[CAD圖紙全套]小型多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置及溫控、上位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 北京信息科技大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 小型多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置及溫控、上位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 朱勇 班級(jí) /學(xué)號(hào)：機(jī) 0405導(dǎo)老師 /督導(dǎo)老師：李啟光 起止時(shí)間： 2008 月 2 日 25 日 2008年 6月 20日 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的目標(biāo)要求是 小型多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置及溫控、上位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) ，推料進(jìn)給裝置只是普通機(jī)床的一部分，進(jìn)給裝置關(guān)鍵部件主要包括步進(jìn)電機(jī)、 聯(lián)軸器、滾珠絲杠副等等。 為了保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的連續(xù)性、完整性、和系統(tǒng)性，首先從推料進(jìn)給裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)出發(fā)，完成了傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其各重要部件的分析、選擇、以及校核計(jì)算。此外，還利用傳感器、變送器、 態(tài)繼電器做出了一個(gè)簡(jiǎn)單的溫控系統(tǒng)，運(yùn)用 且能實(shí)現(xiàn)定階段溫控和變階段溫控的普通功能。 關(guān)鍵詞 ：滾珠絲杠副，步進(jìn)電機(jī)、 文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) he is of of to to is of In to of to of of of In of a of 7 P3 to of of 文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 目 錄 中文摘要 . . 第一章 緒論 . 1 推料進(jìn)給裝置簡(jiǎn)述 1 1 2課題的提出和課題的主要任務(wù) 1 1 2 1 推料進(jìn)給裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 2基于加工板材對(duì)溫度的要求對(duì)溫控裝置的設(shè)計(jì) 2 第二章 推料進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)方案 2 2 1 滾珠絲杠副的選型計(jì)算及其校 核 2 2 2 電機(jī)的選型計(jì)算及其校核 4 2 3 軸承的選型計(jì)算及其校核 8 第三章 溫度控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方案 1 溫度控制系統(tǒng)的硬件選擇 9 3 2 溫度控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)連接 11 第四章 溫度控制系統(tǒng)的可編程控制器（ 程序設(shè)計(jì) . 1 可編程序控制器的工作 原理和 過(guò)程 . 2 3 法的使用 4定階段溫度控制系統(tǒng)的 5變階段溫度控制系統(tǒng)的 五章 溫度控制系統(tǒng)的上位系 統(tǒng)設(shè)計(jì)（ 33 5 1 2階段溫控系統(tǒng)的 38 5 3變階段溫控系統(tǒng)的 40 第六章 結(jié)論 43 參考文獻(xiàn) 文檔 送全套圖紙 扣扣 414951605 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 第一章 緒論 1 1 推料進(jìn)給裝置簡(jiǎn)述 自工業(yè)革命開(kāi)始，機(jī)器作業(yè)逐漸代替了手工作業(yè)，而機(jī)床作為機(jī)器作業(yè)的典型代表也日益發(fā)展，從人工手動(dòng)控制的老式機(jī)床發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床。相應(yīng)的，作為機(jī)床作業(yè)的基礎(chǔ)，推料進(jìn)給裝置的發(fā)展也成為了機(jī)床發(fā)展的一個(gè)縮影，從最當(dāng)初的人工送料到現(xiàn)在的全自動(dòng)機(jī)器送料（涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)的存?。?。 隨著機(jī)床的高速發(fā)展，機(jī)床設(shè)計(jì)者對(duì)推料進(jìn)給裝置的要求也日漸提高，無(wú)論從行程，進(jìn)給方向還是進(jìn)給速度方面，提高工作效率，不僅要靠機(jī)床的快速加工，迅速而準(zhǔn)確的推 料進(jìn)給也是十分必要的。