數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)數(shù)控銑床傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院：機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械維修及檢測技術(shù)教育 學(xué) 號： 班 級： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 目 錄第一章 立式數(shù)控銑床工作臺（X軸）設(shè)計(jì)11.1概述11.2設(shè)計(jì)計(jì)算21.3滾珠絲桿螺母副的承載能力校驗(yàn)121.4傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算141.5 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算171.6機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析201.7機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析211.8確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號23第二章 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)252.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容25總結(jié)與體會32參 考 文 獻(xiàn)33第一章 立式數(shù)控銑床工作臺（X軸）設(shè)計(jì)1.1概述1.1.1技術(shù)要求 工作臺、工件和夾具的總重量=86

2、0kg（所受的重力W =8600N），其中，工作臺的質(zhì)量=460kg（所受的重力=4600N）；工作臺的最大行程=560mm；工作臺快速移動(dòng)速度=15000；工作臺采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦系數(shù)=0.01,靜摩擦系數(shù)=0.01；工作臺的定位精度為25，重復(fù)定位精度為18；機(jī)床的工作壽命為20000h（即工作時(shí)間為10年）。機(jī)床采用伺服主軸，額定功率=5.5，機(jī)床采用端面銑刀進(jìn)行強(qiáng)力切削，銑刀直徑D=100mm，主軸轉(zhuǎn)速n=280，切削狀況如表2-1所示。 表2-1數(shù)控銑床的切削狀況切削方式進(jìn)給速度/()時(shí)間比例/(%)備注強(qiáng)力切削0.610主電動(dòng)機(jī)滿功率條件下切削一般切削0.830粗加工精

3、加工切削150精加工快速進(jìn)給1510空載條件下工作臺快速進(jìn)給1.1.2總體方案設(shè)計(jì)為了滿足以上技術(shù)要求，采取以下技術(shù)方案。（1） 對滾珠絲杠螺母進(jìn)行預(yù)緊；（2） 采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；（3） 采用錐環(huán)套筒聯(lián)軸器將伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿直連；（4） 采用交流調(diào)頻主軸電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)主軸的無級變速。1.2設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.1主切削力及其切削分力計(jì)算（1）計(jì)算主切削力。 根據(jù)已知條件，采用端面銑刀在主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速下進(jìn)行強(qiáng)力切削（銑刀直徑D=100mm）時(shí)，主軸具有最大扭矩，并能傳遞主電動(dòng)機(jī)的全部功率。此時(shí)，銑刀的切削速度為 若主傳動(dòng)鏈的機(jī)械效率，按式可計(jì)算主切削力：（2）計(jì)算各切削分力。 根據(jù)數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)表

4、2-1可得工作臺縱向切削力、橫向切削力和垂向切削力分別為表1-2 工作臺工作載荷與切向銑削力的經(jīng)驗(yàn)比值切削條件比值對稱端銑不對稱端銑逆銑順銑端銑1.2.2導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算（1）按數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)（2-8a）式計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力。 、-主切削力的橫向切削分力（N）和垂向切削分力（N）； W-坐標(biāo)軸上移動(dòng)部件的全部重量（包括機(jī)床夾具和工件的重量，N）； -摩擦系數(shù),對于帖塑導(dǎo)軌，=0.15；對于滾動(dòng) 直線導(dǎo)軌，=0.01，本設(shè)計(jì)為滾動(dòng)導(dǎo)軌，取=0.01； -鑲條緊固力（N）,查數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)表2-3得鑲條緊固力,則 表2-3鑲條緊固力推薦值導(dǎo)軌形式主電動(dòng)機(jī)功率/kw2.23.75.57

5、.5111518貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌50080015002000250030003500滾動(dòng)直線導(dǎo)軌254075100125150175(2) 按數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)（2-9a）式計(jì)算在不切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力和導(dǎo)軌靜摩擦力1.2.3計(jì)算滾珠絲桿螺母副的軸向負(fù)載力（1）按數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)（2-10a）式計(jì)算最大軸向負(fù)載力（2）按數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)（2-11a）式計(jì)算最小軸向負(fù)載力1.2.4滾珠絲桿的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑估算1）確定滾珠絲桿的導(dǎo)程根據(jù)已知條件，取電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，則由數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)（2-16a）式得：2)計(jì)算滾珠絲桿螺母副得平均轉(zhuǎn)速和平均載荷（1）估算在各種切削方式下滾珠絲桿的軸向載荷。將強(qiáng)力切

