數(shù)控車床工作臺二維運動伺服進給系統(tǒng)設計

1、數(shù)控車床工作臺二維運動伺服進給系統(tǒng)設計數(shù)控車床工作臺二維運動伺服進給系統(tǒng)設計1引言數(shù)控機床作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機械制造中結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度提高生產(chǎn)效率。XY數(shù)控工作臺是許多機電一體化設備的基本部件，如數(shù)控車床的縱—橫向進刀機構、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的XY工作臺、激光加工設備的工作臺、電子元件表面貼裝設備等。模塊化的XY數(shù)控工作臺，

2、通常由導軌座、移動滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動機等部件構成。其中伺服電動機做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導軌上運動，完成工作臺在X、Y方向的直線移動。導軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動機等均以標準化，由專門廠家生產(chǎn)，設計時只需根據(jù)工作載荷選取即可?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標準的工作控制計算機，也可以設計專用的微機控制系統(tǒng)。2設計任務題目：數(shù)控車床工作臺二維運動伺服進給系統(tǒng)設計任務：設計一種供應

3、式數(shù)控銑床使用的XY數(shù)控工作臺，主要參數(shù)如下：1.立銑刀最大直徑的d=15mm；2.立銑刀齒數(shù)Z=33.最大銑削寬度=15mmea4.最大背吃刀量=8mmpa5.加工材料為碳素鋼活有色金屬。6.X、Y方向的脈沖當量=0.01mmxy???7.X、Z方向的定位精度均為0.04mm8.重復定位精度為0.02mm9.工作臺尺寸250250㎜10.X坐標行程300mm11.Y坐標行程120mm計工作量，X、Z兩個坐標的導軌副、絲杠螺母副、減速裝

4、置、伺服電動機以及檢測裝置擬采用相同的型號與規(guī)格。3.2控制系統(tǒng)的設計1）設計的XZ工作臺準備用在數(shù)控車床上，其控制系統(tǒng)應該具有單坐標定位，兩坐標直線插補與圓弧插補的基本功能，所以控制系統(tǒng)設計成連續(xù)控制型。2）對于步進電動機的半閉環(huán)控制，選用MCS51系列的8位單片機AT89S52作為控制系統(tǒng)的CPU，能夠滿足任務書給定的相關指標。3）要設計一臺完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之后，還要擴展程序存儲器，鍵盤與顯示電路，IO接口電路，DA轉換

5、電路，串行接口電路等。4）選擇合適的驅(qū)動電源，與步進電動機配套使用。3.3繪制總體方案圖總體方案圖如圖所示:微型機接口電路功放電路執(zhí)行元件機械傳動機構機械執(zhí)行機構系統(tǒng)結構原理框圖4機械傳動部件的計算與選型4.1導軌上移動部件的重量估算按照下導軌上面移動部件的重量來進行估算。包括工件、夾具、工作臺、上層電動機、減速箱、滾珠絲杠副、導軌座等估計重量約為500N4.2銑削力的計算設零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，工件的材料為碳鋼