因此在現(xiàn)在的機(jī)床推料進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)上，設(shè)計(jì)者一般都秉承著進(jìn)給準(zhǔn)確，速度合適，行程合理這幾個(gè)基本原則 1 2 課題的提出和課題的主要任務(wù) 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是 小型多工步自動(dòng)推料進(jìn)給裝置及溫控、上位顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要有兩大部分，一部分是機(jī)械部分設(shè)計(jì)，進(jìn)給裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還有進(jìn)給裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；一部分是電部分的設(shè)計(jì)，即溫控系統(tǒng)硬件和程序的設(shè)計(jì)，及其上位顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 1 2 2 1 推料進(jìn)給裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)，以完成預(yù)期的功能 。常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)，楔塊機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)，摩擦輪機(jī)構(gòu)，撓性件機(jī)構(gòu)，液氣動(dòng)機(jī)構(gòu)，電氣機(jī)構(gòu)以及利用以上一些常用機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合而產(chǎn)生的組合機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在使用中最主要的目的是為了實(shí)現(xiàn)速度或者力的變換，或?qū)崿F(xiàn)特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的要求。 根據(jù)功率，速度，輸出力三者之間的關(guān)系： P=中 P 輸出功率 F 輸出力 V 輸出速度 在傳輸功 率一定的情況下，為了得到一個(gè)比較大的力輸出，可以降低輸出速度。如果要使輸出力按某一規(guī)律變化，則可以通過(guò)調(diào)整輸出速度按某種規(guī)律變化來(lái)得以實(shí)現(xiàn) 常見(jiàn)的用于運(yùn)動(dòng)速度或力的大小變換的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有以下幾種： 1）通過(guò)嚙合方式進(jìn)行傳動(dòng)（例如：齒輪、蝸輪蝸桿、鏈傳動(dòng)、同步齒形帶等）。其中齒輪傳動(dòng)可以在平行軸或交錯(cuò)軸間實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定傳動(dòng)比傳動(dòng)，適用功率和速度范圍廣，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，互換性好，依次得到廣泛應(yīng)用。 2）通過(guò)摩擦方式進(jìn)行傳動(dòng)（例如：摩擦輪傳動(dòng)、摩擦式無(wú)級(jí)變速 器、帶傳動(dòng)、滾珠絲杠副傳動(dòng)、滑輪傳動(dòng)等）。這類(lèi)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，成本低廉，由于帶具有柔軟性，有吸收振動(dòng)的特性，且有緩沖和安全保護(hù)的作用特性使帶傳動(dòng)適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)。 3）利用楔塊進(jìn)行傳動(dòng)（例如：螺旋傳動(dòng)等）。螺旋傳動(dòng)主要由螺桿、螺母、機(jī)架組成，螺旋傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是增力效果大，可用較小的轉(zhuǎn)矩得到較大的軸向力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)精度高，平穩(wěn)無(wú)噪音等。 4）利用流體作用原理進(jìn)行傳動(dòng)（例如：液壓、氣動(dòng)傳動(dòng)等）。液體可以看作一種不可壓縮物體，因而液壓傳動(dòng)可以傳動(dòng)較大的力，經(jīng)常用于傳動(dòng)比不需十分 精確但載荷很大的情況下，但液壓傳動(dòng)速度較慢，例如液壓千斤頂、液壓挖掘機(jī)的推桿等。相反氣動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 般用于傳輸較小的力，但作用速度快。 原動(dòng)機(jī)的輸出較為常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，而工作機(jī)的輸出要求是多種多樣的，因此進(jìn)行運(yùn)動(dòng)形式的變換是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一個(gè)很重要的任務(wù)。機(jī)械機(jī)構(gòu)中常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式主要有：轉(zhuǎn)動(dòng)、平動(dòng)、擺動(dòng)等。常見(jiàn)的用運(yùn)動(dòng)形式的變換機(jī)構(gòu)主要有：凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、撓性件機(jī)構(gòu)、摩擦輪機(jī)構(gòu)、流體機(jī)構(gòu)等。