6、削時(shí)的軸向載荷定為最大軸向載荷，快速移動(dòng)和鉆鏜定位時(shí)的軸向載荷定為最小軸向載荷。一般切削(粗加工)和精細(xì)切削（精加工）時(shí)，滾珠絲桿螺母副的軸向載荷、分別可按下列公式計(jì)算：，并將計(jì)算結(jié)果填入表2-4。表2-4 數(shù)控銑床滾珠絲桿的計(jì)算切削方式軸向載荷/N進(jìn)給速度/()時(shí)間比例/()備注強(qiáng)力切削1328.1810一般切削（粗加工）352.3930精細(xì)加工（精加工）153.3950快移和定鏜定位86.7510(2) 計(jì)算滾珠絲桿螺母副在各種切削方式下的轉(zhuǎn)速（3）計(jì)算滾珠絲桿螺母副的平均轉(zhuǎn)速 （4） 按式計(jì)算滾珠絲桿螺母副的平均載荷。得1.2.5確定滾珠絲桿預(yù)期的額定動(dòng)載荷（1）按預(yù)定工作時(shí)間估算。查表

7、2-5得載荷性質(zhì)系數(shù)。已知初步選擇的滾珠絲桿的精度等級為2級，查表2-6得精度系數(shù)。查表2-7得可靠性系數(shù)，則表2-5 載荷性質(zhì)系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊（很平穩(wěn)）輕微沖擊伴有沖擊或振動(dòng)11.21.21.51.52表2-6 精度系數(shù)精度等級1、2、34、571010.90.80.7 表2-7 可靠性系數(shù)可靠性/()90959697989910.620.530.440.330.21（2） 因?qū)L珠絲桿螺母副將實(shí)施預(yù)緊，所以可估算最大軸向載荷。查表2-8得欲加動(dòng)載荷系數(shù)，則表2-8 欲加動(dòng)載荷系數(shù)欲加載荷類型輕預(yù)載中預(yù)載重預(yù)載6.74.53.4（3）確定滾珠絲桿預(yù)期的額定動(dòng)載荷。取以上兩種結(jié)果的最大值，即

8、1.2.6按精度要求確定允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)（1）根據(jù)定位精度和重復(fù)定位精度的要求估算允許的滾珠絲桿的最大軸向變形。已知工作臺的定位精度為25，重復(fù)定位精度為18，根據(jù)公式定位精度和重復(fù)定位精度以及定位精度和重復(fù)定位精度的要求，得，取上述計(jì)算結(jié)果的較小值，即。（2）估算允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)。本機(jī)床工作臺（X）軸滾珠絲桿螺母副的安裝方式擬采用兩端固定式。滾珠絲桿螺母副的兩個(gè)固定支承之間的距離為L=行程+安全行程+2×余程+螺母長度+支承長度（1.21.4）行程+（2530）。取又=86.75N，由式得1.2.7初步確定滾珠絲桿螺母副的規(guī)格型號根據(jù)計(jì)算所得的、，初步選擇F

9、F型內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲桿螺母副FF3210-3,其公稱直徑、基本導(dǎo)程、額定動(dòng)載荷和絲桿底徑如下：故滿足式，的要求。1.2.8確定滾珠絲桿螺母副的預(yù)緊力1.2.9計(jì)算滾珠絲桿螺母副的目標(biāo)行程補(bǔ)償值和預(yù)拉伸力（1） 計(jì)算目標(biāo)行程補(bǔ)償值(1)按式計(jì)算目標(biāo)行程補(bǔ)償值 其中-目標(biāo)行程補(bǔ)償值；-溫度變化值（），一般情況下為23；-絲桿的線膨脹系數(shù)（1/）,一般情況下為；-滾珠絲桿副的有效行程。已知溫度變化值，絲桿的線膨脹系數(shù)，滾珠絲桿副的有效行程故(2)按式計(jì)算滾珠絲桿的預(yù)拉伸力。已知滾珠絲桿螺紋底徑,滾珠絲桿的溫度變化值，則1.2.10確定滾珠絲桿螺母副支承用軸承的規(guī)格型號(1)按式計(jì)算軸承所承

