CK5116A立式車床數(shù)控的數(shù)控化改造

1、目 錄摘要2ABSTRACT2引言3第1章 總體方案的設(shè)計(jì)51.1 設(shè)計(jì)任務(wù)51.2 總方案的論證51.2.1 機(jī)械局部的改造設(shè)計(jì)81.2.2 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)91.2.3 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)9 總體方案確實(shí)定10第二章 機(jī)械局部的改造102.1 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的改造設(shè)計(jì)102.1.1 主軸驅(qū)動(dòng)單元112.1.2 主軸的傳動(dòng)連接122.1.3 主軸的檢測(cè)裝置122.2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)122.2.1 縱向滾珠絲桿螺母副的選用132.2.2 伺服電機(jī)的選用192.3 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)192.3.1 橫向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲桿螺母副的選用20第三章 數(shù)控系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)253.1 數(shù)控系統(tǒng)

2、的選擇253.2 SINUMERIK 802C base line263.2.1 操作面板結(jié)構(gòu)263.2.2 系統(tǒng)接口布局283.2.3 數(shù)字輸入/輸出接口X100X105，X200和X20129結(jié)論30參考文獻(xiàn)31致謝32CK5116A立式車床數(shù)控的數(shù)控化改造摘要針對(duì)現(xiàn)有常規(guī)CK5116A立式車床數(shù)控的缺點(diǎn)提出數(shù)控改造方案和西門子802CBL系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高加工精度和擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，并提高生產(chǎn)率。本論文說(shuō)明了普通機(jī)床的數(shù)控化改造的設(shè)計(jì)過(guò)程，較詳細(xì)地介紹了CK5116A機(jī)械改造局部的設(shè)計(jì)及數(shù)控系統(tǒng)局部的設(shè)計(jì)。采用以西門子802CBL的控制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，由I/O接口輸出模擬信號(hào)，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)

3、器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。改造過(guò)程如下：1機(jī)械局部的改造，包括縱向進(jìn)給方向和橫向進(jìn)給的改造。主要包括對(duì)滾珠絲杠螺母副及反響式伺服電機(jī)的計(jì)算選擇及縱向、橫向機(jī)構(gòu)裝配圖方案的制定。2電氣控制局部的設(shè)計(jì)，主要包括西門子802CBL 內(nèi)置PLC I/O接口的分配和電氣控制圖的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：數(shù)控 西門子802CBL 伺服電機(jī) 滾珠絲杠 改造ABSTRACTTo remedy the defects of ordinary lather CK5116A,a design of data processing system and its SINUMERIK 802C

4、base line system program is put forward to raise the processing precision and extend she machines usage ,and to improve production rate. This paper pressnts the process of designing numerical control reform, and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control systems reforms. We

5、 adopt control system which has SINUMERIK 802C base line to cope with the signal, and output the stepf pulse through the I/O interface. After transmitting and slowing down by force 1 gear, the step pulses drive the leading screw to roll. Thus achieve the verticalmovement and the crosswise movement.R

6、eform process as follows:The reformation of machine part,include to enter lengthways to the reformation of the direction with horizontal enter to direction of reformation . Mainly include to roll the ball screw shaft nut and the calculation choice of reaction stepping motor and the establishment of

7、lengthways,horizontal organization assemble diagram project.The reformation of electricity part, mainly include the choice of and expand chip and the design of electric control chart. Key words:numerical control SINUMERIK 802C base line servo motor ball screw haft reform引言畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)方案的一個(gè)重要

8、組成局部，是各教學(xué)環(huán)節(jié)的繼續(xù)深化和檢驗(yàn)，其實(shí)踐性和綜合性是其他教學(xué)環(huán)節(jié)所不能替代的，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得綜合訓(xùn)練，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際工作能力具有十分重要的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)還是高等學(xué)校工科學(xué)院學(xué)生畢業(yè)前進(jìn)行的全面綜合訓(xùn)練，是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與技能解決實(shí)際問(wèn)題的教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生在校獲得的最后訓(xùn)練時(shí)機(jī)，也是對(duì)學(xué)生在校期間所獲得知識(shí)的檢驗(yàn)。這次設(shè)計(jì)的題目是：用802C base line系統(tǒng)進(jìn)行CK5116A立式車床數(shù)控設(shè)計(jì)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的開展，特別是能源部門的需求，是高溫高壓環(huán)境廣泛的出現(xiàn)在相關(guān)的領(lǐng)域中，對(duì)國(guó)民生產(chǎn)和人民的生活起著越來(lái)越重要的作用。例如：機(jī)床作為機(jī)械制造業(yè)的重要根底裝備，它的開展

9、一直引起人們的關(guān)注，由于計(jì)算機(jī)的興起，促使機(jī)床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床數(shù)控機(jī)床的誕生和開展。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化的理想手段。隨著計(jì)算機(jī)的開展，數(shù)控機(jī)床也得到迅速的開展和廣泛的應(yīng)用，同時(shí)使人們對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)床傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機(jī)床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化開展的先河。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置、機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止、主軸變速、工件松開和夾緊、刀具的選擇、冷卻泵的啟停等各種操作和順序動(dòng)