它們能將轉(zhuǎn)動(dòng)變換成移動(dòng)，或反之，由于運(yùn)動(dòng)形式的變化，機(jī)構(gòu)的傳力方式也就隨之改變。 在我的課題 里，我把推料進(jìn)給裝置設(shè)計(jì)在沖壓機(jī)床上， 選擇的原動(dòng)件是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，做的是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而進(jìn)給動(dòng)作是在一個(gè)水平方向上的直線運(yùn)動(dòng)，因此在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面我選用的是滾珠絲杠副，利用它將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)水平方向上的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。而且在電機(jī)選型后，由于電機(jī)的輸出軸和絲杠所在的軸可能存在粗細(xì)不同的情況，連軸器的選用也成為可能。 沖壓機(jī)床由于加工材料都為較細(xì)的板材，如何將直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均勻的分?jǐn)傇诎宀纳希拱宀哪軌蚱椒€(wěn)的進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，也成為我的考慮范圍之內(nèi)。 因此，在進(jìn)給力的分配上，必須保證鋼板在進(jìn)給方向上受力均勻。我的初 步想法是將板材上的受力點(diǎn)設(shè)定為 2個(gè)點(diǎn)。 1 2 2 2 基于加工板材溫度的要求對(duì)溫控裝置的設(shè)計(jì) 既然設(shè)定為沖壓機(jī)床上的推料進(jìn)給裝置，就得考慮到機(jī)床沖壓板材時(shí)可能出現(xiàn)由于溫度過(guò)低而出現(xiàn)板材在沖壓結(jié)束后形成裂紋。而溫控裝置恰恰就能解決板材溫度的問(wèn)題，但是加工材料是多樣的，相應(yīng)的它們對(duì)于溫度的要求也是不一樣的，而且要將板材在達(dá)到溫度要求后由于余熱的影響降到最小。要一一實(shí)現(xiàn)它們的溫度要求，溫控裝置必須能夠?qū)崿F(xiàn)變階段控溫，達(dá)到每個(gè)階段溫度后的保溫時(shí)間也能自我設(shè)定。 第二章 推料進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)方案 2 1 絲 杠副的選型計(jì)算及其校核 本次設(shè)計(jì)中選用的滾珠絲杠型號(hào)為漢江機(jī)床廠 稱(chēng)直徑為0程 P=5用兩端支撐的支撐方式。該絲桿的額定載荷為：動(dòng)載 =11670N，靜載=37658N，設(shè)定絲桿轉(zhuǎn)速為 540r/ (1)、最大工作載荷 計(jì)算 工作臺(tái)推料尺寸最大為 1000000推板材的最大厚度為 5板材的重量為 G=3m 3m 8900kg/10N/450N 由于滾珠是 45#鋼所以，經(jīng)查得，鋼 擦力 f 為： f = 450=進(jìn)給方向載荷 Fx=f=向載荷 F y =0,垂 直載荷 采用的是綜合導(dǎo)軌 ,K= =m= ()K F x F z G=450= 2）、最大動(dòng)載荷 計(jì)算 30 w H mL f f L= 660 /1060 540 15000/106 =486 載荷系數(shù)：文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 硬度系數(shù)：珠絲桿副的最大工作載荷： 比較絲桿的額定動(dòng) 載荷遠(yuǎn)大于實(shí)際最大動(dòng)載荷，故絲桿可用。 （ 3）傳動(dòng)效率的計(jì)算 ta n ( ) 絲桿的螺旋升角： 0a r c t a n ( / )= 摩擦角： ，一般取 10 分 =（ 4）、絲桿的拉伸或者壓縮變形量121 2 最大工作載荷：位為 N 桿兩端支撐間的距離： a ，單位為 a =2000 絲桿的彈性模量： E ，鋼的 E =105 桿按底徑 位為 2d=22d /4=矩： M，單位為 N . M=20=桿按底徑 慣性矩（ 42 / 64），單位為 =中：“ +”用于拉伸，“ ”用于壓縮。 經(jīng)計(jì)算得1=珠與滾道間的接觸變形量2(有預(yù)緊 ) 有預(yù)緊：2 230 . 0 0 1 3 1 0 / 1 0 Z 無(wú)預(yù)緊： 132 10 . 0 0 3 8 ( ) 10 滾珠直徑： D,單位為 D=文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 滾珠總數(shù)量： 圈數(shù) 列數(shù) Z=92 單圈滾珠數(shù)：0( / ) 3Z d DZ=37 位為 N 2=度驗(yàn)算： 絲桿的總變形量 =1+2= 值不應(yīng)大于機(jī)床定位精度的一半 （ 5）穩(wěn)定性驗(yàn)算 絲桿屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，如 果軸向負(fù)載過(guò)大，則可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷 滿(mǎn)足： 22 臨界載荷： 絲桿支撐系數(shù)： K：壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取 ，垂直安裝時(shí)取小值 滾珠絲桿兩支撐端的距離： a 單位為 a=2000 2 電機(jī)的選型 電機(jī)分為步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)相比，二者性能又有較大不同，它主要表現(xiàn)為： (1)兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 、 ， 、 。