10、受的最大軸向載荷。(2)計(jì)算軸承的預(yù)緊力(3) 計(jì)算軸承的當(dāng)量軸向載荷(4)按式計(jì)算軸承的基本額定動(dòng)載荷。已知軸承的工作轉(zhuǎn)速,軸承所受的當(dāng)量軸向載荷,軸承的基本額定壽命。軸承的徑向載荷和軸向載荷分別為 因?yàn)?，所以查?-9得，徑向系數(shù)X=1.9，軸向系數(shù)Y=0.54，故表2-9 載荷系數(shù)組合列數(shù)2列3列4列承載列數(shù)1列2列1列2列3列1列2列3列4列組合形式DFDTDFDDFDDTDDFTDFFDFTDTTX1.9-1.432.33-1.172.332.53-Y0.54-0.770.35-0.890.350.26-X0.920.920.920.020.020.920.920.920.92Y1.

11、01.01.01.01.01.01.01.01.0(5)確定滾動(dòng)軸承的規(guī)格型號由于滾珠絲桿螺母副擬采取預(yù)拉伸措施，所以選用60°角接觸球軸承組背對背安裝。由于滾珠絲桿的螺紋底徑為27.3mm，所以選擇軸承的內(nèi)徑為25mm。在滾珠絲桿的兩個(gè)固定端均選擇角接觸球軸承兩件一組背對背安裝，組成滾珠絲桿的兩端固定支承方式。軸承的型號為760205TNI/P4DFB,尺寸（內(nèi)徑×外徑×寬度）為25mm×52mm×15mm，選擇脂潤滑。該軸承的預(yù)載荷能力為1250N，大于計(jì)算所得的軸承預(yù)緊力.并在脂潤滑狀態(tài)下的極限轉(zhuǎn)速為2600r/min,等于滾珠絲桿的最高

12、轉(zhuǎn)速，故滿足要求。該軸承的額定動(dòng)載荷為=22000N，而該軸承在20000h工作壽命下的基本額定動(dòng)載荷=13985.1N,也滿足要求。1.3滾珠絲桿螺母副的承載能力校驗(yàn)1.3.1滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗(yàn)本工作臺的滾珠絲桿支承方式采用預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，絲桿始終受拉而不受壓，因此，不存在壓桿補(bǔ)穩(wěn)定問題。1.3.2滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的校驗(yàn)根據(jù)以上的計(jì)算可得滾珠絲桿螺母副臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算長度=797.5mm。已知彈性模量，材料密度，重力加速度，安全系數(shù)。查參考文獻(xiàn)表2-44得。滾珠絲桿的最小慣性矩為滾珠絲桿的最小截面積為故可由式 得 本絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1500，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求

13、。 表2-44 與支撐方式有關(guān)的系數(shù) 支撐方式 f一端固定一段自由F-O0.251.8753.4一端固定一段游動(dòng)F-S23.92715.1 二段固定F-F44.7321.91.3.3滾珠絲桿螺母副額定壽命的校驗(yàn)滾珠絲桿螺母副的壽命，主要是指疲勞壽命。它是指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲桿在相同的條件下回轉(zhuǎn)時(shí)，其中90不發(fā)生疲勞剝落的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)速查參考文獻(xiàn)附錄A表A-3得滾珠絲桿的額定動(dòng)載荷，運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)，滾珠絲桿的軸向載荷,滾珠絲桿螺母副轉(zhuǎn)速,由式，得， 一般來講，在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)，應(yīng)保證滾珠絲桿螺母副的總時(shí)間壽命故滿足要求。1.4傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算1.4.1機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)剛度計(jì)算(1)

14、計(jì)算滾珠絲桿的拉壓剛度。本工作臺的絲桿支承方式為兩端固定，當(dāng)滾珠絲桿的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中心位置時(shí)時(shí)，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度，可按式計(jì)算：當(dāng)或時(shí)（即滾珠絲桿的螺母中心位于行程的兩端位置時(shí)），滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度，可按式計(jì)算：（2）計(jì)算滾珠絲桿螺母副支承軸承的剛度。已知軸承接觸角，滾動(dòng)體直徑，滾動(dòng)體個(gè)數(shù)Z=16，軸承的最大軸向工作載荷,查參考文獻(xiàn)表2-45、2-46得（2） 計(jì)算滾珠與滾道的接觸剛度查參考文獻(xiàn)附錄A表A-3得滾珠與滾道的接觸剛度，額定載荷，滾珠絲杠上所承受的最大軸向載荷，故由式得（3） 計(jì)算進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度。由式得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的