10、作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)譯碼、運(yùn)算、發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，其主要有以下的優(yōu)點(diǎn)：1. 適應(yīng)性高，適合加工單件或小批量的復(fù)雜工件；在數(shù)控機(jī)床上改變加工工件時(shí)，只需重新編制新工件的加工程序，就能實(shí)現(xiàn)新工件加工。2. 加工精度高；3. 生產(chǎn)效率高；4. 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件；5. 良好的經(jīng)濟(jì)效益；6. 有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機(jī)床已成為我國(guó)市場(chǎng)需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。我國(guó)數(shù)控機(jī)床近幾年的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)上取得了明顯的進(jìn)步，特別是在機(jī)床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面

11、進(jìn)步很大。但是，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與先進(jìn)國(guó)家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國(guó)家建設(shè)的需要。我國(guó)是一個(gè)機(jī)床大國(guó)，有三百多萬(wàn)臺(tái)普通機(jī)床。但機(jī)床的素質(zhì)差，性能落后，單臺(tái)機(jī)床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)國(guó)家的1/10左右，差距太大，系帶改造。舊機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)，隨著數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。在國(guó)內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機(jī)床的微機(jī)數(shù)控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購(gòu)置數(shù)控機(jī)床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、PC技術(shù)改造普通機(jī)床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)經(jīng)濟(jì)資源有限，國(guó)家大機(jī)床需要量大，因此

12、不可能拿出相當(dāng)大的資金去購(gòu)置新型的數(shù)控機(jī)床，而我國(guó)的舊機(jī)床很多，用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機(jī)床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，比擬符合我國(guó)的國(guó)情。1984年，我國(guó)開始生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造機(jī)床。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)?？梢灶A(yù)料，今后，機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造將迅速開展和普及。所以說(shuō)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)例具有典型性和實(shí)用性。第1章 總體方案的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)CK5116A普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。利用西門子802CBL對(duì)縱、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)元件采用伺服驅(qū)動(dòng)器，執(zhí)行元件采用伺服電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。 總方案的論證對(duì)于

13、普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)機(jī)床的改動(dòng)盡可能少，以降低本錢。一般數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)包括以下五大要素和功能，其圖如下：此五個(gè)要素的工作結(jié)構(gòu)示意圖如下：1、 輸入、輸出設(shè)備主要作用：編制程序、輸入數(shù)據(jù)、程序輸出、顯示器2、 微機(jī)控制設(shè)備可選用專用計(jì)算機(jī)PC、數(shù)控系統(tǒng)、PLC、或者單片機(jī)功能：完成零件的測(cè)量及精度的保證，產(chǎn)生控制信號(hào)。在我國(guó)，普通機(jī)床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的是西門子系列CPU，主要是因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)格廉價(jià)，普及性、通用性強(qiáng)，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的改造需要。本設(shè)計(jì)是以西門子802CBL為數(shù)控系統(tǒng)，802CBL相對(duì)802S指令更

14、豐富，相對(duì)802D價(jià)格更廉價(jià)。 SINUMERIK 802C base line 是在SINUMERIK 802C 根底上新開發(fā)的全功能數(shù)控系統(tǒng)。它可以控制2到3個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)給軸和一個(gè)伺服主軸或變頻主軸，連接SIMODRIVE 611U或SIMODRIVE base line。當(dāng)系統(tǒng)匹配SIMODRIVE 611U或SIMODRIVE base line時(shí)，連接1FK7系列伺服電機(jī)。SINUMERIK 802C base line系統(tǒng)組成：集成式、緊湊型CNC控制器，配置液晶顯示器，全功能操作鍵盤、機(jī)床操作鍵面。本設(shè)計(jì)以SINUMERIK 802C base line為控制系統(tǒng)。3、 伺服系統(tǒng)

15、包括：伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、伺服控制系統(tǒng)線路、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)功能：將微機(jī)控制設(shè)備產(chǎn)生的控制信號(hào)轉(zhuǎn)化為電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度和位移。伺服驅(qū)動(dòng)器有：松下A4系列伺服驅(qū)動(dòng)器、 。Panasonic MINAS A4 SERIES 松下全數(shù)字交流伺服系統(tǒng) DIGITAL AC SERVO MOTOR & DRIVER松下伺服電機(jī) 1.松下伺服電機(jī)智能化的調(diào)整根據(jù)負(fù)載慣量的變化與自適應(yīng)濾波器配合，從低剛性到高剛性都可以自動(dòng)的調(diào)整增益。在因旋轉(zhuǎn)方向不同而產(chǎn)生的不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩的垂直軸情況下，也可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，具備異常速度檢測(cè)功能，因此可以將增益調(diào)整過(guò)程中產(chǎn)生的異常速度調(diào)整到正常。 2松下伺服電機(jī)高速