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用 于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為 ；德國(guó)百格拉公司（ 產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)置為 、 、 、 、 、 、 ，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。 交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn) 2500 線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為 360/10000=。對(duì)于帶 17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng) 器每接收 217=131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為 360/131072=。是步距角為 的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的 1/655。 (2)步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。 交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也 不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（ 可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。 (3) 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在 300 600流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為 2000000內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 (4)步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以松下交 流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī) 。 (5)步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn) 象，控制性能更為可靠。 (6)步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要 200 400 毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下 00靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。 在我的推料進(jìn)給裝置中，基本上對(duì)啟停速度要求不算太過(guò)嚴(yán)格，綜上所述，初步選中電機(jī)類(lèi)型為步進(jìn)電機(jī)。具體型號(hào)是 45計(jì)算如下： （ 1）、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量21()2 式中 1 計(jì)算： (30= 2）、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩通?？紤]兩種情況：一種是 快速空載啟動(dòng)，另一種是承受最大工作載荷。 快速空載啟動(dòng)時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)軸所受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩1m a x 0e q a T T 快速空載啟動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩，單位是 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩，單位是 0T 滾珠絲桿預(yù)緊后折算到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩，單位是 而上式中： m a e q ma e q 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸的角加速度，單位是 2/s 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位是 / 電動(dòng)機(jī)加速所用的時(shí)間，單位是 s，一般在 s 之間選取 經(jīng)計(jì)算： (2 摩 導(dǎo)軌的摩擦力，單位是 N 滾珠絲桿的導(dǎo)程，單位是 m 傳動(dòng)鏈總效率，一般取 =i 總的傳動(dòng)比 /n n 機(jī)的轉(zhuǎn)速 桿的轉(zhuǎn)速 經(jīng)計(jì)算：00(1 )2 Y J i 滾珠絲桿副的預(yù)緊力，一般取滾珠絲桿工作載荷的 1/3，單位是 N 0 滾珠絲桿副未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取0于選擇的是無(wú)預(yù)緊絲杠 最大工作載荷狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩2t T T 2 進(jìn)給方向最大工作載荷，單位是 N 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 12m a x , e q e q e T代入數(shù)據(jù)： 1 2 3）步進(jìn)電機(jī)的選型 將上 述計(jì)算所得的，用 中的系數(shù) K 稱(chēng)作安全系數(shù)，一般應(yīng)在 之間選取。 