數(shù)控車(chē)床工作臺(tái)二維運(yùn)動(dòng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、數(shù)控車(chē)床工作臺(tái)二維運(yùn)動(dòng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)控車(chē)床工作臺(tái)二維運(yùn)動(dòng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)1引言數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī)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(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問(wèn)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(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件，如數(shù)控車(chē)床的縱—橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的XY工作臺(tái)、激光加工設(shè)備的工作臺(tái)、電子元件表面貼裝設(shè)備等。模塊化的XY數(shù)控工作臺(tái)，

2、通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其中伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在X、Y方向的直線(xiàn)移動(dòng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專(zhuān)門(mén)廠(chǎng)家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載荷選取即可。控制系統(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)計(jì)專(zhuān)用的微機(jī)控制系統(tǒng)。2設(shè)計(jì)任務(wù)題目：數(shù)控車(chē)床工作臺(tái)二維運(yùn)動(dòng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一種供應(yīng)

3、式數(shù)控銑床使用的XY數(shù)控工作臺(tái)，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(dāng)量=0.01mmxy???7.X、Z方向的定位精度均為0.04mm8.重復(fù)定位精度為0.02mm9.工作臺(tái)尺寸250250㎜10.X坐標(biāo)行程300mm11.Y坐標(biāo)行程120mm計(jì)工作量，X、Z兩個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝

4、置、伺服電動(dòng)機(jī)以及檢測(cè)裝置擬采用相同的型號(hào)與規(guī)格。3.2控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)的XZ工作臺(tái)準(zhǔn)備用在數(shù)控車(chē)床上，其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有單坐標(biāo)定位，兩坐標(biāo)直線(xiàn)插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。2）對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的半閉環(huán)控制，選用MCS51系列的8位單片機(jī)AT89S52作為控制系統(tǒng)的CPU，能夠滿(mǎn)足任務(wù)書(shū)給定的相關(guān)指標(biāo)。3）要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng)，在選擇CPU之后，還要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，鍵盤(pán)與顯示電路，IO接口電路，DA轉(zhuǎn)換

5、電路，串行接口電路等。4）選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(jī)接口電路功放電路執(zhí)行元件機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖4機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型4.1導(dǎo)軌上移動(dòng)部件的重量估算按照下導(dǎo)軌上面移動(dòng)部件的重量來(lái)進(jìn)行估算。包括工件、夾具、工作臺(tái)、上層電動(dòng)機(jī)、減速箱、滾珠絲杠副、導(dǎo)軌座等估計(jì)重量約為500N4.2銑削力的計(jì)算設(shè)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