16、高響應(yīng)響應(yīng)頻率最高可達(dá)1khz。內(nèi)置瞬時(shí)速度觀測(cè)器?？梢钥焖俑叻直媛实臋z測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速。無(wú)論是易震動(dòng)的傳送帶驅(qū)動(dòng)機(jī)械還是高剛性的絲桿傳動(dòng)機(jī)械，都可以用自動(dòng)調(diào)整功能實(shí)現(xiàn)高速定位. 3松下伺服電機(jī)超低振動(dòng)內(nèi)置自適應(yīng)濾波器，可根據(jù)機(jī)械振動(dòng)頻率不同而自動(dòng)的調(diào)整濾波器頻率?？梢钥刂朴捎跈C(jī)械不穩(wěn)定以及共振頻率變化而發(fā)生的噪音。內(nèi)置兩個(gè)通道的振動(dòng)抑制濾波器，可以以0.1hz為單位.分別設(shè)置振動(dòng)頻率，也可以抑制剛性較低的機(jī)械在啟動(dòng)和停止時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。兩個(gè)通道的振動(dòng)頻率可以根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向的不同而自動(dòng)切換，或者也可以分別對(duì)應(yīng)由于外部輸入信號(hào)切換而產(chǎn)生的機(jī)械位置變化而導(dǎo)致的振動(dòng)頻率。 Panasonic MINAS A

17、4 SERIES 松下全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下特點(diǎn)： 1、松下伺服電機(jī)精度：實(shí)現(xiàn)了位置，速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題； 2、松下伺服電機(jī) 轉(zhuǎn)速：高速性能好，一般額定轉(zhuǎn)速能到達(dá)20003000轉(zhuǎn)； 3、松下伺服電機(jī) 適應(yīng)性：抗過(guò)載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用； 4、松下伺服電機(jī) 穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象，適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合； 5、松下伺服電機(jī) 及時(shí)性：電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)； 6、松下伺服電機(jī) 舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。本設(shè)計(jì)選用松下A4系列伺服驅(qū)

18、動(dòng)器為驅(qū)動(dòng)元件，松下伺服電機(jī)作拖動(dòng)元件。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令僅使床鞍運(yùn)動(dòng)而需要檢測(cè)和信號(hào)反響，故而提高零件加工時(shí)的加工精度。4、 測(cè)量反響裝置測(cè)量系統(tǒng)有接觸觸發(fā)式測(cè)頭、信號(hào)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，是數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵局部，直接影響著在線檢測(cè)的精度。其中關(guān)鍵部件為測(cè)頭，使用測(cè)頭可在加工過(guò)程中進(jìn)行尺寸測(cè)量，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度、位置信號(hào)測(cè)量出來(lái)反響到控制裝置中。根據(jù)測(cè)量結(jié)果修改加工程序，改善加工精度，使得數(shù)控機(jī)床既是加工設(shè)備，又兼具測(cè)量機(jī)的某種功能。本次車床的改造，要求加工螺紋，進(jìn)給系統(tǒng)半閉環(huán)控制，那么需用使用測(cè)量反響裝置。5、 機(jī)械傳動(dòng)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)、床身、支柱等。6、 輔助控制

19、、手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)、限位、緊急停車的實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械局部的改造設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的機(jī)械局部在剛度、精度、速度、摩擦磨損等方面較普通機(jī)床有更高的要求。因此，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就到達(dá)了機(jī)床數(shù)控改造的目的。而是應(yīng)該從機(jī)床自身的價(jià)值考慮，分析改造要到達(dá)的目標(biāo)和所需投入。從本機(jī)床在本單位產(chǎn)品制造中的地位和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的重要程度來(lái)分析改造價(jià)值。對(duì)被改造機(jī)床的結(jié)構(gòu)、性能、精度等技術(shù)現(xiàn)狀作全面的分析。其中包括機(jī)床原來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否符合改造要求，部件結(jié)構(gòu)是否仍然完好，是否影響改造后的生產(chǎn)要求，各進(jìn)給軸的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及導(dǎo)軌副的形式等是否適用，各種精度是否滿足改造要求，機(jī)床在加工生產(chǎn)中是否出現(xiàn)重大故障維修記錄

20、和存在無(wú)解決的故障。從本機(jī)床的投入產(chǎn)出率估算，最終確定改造方案。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用交流伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器再傳動(dòng)絲桿。為了保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲桿螺母副。同時(shí)，為了提高傳動(dòng)精度和消除間隙，采用聯(lián)軸器作為導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。此設(shè)計(jì)過(guò)程主要是縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給的改造，關(guān)鍵是交流伺服電機(jī)和滾珠絲桿的選用。1.2.2 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成局部，它既是數(shù)控系統(tǒng)CNC系統(tǒng)與刀具、主軸間的信息傳遞環(huán)節(jié)，又是能量放大與傳遞的環(huán)節(jié)。它的性能在很大程度上決定了數(shù)控機(jī)床的性能。例如，數(shù)控機(jī)床的最高移動(dòng)速度、跟蹤精度、定位精度等重要指標(biāo)均取決于伺服系統(tǒng)的動(dòng)