4）步進(jìn)電機(jī)的性能校核 最快工作進(jìn)給速度時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 m 0 m a x ( / m fv m m 最快工作進(jìn)給速度 ( / )脈 沖 系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 從步進(jìn)電機(jī)的矩頻率特性曲線中找出運(yùn)行頻率最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩比較，足。 最快空載時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 0 最快空載工作進(jìn)給速度 從步進(jìn)電機(jī)的矩頻率特性曲線中找出運(yùn)行頻率最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩比較，足。 最快空載移動(dòng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核 由最快空載移動(dòng)速度m a x ( / m v m / )脈 沖 ，算出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 啟動(dòng)頻率校核 1/ 總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以通過(guò)上式求得 ，也可以在步買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 進(jìn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)慣頻特性曲線上找出 電機(jī)空載啟動(dòng)頻率，單位是產(chǎn)品資料查得 加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位是 2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，單位是 2算得啟動(dòng)頻率小于機(jī)符合要求。 2 3 軸承的選型計(jì)算及其校核 一般主軸常用的幾種滾動(dòng)軸承的配置有以下幾種。 1）前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和 60角接觸雙列向心推力球軸承組合，承受徑向和軸向載荷；后支承采用成對(duì)角接觸球軸承，特點(diǎn)是剛度高，可以滿(mǎn)足強(qiáng)力切削的要求，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多。（圖中 a）。 2）前軸承采用成組角接觸球軸承， 2 3 個(gè)軸承組成一套，要求背靠背安裝，承受徑向和軸向載荷；后軸承采用雙列短圓柱滾子軸承，適用于高速、重載、精度好 的主軸要求，但承受的軸向載荷比前一配置小。（圖中 b）。 3）前后支承均采用高精度的成組角接觸球軸承，承受徑向和軸向載荷；這類(lèi)軸承具有良好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá) 4000r/的承載能力小，適合于高速度、 輕載荷、高精度的數(shù)控機(jī)床主軸。（圖中 c）。 4）前軸承采用雙列圓錐滾子軸承，能夠承受較大的徑向和軸向載荷，后軸承采用單列圓錐滾子軸承。能承受重載荷尤其能承受較強(qiáng)的動(dòng)載荷，可調(diào)整性好，但限制了主軸最高轉(zhuǎn)速與精度，適合于低速、重載、中等精度的機(jī)床。（圖中 d）。 軸承的精度分為 2、 4、 5、 6、 0 五級(jí)， 2 級(jí)最高， 0 級(jí)為普通精度級(jí)。主軸軸承以 4 級(jí)為主（記為 較低精度的主軸可以用 ，而 般不用。 圖 13 數(shù)控機(jī)床主軸軸承的配置形式 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 前后軸承之間，前軸承對(duì)主軸組件的精度影響比后軸承的影響大。因此后軸承精度可以比前軸承低一級(jí)。 軸承并列使用時(shí)，選擇背對(duì)背的方式。采用推力軸承時(shí)，分清楚先裝配內(nèi)徑小的圈還是內(nèi)徑大的圈，內(nèi)徑小的圈隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 該設(shè)計(jì)中采用圓錐滾子軸承，其代號(hào)為 32914 2算系數(shù)： e=Y=,基本額定靜載荷 0800N 額定動(dòng)載荷 15000N 采用油脂潤(rùn)滑。 在我的設(shè)計(jì) 中 ,選用的是角接觸球軸承 . 當(dāng)軸承承受軸向 力時(shí)， F a=F d Fr r4814 re P=4814+ 1290)=然后在指令向?qū)Т翱谥羞x擇 圖 1. 選擇 在使用向?qū)r(shí)必須先對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯，在隨后彈出的對(duì)話框中選擇 “ ，確認(rèn)編譯。如果已有的程序中存在錯(cuò)誤，或者有沒(méi)有編完的指令，編譯不能通過(guò)。