及現(xiàn)場(chǎng)總線技 術(shù)的成熟 , 將使基于網(wǎng)絡(luò)的伺服控制成為可能。 二、總體設(shè)計(jì)方案的擬定 2.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、 點(diǎn)位直線控制系 統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)的機(jī)床要求具有定位、 直線插補(bǔ)、 順、 逆圓弧插補(bǔ)、 暫停、 循環(huán)加工、 公英制螺紋加工等功能 , 故應(yīng)選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。 2.2 控制方式的選擇 伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、 半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)的機(jī)床精度要求高 , 但考慮到經(jīng)濟(jì)及調(diào)試等問題 , 選用半閉環(huán)型的控制系統(tǒng)。 2.3 機(jī)械傳動(dòng)方式 當(dāng)前數(shù)控銑床的縱向和橫向多采用伺服電機(jī) , 進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)鏈采用滾珠絲杠、 靜壓絲杠和無(wú)間隙齒輪副等 , 以盡量減小反 向間隙。我們這里擬采用的是滾珠絲杠副傳動(dòng) , 以減少摩擦系數(shù) , 提高進(jìn)給機(jī)構(gòu)的整體剛度。滾珠絲杠與電機(jī)間用聯(lián)軸器直接連接 ,