21、態(tài)和靜態(tài)性能。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)按控制方式分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)三類。因?yàn)榘腴]環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)制造容易、控制精度高、容易調(diào)試、價(jià)格廉價(jià)、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)。所以，本設(shè)計(jì)決定采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)。1.2.3 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)任何一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩局部組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的根底，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運(yùn)行。在設(shè)計(jì)的數(shù)控裝置中，數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇是關(guān)鍵，選擇數(shù)控系統(tǒng)CPU應(yīng)考慮一下要素：1、時(shí)鐘頻率和字長(zhǎng)與被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)速度和精度密切相關(guān)；2、可擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量與數(shù)控功能的強(qiáng)弱相關(guān)；3、I/O口擴(kuò)展的能力與對(duì)

22、外控制的能力相關(guān)。在我國(guó)，普通機(jī)床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的是西門子系列的數(shù)控系統(tǒng)，主要是因?yàn)樗膬r(jià)格較廉價(jià)，普及性、通用性強(qiáng)，制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的改造需要。本設(shè)計(jì)以西門子802CBL為控制系統(tǒng)。1.3 總體方案確實(shí)定經(jīng)總體設(shè)計(jì)方案的論證后，確定CK5116A車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造方案。CK5116A車床的主軸采用西門子G110驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；車床的縱向Z和橫向X軸進(jìn)給采用伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；將原來(lái)機(jī)床的普通絲桿改為滾珠絲桿以減小摩擦力；并將以西門子802CBL作為數(shù)控控制系統(tǒng)，控制變頻器和伺服驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)，經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、縱

23、向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。第二章 機(jī)械局部的改造2.1 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的改造設(shè)計(jì)在對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，一般都應(yīng)該把原來(lái)的進(jìn)給變速傳動(dòng)裝置及操縱機(jī)構(gòu)全部撤除。根據(jù)改造設(shè)計(jì)的要求，主軸采用變頻驅(qū)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。結(jié)合機(jī)床的總體改造要求，機(jī)床改造后的技能要求以及經(jīng)濟(jì)計(jì)算。此次主軸改造使用西門子G110變頻器，為了節(jié)約本錢，原主軸電機(jī)保持不變。2.1.1 主軸驅(qū)動(dòng)單元本次設(shè)計(jì)使用西門子G110變頻器，其優(yōu)點(diǎn)：便于安裝，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)試。牢固的EMC 設(shè)計(jì)。參數(shù)涉及的范圍全面而具有綜合性，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)嘏渲?，其適用范圍非常廣泛。電纜連接簡(jiǎn)便?？梢酝ㄟ^(guò)模擬方式進(jìn)行控制，也可以通過(guò)USS串行通訊方式進(jìn)行控制。采用較高

24、的調(diào)制脈沖頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲很小。裝有根本操作板(BOP，選件)時(shí)，可以顯示變頻器運(yùn)行的狀態(tài)信息和報(bào)警信息。利用根本操作板(BOP，選件)在變頻器之間復(fù)制參數(shù)時(shí)，可以節(jié)省大量調(diào)試時(shí)間。具有完備的外部選件，可以實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的通訊和與根本操作板(BOP)的連接。在驅(qū)動(dòng)裝置要求具有快速響應(yīng)特性的情況下，變頻器具有快速的,并可重復(fù)的開關(guān)量輸入響應(yīng)時(shí)間。采用高分辨率(10位二進(jìn)制數(shù))的模擬輸入(僅指模擬控制方式),因而可實(shí)現(xiàn)速度的精調(diào)用)。LED(發(fā)光二極管)顯示變頻器的狀態(tài)信息。變頻器可以帶有內(nèi)置的A級(jí)或B級(jí)EMC濾波器。DIP開關(guān)使變頻器的電源頻率設(shè)置(50Hz或60Hz)非常方便。采用RS4

25、85串行通訊(USS)控制方式的情況下，DIP開關(guān)使總線終。RS485串行通訊接口(僅指USS控制方式)便于與其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。應(yīng)用：SINAMICS G110變頻器特別適合用于風(fēng)機(jī)和水泵的驅(qū)動(dòng)，或者作為各種工業(yè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置，例如，食品工業(yè)、紡織工業(yè)和包裝工業(yè),以及傳送帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，工廠大門和車庫(kù)大門傳動(dòng)鏈的驅(qū)動(dòng)，還可以作為移動(dòng)式廣告牌的通用驅(qū)動(dòng)裝置。 2.1.2 主軸的傳動(dòng)連接主軸電機(jī)保持使用原機(jī)床主軸電機(jī)，撤除原機(jī)床的齒輪變速箱。改造后，主軸電機(jī)與工作臺(tái)的傳動(dòng)軸之間使用帶傳動(dòng)，使用帶傳動(dòng)能夠滿足此次改造的要求，并且?guī)鲃?dòng)本錢低、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、便于維修和更換。2.1.3 主軸的檢測(cè)裝置主軸使