如果項(xiàng)目中已經(jīng)配置了一個(gè) 向?qū)?huì)指出已經(jīng)存在的 讓你選擇是配置修改已有的回路，還是配置一個(gè)新的回路 。 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 2. 選擇需要配置的回路 第一步：定義需要配置的 圖 3. 選擇 一個(gè)程序中可同時(shí)進(jìn)行八路 路號(hào)為 0 第二步：設(shè)定 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 4. 設(shè)置 l. 定義回路設(shè)定值（ 給定）的范圍： 在低限（ 高限（ 入域中輸入實(shí)數(shù)，缺省值為 在本例中可理解為測(cè)量溫度的上下限實(shí)際值 。 以下定義 些參數(shù)都應(yīng)當(dāng)是實(shí)數(shù)： m. 益） ：即比例常數(shù)。 n. 分時(shí)間） ：如果不想要積分作用，可以把積分時(shí)間設(shè)為無(wú)窮大：輸入 “。 o. 分時(shí)間） ：如果不想要微分回路，可以把微分 時(shí)間設(shè)為 0 。 p. 樣時(shí)間） ：是 注意： 關(guān)于具體的 一個(gè)項(xiàng)目都不一樣，需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)定，沒(méi)有所謂經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。 第三步：設(shè)定回路輸入輸出值 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 5. 設(shè)定 在圖 5中，首先設(shè)定過(guò)程變量的范圍： q. 指定輸入類(lèi)型 a. 單極性，即輸入的信號(hào)為正，如 0 10 20b. 極性，輸入信號(hào)在從負(fù)到正的范圍內(nèi)變化。如輸入信號(hào)為 10V 、5V 等時(shí)選用 c. 20% 用 20%偏移。如果輸入為 4 204 200%，所以選 20% 偏移，即 4400， 202000 r. 反饋輸入取值范圍 a. 在 省值為 0 - 32000，對(duì)應(yīng)輸入量程范圍 0 - 10 - 20入信號(hào)為正 b. 在 省的取值為 +32000，對(duì)應(yīng)的輸入范圍根據(jù)量程不同可以是 10V 、 5V 等 c. 在 0% 值范圍為 6400 - 32000，不可改變 s. 出類(lèi)型） 可以選擇模擬量輸出或數(shù)字量輸出。模擬量輸出用來(lái)控制一些需要模擬量給定的設(shè)備，如比例閥、變頻器等；數(shù)字量輸出實(shí)際上是控制輸出點(diǎn)的通、斷狀態(tài)按照一定的占空比變化，可以控制固態(tài)繼電器（加熱棒等） t. 選擇模擬量則需設(shè)定回路輸出變量值的范圍，可以選擇： a. 極性輸出，可為 0b. 極性輸出，可為正負(fù) 10V 等 c. 20% 果選中 20% 偏移，使輸出為 4u. 取值范圍： a. 省值為 0b. ，取值 2000 c. 0% ，取值 6400可改變 如果選擇了開(kāi)關(guān)量輸出，需要設(shè)定此占空比的 周期 。 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 第四步：設(shè)定回路報(bào)警選項(xiàng) 圖 6. 設(shè)定回路報(bào)警限幅值 向?qū)峁┝巳齻€(gè)輸出來(lái)反映過(guò)程值 (低值報(bào)警、高值報(bào)警及過(guò)程值模擬量模塊錯(cuò)誤狀態(tài)。當(dāng)報(bào)警條件滿(mǎn)足時(shí)，輸出置位為 1。這些功能在選中了相應(yīng)的選擇框之后起作用。 v. 使能低值報(bào)警并設(shè)定過(guò)程值 (警的低值，此值為過(guò)程值的百分?jǐn)?shù)，報(bào)警的低值為過(guò)程值的 10。此值最低 可設(shè)為 滿(mǎn)量程的 1% w. 使能高值報(bào)警并設(shè)定過(guò)程值 (警的高值，此值為過(guò)程值的百分?jǐn)?shù)，報(bào)警的高值為過(guò)程值的 90。此值最高可設(shè)為 滿(mǎn)量程的 100% x. 使能過(guò)程值 (擬量模塊錯(cuò)誤報(bào)警并設(shè)定模塊于 0” 就是第一個(gè)擴(kuò)展模塊的位置 第五步：指定 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 7. 分配運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 能塊）使用了一個(gè) 120個(gè)字節(jié)的 此之外， 輸出量的標(biāo)準(zhǔn)化程序也需要運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 區(qū)。需要為它們定義一個(gè)起始地址，要保證該地址起始的若干字節(jié)在程序的其它地方?jīng)]有被重復(fù)使用。如果點(diǎn)擊 “，則向?qū)⒆詣?dòng)為你設(shè)定當(dāng)前程序中沒(méi)有用過(guò)的 自動(dòng)分配的地址只是在執(zhí)行 導(dǎo)將自動(dòng)為該參數(shù)表分配符號(hào)名，用戶(hù)不要再自己為這些參數(shù)分配符號(hào)名，否則將導(dǎo)致 第六步：定義向?qū)傻?自動(dòng)模式 圖 8. 指定子程序、中斷服務(wù)程序名和選擇手動(dòng)控制 向?qū)б呀?jīng)為初使化子程序和中斷子程序定義了缺省名， 也可以修改成自己起的名字。 