15、最大值為故。由式得進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度的最小值為故。1.4.2滾珠絲杠螺母副的扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算由以上計(jì)算可知，扭轉(zhuǎn)作用點(diǎn)之間的距離已知剪切模量，滾珠絲桿的底徑。由式得1.5 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算5.1計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載慣量（1）計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。滾珠絲杠的密度，可得 （2）計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)動(dòng)量。 （3）計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的移動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。已知機(jī)床執(zhí)行部件（即工作臺、工件、夾具）的總質(zhì)量，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸上移動(dòng)的距離,則由式得 （4）由式計(jì)算加在電動(dòng)機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 1.5.2計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩（1）計(jì)算切削負(fù)載力矩。已知在切削狀態(tài)下坐標(biāo)

16、軸的軸向負(fù)載力，電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸向移動(dòng)的距離，進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，由式得 （2）計(jì)算摩擦負(fù)載力矩已知在不切削狀態(tài)下坐標(biāo)軸的軸向負(fù)載力（即為空載時(shí)的導(dǎo)軌摩擦力），由式得 （3）計(jì)算由滾珠絲杠的預(yù)緊而產(chǎn)生的附加負(fù)載力矩。已知滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊力滾珠絲杠螺母副的基本導(dǎo)程，滾珠絲杠螺母副的效率，由式得 1.5.3計(jì)算坐標(biāo)軸折算到電動(dòng)機(jī)軸上的各種所需的力矩（1）計(jì)算線性加速力矩已知機(jī)床執(zhí)行部件以最快速度運(yùn)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，坐標(biāo)軸的負(fù)載慣量，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的位置環(huán)增益，加速時(shí)間，由式得 （2）計(jì)算階躍加速力矩。已知加速時(shí)間，由式得 （3）計(jì)算坐標(biāo)軸所需的折算到電動(dòng)機(jī)軸

17、上的各種力矩。 按式計(jì)算線性加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩。 按式計(jì)算階躍加速時(shí)空載啟動(dòng)力矩。 按式計(jì)算快進(jìn)力矩。 按式計(jì)算工進(jìn)力矩。 1.5.4選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號（1） 選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號通過以上計(jì)算和查參考文獻(xiàn)表2-47，選擇交流伺服電動(dòng)機(jī)為日本FANUC公司生產(chǎn)的型驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。主要參數(shù)如下:額定功率3kw；最高轉(zhuǎn)速3000；額定力矩12；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；質(zhì)量?，F(xiàn)按5倍計(jì)算額定力矩，電動(dòng)機(jī)的加速力矩為60，均大于本機(jī)床工作臺的線性加速時(shí)所需的空載啟動(dòng)力矩以及階躍加速時(shí)所需的驅(qū)動(dòng),本電動(dòng)機(jī)均滿足要求。 該電動(dòng)機(jī)的額定力矩為12，均大于本機(jī)床工作臺快進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩以及工進(jìn)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩，因此,本電動(dòng)機(jī)

18、均滿足驅(qū)動(dòng)力矩要求。（2）慣量匹配驗(yàn)算。系統(tǒng)的負(fù)載慣量與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比一般應(yīng)滿足式而在本設(shè)計(jì)中： ，故滿足慣量匹配要求。1.6機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 1.6.1計(jì)算絲杠-工作臺縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率已知滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度，而滾珠絲杠螺母副和機(jī)床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量（其中、分別是機(jī)床執(zhí)行部件的質(zhì)量（）和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量（），則 1.6.2計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率 折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當(dāng)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 已知絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度，則 由以上計(jì)算可知，絲杠-工作臺縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率都比較高。一般按的要求來設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，故滿足要

19、求。1.7機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析1.7.1計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的方向死區(qū)已知進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的最小綜合拉壓剛度，導(dǎo)軌的靜摩擦力，則由式得即故滿足要求。1.7.2計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由綜合拉壓剛度變化引起的定位誤差由式即故滿足要求。1.7.3計(jì)算滾珠絲杠因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差（1）計(jì)算由快速進(jìn)給扭矩引起的滾珠絲杠螺母副的變形量。已知負(fù)載力矩，由以上計(jì)算得扭轉(zhuǎn)作用點(diǎn)之間的距離，絲杠底徑，由式得（1） 由扭轉(zhuǎn)變形量引起的軸向移動(dòng)滯后量將影響工作臺的定位精度。由式得1.8確定滾珠絲杠螺母副的精度等級和規(guī)格型號1.8.1確定滾珠絲杠螺母副的精度等級本機(jī)床工作臺采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)，、應(yīng)滿足下列要求： 滾珠絲杠螺母