26、用編碼器ROTARY ENCOOER ZSF6.215-107CW 1024BZ 2/05L1 2 3 4 5 6 7 8 95V Z B 0V A B- A- Z- N.C2.2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)在對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)，一般都應(yīng)該把原來(lái)的進(jìn)給變速傳動(dòng)裝置及操縱機(jī)構(gòu)全部撤除。而每個(gè)方向的進(jìn)給傳動(dòng)都改由各自獨(dú)立的伺服電機(jī)，經(jīng)聯(lián)軸器直接與帶動(dòng)滑板移動(dòng)的絲桿連接，分別實(shí)現(xiàn)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行各坐標(biāo)的控制。例如普通機(jī)床的簡(jiǎn)易化數(shù)控改裝，通常都是把原來(lái)由主軸箱到進(jìn)給箱的傳動(dòng)路線切斷，且將溜板箱撤除，直接把聯(lián)軸器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在縱向絲桿的右端臥車或上端立車和橫向絲桿的外端臥車或右端立車。在對(duì)機(jī)

27、床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)改裝的同時(shí)，也要對(duì)此傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置元件進(jìn)行相應(yīng)的改造。具體如下：1絲桿。絲桿是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。改造時(shí)，為了滿足數(shù)控機(jī)床上較高精度零件的加工要求，應(yīng)該用滾珠絲桿螺母副替換原普通機(jī)床上的梯形絲桿螺母副。滾珠絲桿螺母副把傳動(dòng)絲桿與螺母之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)榱藵L動(dòng)摩擦，使摩擦損失減小，精度保持性、傳動(dòng)平穩(wěn)性、傳動(dòng)效率等都得以提高。其傳動(dòng)效率可到達(dá)92%98%，是普通絲桿螺母副的34倍。2機(jī)床導(dǎo)軌。為了使改造后的機(jī)床有較高的開動(dòng)率和精度保持性，應(yīng)充分考慮機(jī)床的耐磨性。當(dāng)前國(guó)內(nèi)普通機(jī)床床身等大件多采用普通鑄鐵，其摩擦系數(shù)較大，改造中，在對(duì)達(dá)不到預(yù)訂要求的原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行摩

28、擦、刮研后，要在上面貼上耐磨、吸振的聚四氟飛烯軟帶。3拖板。拖板是數(shù)控系統(tǒng)直接控制的對(duì)象。無(wú)論是點(diǎn)位控制、直線控制，還是輪廓控制，被加工零件的最終坐標(biāo)精度都將受到拖板運(yùn)動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。除拖板及配件精度要高外，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)到絲桿間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也要采用間隙消除結(jié)構(gòu)，以滿足傳動(dòng)精度和靈敏度的要求。常用的消隙方法有剛度調(diào)整法和柔性調(diào)整法兩種。剛性調(diào)整法傳動(dòng)剛度較好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但調(diào)整起來(lái)很費(fèi)時(shí)；柔性調(diào)整法，一般用彈簧彈力自動(dòng)消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙，傳動(dòng)剛度較低，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。改造中，可根據(jù)機(jī)床加工目標(biāo)選用。具體選用可參考有關(guān)資料。.1 縱向滾珠絲桿螺母副的選用滾珠螺旋傳動(dòng)是在絲桿和螺母滾道

29、之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。螺母上沒(méi)有設(shè)返向器，與螺紋滾到構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無(wú)間隙甚至有過(guò)盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置，為了延長(zhǎng)工作壽命，可設(shè)置潤(rùn)滑件和密封件。滾珠螺旋傳功與滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)或其它直線運(yùn)動(dòng)副相比，有以下特點(diǎn)：1傳動(dòng)效率高，一般滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)效率到達(dá)90%95%，消耗能量?jī)H為滑動(dòng)絲桿的1/3。2運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，滾珠摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動(dòng)與工作摩擦力矩差異很小。啟動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊，預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生的過(guò)盈，提高接觸剛度和傳動(dòng)精度。3工作壽命長(zhǎng)，滾珠絲桿螺母副的摩擦外表為高硬度HRC5862、高精度，具有較長(zhǎng)的工作壽命和精

30、度保持性。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的410倍以上。4定位精度和重復(fù)定位精度高，由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升小、無(wú)爬行、無(wú)間隙，通過(guò)預(yù)緊進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱膨脹。因此可到達(dá)較高的定位精度和重復(fù)定位精度。5同步性好，用幾套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件，可得到較好的同步運(yùn)動(dòng)。6可靠性高，潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。7不能自鎖，用于垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。8制造工藝復(fù)雜，滾珠絲桿和螺母等零件加工精度、外表粗糙度要求高，故制造本錢較高。2.2.1.1 確定進(jìn)給系統(tǒng)的分辨率在數(shù)控機(jī)床中，分辨率是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)根本技術(shù)參數(shù)，通常用表示，按機(jī)床設(shè)計(jì)的加工精度選定。本設(shè)計(jì)