y. 指定 z. 指定 此處可以選擇添加 動(dòng)控制模式。在 路輸出由手動(dòng)輸出設(shè)定控制，此時(shí)需要寫(xiě)入手動(dòng)控制輸出參數(shù)一個(gè) 表輸出的 0 100而不是直接去改變輸出值。 第七步：生成 斷程序及符號(hào)表等 一旦點(diǎn)擊完成按鈕，將在你的項(xiàng)目中生成上述 斷程序及符號(hào)表等。 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 9. 生成 斷程序和符號(hào)表等 第八步：配置完 導(dǎo)，需要在程序中調(diào)用向?qū)傻?圖 10. 圖 11. 調(diào)用 程序 在用戶(hù)程序中調(diào)用 程序時(shí)，可在指令樹(shù)的 序塊）中用鼠標(biāo)雙擊由向?qū)傻?局部變量表中，可以看到有關(guān)形式參數(shù)的解釋和取值范圍。 必須用 使能 程序， 不能串聯(lián)任何其他條件，而且也不能有越過(guò)它的跳轉(zhuǎn)；如果在子程序中調(diào)用 程序，則調(diào)用它的子程序也必須僅使用 用， 以保證它的正常運(yùn)行 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 此處輸入過(guò)程值（反饋）的模擬量輸入地 址 此處輸入設(shè)定值變量地址（ 或者直接輸入設(shè)定值常數(shù)，處應(yīng)輸入一個(gè) 實(shí)數(shù)，例：過(guò)程值 量程為 0200度的溫度值，則此處的設(shè)定值 20 代表 40度（即 200度的 20）；如果在向?qū)е性O(shè)定給定范圍為 此處的 20相當(dāng)于 20度 此處用 自動(dòng)方式，當(dāng) 時(shí)，為自動(dòng)，經(jīng)過(guò) 時(shí)， 的設(shè)定值， 此時(shí)不要另外編程或直接給 在向?qū)е袥](méi)有選擇 此項(xiàng)不會(huì)出現(xiàn) 定義 處可輸入手動(dòng)設(shè)定值的變量地址（ 或直接輸入數(shù)。數(shù)值范圍為 間的一個(gè)實(shí)數(shù)，代表輸出范圍的百分比。例：如輸入 設(shè)定為輸出的 50。若在向?qū)е袥](méi)有選擇 此項(xiàng)不會(huì)出現(xiàn) 此處鍵入控制量的輸出地址 當(dāng)高報(bào)警條件滿(mǎn)足時(shí)，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥](méi)有使能高報(bào)警功能，則此項(xiàng)將不會(huì)出現(xiàn) 當(dāng)?shù)蛨?bào)警條件滿(mǎn)足時(shí) ，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥](méi)有使能低報(bào)警功能，則此項(xiàng)將不會(huì)出現(xiàn) 當(dāng)模塊出錯(cuò)時(shí)，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥](méi)有使能模塊錯(cuò)誤報(bào)警功能，則此項(xiàng)將不會(huì)出現(xiàn) 調(diào)用 用考慮中斷程序。子程序會(huì)自動(dòng)初始化相關(guān)的定時(shí)中斷處理事項(xiàng)，然后中斷程序會(huì)自動(dòng)執(zhí)行。 第九步：實(shí)際運(yùn)行并調(diào)試 沒(méi)有一個(gè) 因此需要在實(shí)際運(yùn)行時(shí)調(diào)試 看 據(jù)塊），以及 號(hào)表）相應(yīng)的 號(hào)標(biāo)簽的內(nèi)容，可以找到包括 所用的控制回路表，包括比例系數(shù)、積分時(shí)間等等。將此表的地址復(fù)制到 態(tài)表）中，可以在監(jiān)控模式下在線修改 數(shù)，而不必停機(jī)再次做配置。參數(shù)調(diào)試合適后，用戶(hù)可以在數(shù)據(jù)塊中寫(xiě)入，也可以再做一次向?qū)В蛘呔幊滔蛳鄳?yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)傳送參數(shù)。 3） 在 用 根據(jù)工藝要求為調(diào)節(jié)回路選擇快速響應(yīng)、中速響應(yīng)、慢速響應(yīng)或極慢速響應(yīng) ， 根據(jù)響應(yīng)類(lèi)型而計(jì)算出最優(yōu)化的比例、積分、微分值，并可應(yīng)用到控制中。 以下是 控制面板的介紹： 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 圖 14. 在圖 14中： 過(guò)程值指示 顯示過(guò)程變量的值及其棒圖 當(dāng)前的輸出值指示 顯示當(dāng)前使用的設(shè)定值、采樣時(shí)間、 數(shù)值及顯示當(dāng)前的輸出值和棒圖 可顯示過(guò)程值、設(shè)定值及輸出值的 調(diào)節(jié)參數(shù) a. 選擇 前參數(shù)（ 推薦參數(shù)（ 手動(dòng)輸入（ b. 在 改變 按 c. 啟動(dòng) 能 d. 選擇 級(jí)）按鈕進(jìn)入 高級(jí)參數(shù)設(shè)定 當(dāng)前的 這里你可以選擇需要監(jiān)視或 自整定 的 時(shí)間選項(xiàng)設(shè)定 這里你可以設(shè)定趨勢(shì)圖的時(shí)基，時(shí)基以分為單位 圖例顏色 這里你可以看到趨勢(shì)圖中不同的顏色代表不同的值的趨勢(shì) 幫助按鈕 關(guān)閉 買(mǎi)文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 第一步： 在 向?qū)В┲型瓿?