20、副擬采用的精度等級為2級，查參考文獻(xiàn)表2-20得；查參考文獻(xiàn)表2-21得，當(dāng)螺紋長度為850mm時(shí)，故滿足設(shè)計(jì)要求。1.8.2確定滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號滾珠絲杠螺母副的規(guī)格型號為FF3210-3,其具體參數(shù)如下。公稱直徑32mm基本導(dǎo)程 10mm,絲杠外經(jīng)32.5mm絲杠底徑27.3mm。表7-1 2弧度內(nèi)行程變動(dòng)量和任意300mm行程內(nèi)行程變動(dòng)量（）精度等級123454567868121623表7-2 有效行程內(nèi)的目標(biāo)行程公差和允許的行程變動(dòng)量（單位：）有效行程/mm精度等級123453156688121216162323>3154007698121218172525>4005

21、00871010151320192726>500630971111161422213029>6308001081312181625233531>80010001191513211729254033>1000125013101814241934294639第2章 數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)設(shè)2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容.按照總統(tǒng)方案以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的方案，并繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖；.選擇計(jì)算機(jī)或中央處理單元的類型；.根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求設(shè)計(jì)存儲器擴(kuò)展電路；.根據(jù)控制對象以及系統(tǒng)工作要求設(shè)計(jì)擴(kuò)展接口電路，檢測電路，轉(zhuǎn)換電路以及驅(qū)動(dòng)電路等；.選擇控制電路中各器件及電氣元件

22、的參數(shù)和型號；.繪制出一張清晰完整的電氣原理圖，圖中要標(biāo)明各器件的型號，管腳號及參數(shù)；.說明書中對電氣原理圖以及各有關(guān)電路進(jìn)行詳細(xì)的原理說明和方案論證。2.2 設(shè)計(jì)步驟.確定硬件電路的總體方案。數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路由以下幾部分組成：1 銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-主軸單元。2 銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-輸入輸出開關(guān)量1。3 銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-輸入輸出開關(guān)量24 銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-伺服驅(qū)動(dòng)器電路接線圖。5 銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-電源圖。數(shù)控系統(tǒng)的硬件框圖如下所示：銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-主軸單元銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-輸入輸出開關(guān)量1銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-輸入輸出開關(guān)量2銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣

23、原理圖-伺服驅(qū)動(dòng)器電路接線圖銑床數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖-電源圖 在本設(shè)計(jì)中，照明燈的AC24V電源和HNC-21的AC24V電源是各自獨(dú)立的，工作電流較大的電磁閥用DC24V電源與輸出開關(guān)量（如繼電器、伺服控制信號燈等）用的DC24V電源也是各自獨(dú)立的，且中間用一個(gè)低通濾波器隔離開來。在圖2-1中QF0QF4為三相空氣開關(guān)；QF5QF11為單相空氣開關(guān)；KM1KM4為三相交流接觸器；RC1RC3為三相阻容吸收器（滅弧器）；RC4RC7為單相阻容吸收器（滅弧器）；KA1KA10為直流24V繼電器；V1、V2、V3、VZ為續(xù)流二極管；YV1、YV2、YV3、YVZ為電磁閥和Z軸電動(dòng)機(jī)抱閘。QF0為電源總開關(guān)，QF14分別為伺服電源模塊、主軸強(qiáng)電、液壓電動(dòng)機(jī)、冷卻電動(dòng)機(jī)的空氣開關(guān)，空氣開關(guān)的作用是接通電源及電源在短路、過流時(shí)起保護(hù)作用；KM1、KM2、KM3、KM4分別為控制伺服電源模塊、主軸變頻器、液壓電動(dòng)機(jī)、冷卻電動(dòng)機(jī)交流接觸器，由他們的主觸點(diǎn)控制相應(yīng)電動(dòng)機(jī)；伺服變壓器將交流380V（7KW）電壓變?yōu)榻涣?00V電壓，供給伺服電源模塊；RC1、RC2、RC5為阻容吸收，當(dāng)