31、所要求的CK5116A的分辨率為：縱向Z向分辨率為0.01mm，橫向X向分辨率為0.005mm。2.2.1.2 車削力的計(jì)算在設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算傳動(dòng)和導(dǎo)向元件，選用伺服電機(jī)等都要用到切削力?，F(xiàn)在我們利用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算主切削力。車床的主切削力FzN可用下式計(jì)算：Fz=067Dmax15式中Dmax車床床身加工的最大直徑單位為mm。因CK5116A床身縱向加工的最大直徑410mm，那么：Fz×41015按以下比例分別求出分力Fz：Fx：Fy那么：Fx=1391N，F(xiàn)y=2226N2.2.1.3 滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算和選型滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)首先要選擇機(jī)構(gòu)類型，確定滾軸循環(huán)方

32、式，滾珠絲桿副的預(yù)緊方式。結(jié)構(gòu)類型確定后，再計(jì)算和確定其他參數(shù)，包括：公稱直徑d、導(dǎo)程L0、滾珠的工作圈數(shù)j、列數(shù)k、精度等級(jí)等。本設(shè)計(jì)中選擇滾珠循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)方式中的固定式。滾珠絲桿副的預(yù)緊方法選擇雙螺母螺紋預(yù)緊。1計(jì)算進(jìn)給率牽引力Fm作用在滾珠絲桿上的進(jìn)給率牽引力主要包括切削力時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。因此其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的形式有關(guān)。Fm的計(jì)算公式如下：縱向進(jìn)給導(dǎo)軌為三角行那么：Fm=KFx+fFz+G ××5562.3800N =2554N三角形導(dǎo)軌選取參數(shù)：K=1.15,f=0.15,G=800N2計(jì)算最大動(dòng)負(fù)荷C選用滾珠絲桿副的

33、直徑do時(shí)，必須保證在一定軸向負(fù)載作用下，絲桿在回轉(zhuǎn)100萬(wàn)轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲桿能承受的最大動(dòng)負(fù)荷C。計(jì)算步驟如下：絲桿轉(zhuǎn)速n=其中Vs=0.75m/min,L0=6 n=125r/min壽命最大動(dòng)負(fù)荷C=jwFm=××3計(jì)算最大靜負(fù)荷當(dāng)滾珠絲桿副在靜態(tài)或低速n10r/min情況下工作時(shí)，滾珠絲桿副的破壞形式主要是在滾珠接觸面上產(chǎn)生變形，當(dāng)塑性變形超時(shí)一定限度就會(huì)破壞滾珠絲桿副的正常工作。一般允許其塑性變形量不超過(guò)滾珠直徑的萬(wàn)分之一。產(chǎn)生大的塑性變形量的負(fù)載稱為允許的最大靜負(fù)荷Co。選取靜態(tài)平安系數(shù)fs=2，滾珠絲桿的最大軸

34、向負(fù)荷Fmax=Fm=2254N故最大靜負(fù)荷為：Co=fs Fmax=2×2554=5108N4選擇滾珠絲桿副見(jiàn)表15傳動(dòng)效率計(jì)算滾珠絲桿副的傳動(dòng)效率=6剛度校核主要校核滾珠絲桿在工作負(fù)載Fm和扭矩T共同作用下引起的每導(dǎo)程變形量L是否符合絲桿精度要求。每導(dǎo)程變形量L可按以下公式計(jì)算 查表所得，所選用的D級(jí)絲桿精度允許誤差為10um/m，滿足要求。7穩(wěn)定性校核機(jī)床在進(jìn)給時(shí)滾珠絲桿通常是受軸向力的，假設(shè)軸向力過(guò)大，將使絲桿失去穩(wěn)定而產(chǎn)生翹曲，所以選用時(shí)必須進(jìn)行穩(wěn)定性校核。如果滿足穩(wěn)定性平安系數(shù)nk大于許用穩(wěn)定性平安系數(shù)nk，那么絲桿平安，不會(huì)失穩(wěn)：nk=nk式中nk許用穩(wěn)定性平安系數(shù)，一