注意 ： 要想使用 整定 功能， 第二步： 打開(kāi) 置 在 主菜單 點(diǎn)擊進(jìn)入 節(jié)控制面板中，如果面板沒(méi)有被激活（所有地方都是灰色），可點(diǎn)擊 置）按鈕運(yùn)行 在 動(dòng)），調(diào)節(jié) 新），使新參數(shù)值起作用，監(jiān)視其趨勢(shì)圖，根據(jù)調(diào)節(jié)狀況改變 為了使 利進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)做到： 使 出、反饋?zhàn)兓骄?，并且使反饋比較接近給定 設(shè)置合適的給定值，使 坐標(biāo)軸，以免始后輸出值的變化范圍受限制 第三步： 在 級(jí)）按鈕，設(shè)定 項(xiàng)。如果不是很特殊的系統(tǒng)，也可以不加理會(huì)。 第四步： 在手動(dòng)將 過(guò)程值與設(shè)定值接近，且輸出沒(méi)有不規(guī)律的變化，并最好處于控制范圍中心附近。此時(shí)可點(diǎn)擊 能，這時(shí)按鈕變?yōu)?時(shí)只需耐心等待，系統(tǒng)完成 自整定 后會(huì)自動(dòng)將計(jì)算出的 按鈕再次變?yōu)?示系統(tǒng)已經(jīng)完成了 注意 ： 要使用 自整定 功能，必須保證 始 自整定 后，給定值不能再改變。 第五步： 如果用戶(hù)想將 參數(shù)應(yīng)用到當(dāng)前 只需點(diǎn)擊 成 好下載一次整個(gè)項(xiàng)目（包括數(shù)據(jù)塊），使新參數(shù)保存到 4） 變量換算 之間的實(shí)數(shù)（實(shí)際上就是百分比）作為反饋、給定與控制輸出的有效數(shù)值，如果是直接使用 須保證數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍之內(nèi)，否則會(huì)出錯(cuò)。其他如增益、采樣時(shí)間、積分時(shí)間、微分時(shí)間都是實(shí)數(shù)。因此，必須把外圍實(shí)際的物理量與 者輸出的）數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。這就是所謂輸入 /輸出的轉(zhuǎn)換與標(biāo)準(zhǔn)化處理。編程軟件 以方便地完成這些轉(zhuǎn)換 /標(biāo)準(zhǔn)化處理。 因?yàn)?A/D（模 /數(shù)）、 D/A（數(shù) /模）轉(zhuǎn)換之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 模擬量 信號(hào)，兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。例如，使用一個(gè) 0號(hào)輸入，在 0于 4應(yīng)的內(nèi)部數(shù)值為 6400但模擬量 轉(zhuǎn)換的目的顯然不是在 - 32000之類(lèi)的數(shù)值；對(duì)于編程和操作人員來(lái)說(shuō)，得到具體的物理量數(shù)值（如壓力值、流量值），或者對(duì)應(yīng)物理量占量程的百分比數(shù)值要更方便，這是換算的最終目標(biāo)。 模擬量的輸入 /輸出都可以用下列的通用換算公式換算： ( ( ( + 文檔就送全套 紙 詢(xún) 414951605 最新最全的優(yōu)秀畢設(shè) 資料完整 答辯通過(guò) 其中： 數(shù)）：換算結(jié)果 數(shù)）：換算對(duì)象 數(shù)）：換算結(jié)果的高限 數(shù) )：換算結(jié)果的低限 數(shù)）：換算對(duì)象的高限 數(shù)）：換算對(duì)象的低 限 它們之間的關(guān)系可以圖示如下： 圖 15. 模擬量比例換算關(guān)系 使用編程軟件 的 生成 不必進(jìn)行 0號(hào)之間的換算，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置。 本例中 模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的 6400定值是實(shí)際的溫度值， 據(jù)設(shè)置將設(shè)定值轉(zhuǎn)換為 6400間的數(shù)值使物理意義一致，計(jì)算后輸出 輸入電流經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的 6400過(guò)整數(shù) 照模數(shù)比例換算關(guān)系得到實(shí)際的溫度值，用于顯示，方便操作人員監(jiān)控。 4 4 定階段溫度控制系統(tǒng)的 序設(shè)計(jì) 在我的設(shè)計(jì)中，我實(shí)現(xiàn)的是固定 4個(gè)階段的控溫， 4個(gè)階段溫度是不固定的，可以人為設(shè)置；但每個(gè)階段的保溫時(shí)間是一樣的，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)即 時(shí)保溫，并且能設(shè)置一個(gè)固定的停機(jī)溫度，在機(jī)床停止運(yùn)作時(shí)，板材能保證在這個(gè)停機(jī)溫度，同樣的，停機(jī)溫度也是可以人為設(shè)置的。 首先在設(shè)計(jì)程序的思路上我沒(méi)有考慮到即時(shí)保溫和停機(jī)保溫，考慮到的只是加熱到目標(biāo)溫度，緊接著保溫，然后選取下一個(gè)目標(biāo)溫度，如此繼續(xù)的程序問(wèn)題。 在控溫裝置的硬件電路和裝置已經(jīng)做出來(lái)的情況下，假設(shè)溫度傳感器采集到的系