35、般取2.54 Pk絲桿失穩(wěn)時(shí)的臨界負(fù)載，由：Pk= 式中l(wèi)絲桿長(zhǎng)度 絲桿軸端系數(shù)，由至誠(chéng)條件定。 J截面慣性矩，對(duì)實(shí)心圓J=dl4對(duì)于水平絲桿要考慮自重影響可取nk4將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式中可得nk=45nk絲桿不會(huì)失穩(wěn)。2.2.2 伺服電機(jī)的選用CK5116A型普通車床數(shù)控化改造，采用了一種比擬簡(jiǎn)單但是較為典型的改造方案，改造后的車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)A和B驅(qū)動(dòng)，它們分別安裝在床頭箱內(nèi)或床身尾部和拖板前方，通過(guò)聯(lián)軸器和縱橫向絲桿帶動(dòng)車床的縱橫進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為使改造后的車床能充分發(fā)揮數(shù)控車床的效能，縱橫向絲桿螺母副一般調(diào)換成滾珠絲桿螺母副。當(dāng)利用原絲桿螺母副時(shí)，為了減少改造工作量，縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)及聯(lián)軸器

36、一般裝在機(jī)床滑軌的上端，這時(shí)連接車床傳動(dòng)系統(tǒng)主軸系統(tǒng)和縱向絲桿傳動(dòng)的離合器尚未撤除，工作時(shí)應(yīng)該處于脫開位置。同理，脫落蝸桿等原橫向自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)假設(shè)未撤除，工作時(shí)應(yīng)使其處于空擋位置。0.15N.m靜力矩的伺服電機(jī)，本設(shè)計(jì)選0.08N.m的作為橫向進(jìn)給電機(jī)；選0.15N.m的作為縱向進(jìn)給電機(jī)。2.2.2.1 分辨率的選擇2.3 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)性數(shù)控改造的橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比擬簡(jiǎn)單，一般是伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器后驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿，使刀架橫向運(yùn)動(dòng)。伺服電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭將伺服電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來(lái)，以保證其同軸度，提高傳動(dòng)精度。2橫向滾珠絲桿橫向滾珠絲桿也采用三點(diǎn)支承形式。保存原手動(dòng)機(jī)械，

37、絲桿的右端，布置一根支承短軸，通過(guò)一個(gè)聯(lián)軸套與滾珠絲桿連接起來(lái)。利用原機(jī)床滑動(dòng)軸承作為徑向支承，并對(duì)原支承處進(jìn)行適當(dāng)改裝，布置一對(duì)推力球軸承，以實(shí)現(xiàn)軸向支承。在絲桿的左端，用一個(gè)聯(lián)軸器把滾珠絲桿與伺服電機(jī)的軸連接起來(lái)。與縱向進(jìn)給一樣，絲桿螺母與橫向拖板間仍用螺母座聯(lián)接。2.3.1 橫向進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲桿螺母副的選用滾珠螺旋傳動(dòng)是在絲桿和螺母滾道之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。螺母上沒(méi)有設(shè)返向器，與螺紋滾到構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無(wú)間隙甚至有過(guò)盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置，為了延長(zhǎng)工作壽命，可設(shè)置潤(rùn)滑件和密封件。滾珠螺旋傳功與滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)

38、或其它直線運(yùn)動(dòng)副相比，有以下特點(diǎn)：1傳動(dòng)效率高，一般滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)效率到達(dá)90%95%，消耗能量?jī)H為滑動(dòng)絲桿的1/3。2運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，滾珠摩擦系數(shù)接近常數(shù)，啟動(dòng)與工作摩擦力矩差異很小。啟動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊，預(yù)緊后可消除間隙產(chǎn)生的過(guò)盈，提高接觸剛度和傳動(dòng)精度。3工作壽命長(zhǎng)，滾珠絲桿螺母副的摩擦外表為高硬度HRC5862、高精度，具有較長(zhǎng)的工作壽命和精度保持性。壽命約為滑動(dòng)絲桿副的410倍以上。4定位精度和重復(fù)定位精度高，由于滾珠絲桿副摩擦小、溫升小、無(wú)爬行、無(wú)間隙，通過(guò)預(yù)緊進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱膨脹。因此可到達(dá)較高的定位精度和重復(fù)定位精度。5同步性好，用幾套相同的滾珠絲桿副同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)部件，可得

39、到較好的同步運(yùn)動(dòng)。6可靠性高，潤(rùn)滑密封裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。7不能自鎖，用于垂直傳動(dòng)時(shí)，必須在系統(tǒng)中附加自鎖或制動(dòng)裝置。8制造工藝復(fù)雜，滾珠絲桿和螺母等零件加工精度、外表粗糙度要求高，故制造本錢較高。2.3.1.1 確定橫向進(jìn)給系統(tǒng)的分辨率橫向X分辨率為0.0005mm。2.3.1.2 車削力的計(jì)算車床的主切削力FzN可用下式計(jì)算：Fz=067Dmax15式中Dmax車床床身加工的最大直徑單位為mm。因CK5116A床身橫向加工的最大直徑210mm，那么：Fz×21015=2039N按以下比例分別求出分力Fz：Fx：Fy那么：Fx=510N，F(xiàn)y2.3.1.3 滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)

40、、計(jì)算和選型滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)首先要選擇機(jī)構(gòu)類型，確定滾軸循環(huán)方式，滾珠絲桿副的預(yù)緊方式。結(jié)構(gòu)類型確定后，再計(jì)算和確定其他參數(shù)，包括：公稱直徑d、導(dǎo)程L0、滾珠的工作圈數(shù)j、列數(shù)k、精度等級(jí)等。本設(shè)計(jì)中選擇滾珠循環(huán)方式為內(nèi)循環(huán)方式中的固定式。滾珠絲桿副的預(yù)緊方法選擇雙螺母螺紋預(yù)緊。1計(jì)算進(jìn)給率牽引力Fm作用在滾珠絲桿上的進(jìn)給率牽引力主要包括切削力時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。因此其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的形式有關(guān)。Fm的計(jì)算公式如下：縱向進(jìn)給導(dǎo)軌為三角行那么：Fm=KFy+fFz+2Fx+G××20392×510+600N三角形導(dǎo)軌選取參數(shù)

41、：K=1.4,f=0.2,G=600N2計(jì)算最大動(dòng)負(fù)荷C選用滾珠絲桿副的直徑do時(shí)，必須保證在一定軸向負(fù)載作用下，絲桿在回轉(zhuǎn)100萬(wàn)轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲桿能承受的最大動(dòng)負(fù)荷C。計(jì)算步驟如下：絲桿轉(zhuǎn)速n=其中Vsm/min,L0=5 n=120r/min最大動(dòng)負(fù)荷C=jwFM=××=6212N3計(jì)算最大靜負(fù)荷當(dāng)滾珠絲桿副在靜態(tài)或低速n10r/min情況下工作時(shí)，滾珠絲桿副的破壞形式主要是在滾珠接觸面上產(chǎn)生變形，當(dāng)塑性變形超時(shí)一定限度就會(huì)破壞滾珠絲桿副的正常工作。一般允許其塑性變形量不超過(guò)滾珠直徑的萬(wàn)分之一。產(chǎn)生大的塑性變形量的負(fù)

42、載稱為允許的最大靜負(fù)荷Co。選取靜態(tài)平安系數(shù)fs=2，滾珠絲桿的最大軸向負(fù)荷Fmax=Fm=N故最大靜負(fù)荷為：Co=fs Fmax=2×=N4選擇滾珠絲桿副見(jiàn)表25傳動(dòng)效率計(jì)算滾珠絲桿副的傳動(dòng)效率=656剛度校核主要校核滾珠絲桿在工作負(fù)載Fm和扭矩T共同作用下引起的每導(dǎo)程變形量L是否符合絲桿精度要求。每導(dǎo)程變形量L可按以下公式計(jì)算查表所得，所選用的D級(jí)絲桿精度允許誤差為60um/m，滿足要求。7穩(wěn)定性校核機(jī)床在進(jìn)給時(shí)滾珠絲桿通常是受軸向力的，假設(shè)軸向力過(guò)大，將使絲桿失去穩(wěn)定而產(chǎn)生翹曲，所以選用時(shí)必須進(jìn)行穩(wěn)定性校核。如果滿足穩(wěn)定性平安系數(shù)nk大于許用穩(wěn)定性平安系數(shù)nk，那么絲桿平安，不

43、會(huì)失穩(wěn)：nk=nk式中nk許用穩(wěn)定性平安系數(shù)，一般取2.54 Pk絲桿失穩(wěn)時(shí)的臨界負(fù)載，由：Pk= 式中l(wèi)絲桿長(zhǎng)度 絲桿軸端系數(shù)，由至誠(chéng)條件定。 J截面慣性矩，對(duì)實(shí)心圓J=dl4對(duì)于水平絲桿要考慮自重影響可取nk4將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式中可得絲桿不會(huì)失穩(wěn)。2.3.2 橫向伺服電機(jī)的選用第三章 數(shù)控系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)3.1 數(shù)控系統(tǒng)的選擇本設(shè)計(jì)選用SINUMERIK 802C base line。1、SINUMERIK 802C base line 是在SINUMERIK 802C 根底上新開發(fā)的全功能數(shù)控系統(tǒng)。它可以控制2到3個(gè)伺服電機(jī)進(jìn)給軸和一個(gè)伺服主軸或變頻主軸，連接SIMODRIVE 611U或

44、SIMODRIVE base line。當(dāng)系統(tǒng)匹配SIMODRIVE 611U或SIMODRIVE base line時(shí)，連接1FK7系列伺服電機(jī)。2、SINUMERIK 802C base line系統(tǒng)組成l CNC控制器集成式、緊湊型CNC控制器，配置液晶顯示器，全功能操作鍵盤、機(jī)床操作鍵面；l 驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)SIMODRIVE 611U或SIMODRIVE base line帶1KF7系列伺服電機(jī)。目前SIMODRIVE base line帶1KF7的配置有3種：3Nm+6Nm、6Nm+8Nm、11Nm，光軸，帶/不帶抱閘；使用SIMODRIVE 611U與1KF7的配置為：3Nm、6Nm、8Nm、11 Nm，光軸，帶/不帶抱閘；