數(shù)控機(jī)床(直流、交流)伺服控制方案分析與計(jì)算

1、第一章                               緒論第一節(jié)  畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的第二節(jié)  畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容第二章    微型數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬定第一節(jié)  畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書第二節(jié)  總體方案的確定第三章 

2、   機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)     系統(tǒng)脈沖當(dāng)量及切削力的確定第二節(jié)     切削力的計(jì)算第三節(jié)     滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算、和選型第四節(jié)     進(jìn)給司服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算第五節(jié)     步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型第四章    微型數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)第一節(jié)  單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)內(nèi)容第二節(jié)  MCS51

3、系列單片機(jī)的選用第三節(jié)  存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)第四節(jié)  I/O接口電路及輔助電路設(shè)計(jì)第五章    數(shù)控機(jī)床的加工程序編制第一節(jié)  經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)的程序編制說明第二節(jié)  加工說明及工藝路線設(shè)計(jì)第六章    做畢業(yè)設(shè)計(jì)的親身體會(huì)第七章    做畢業(yè)設(shè)計(jì)的感言 第一章                 

4、;  緒論第一節(jié)  畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際，解決生產(chǎn)實(shí)際問題能力的重要步驟，它起到了把所學(xué)專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用的作用。它通過對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的擬定，進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).計(jì)算控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)以及數(shù)控機(jī)床加工程序的編制，使我們綜合運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械.電子和微機(jī)的知識(shí),進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全面訓(xùn)練。從而培養(yǎng)了我們具有加工編程能力，初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇到的機(jī).電方面技術(shù)問題的能力。第二節(jié)  畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、    微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)方案的擬定（1）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定（2）

5、伺服系統(tǒng)的選擇。（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定。（4）計(jì)算機(jī)的選擇。二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算（1）進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)方案的確定。（2）確定脈沖當(dāng)量。（3）滾珠絲杠螺母副的選型。（4）滾動(dòng)導(dǎo)軌的選型。（5）進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)計(jì)算。（6）步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選用。（7）設(shè)計(jì)繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)一個(gè)坐標(biāo)軸的機(jī)械裝配圖。（8）設(shè)計(jì)繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的一張或兩張零件圖。三、微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）控制系統(tǒng)方案的確定及框圖繪制。（2）MCS-51系列單片機(jī)及擴(kuò)展芯片的選用。（3）I/O接口電路及譯碼電路的設(shè)計(jì)。（4）設(shè)計(jì)繪制一臺(tái)數(shù)控機(jī)床微機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖。四、數(shù)控加工程序的編制（1）零件工藝分析及確定

6、工藝路線。（2）選擇數(shù)控機(jī)床設(shè)備。（3）確定對(duì)刀點(diǎn)。（4）選擇刀具。（5）確定切削用量。（6）編制加工程序。五、直線的逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)軟件程序流程框圖的繪制。第二章 微型數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬定第一節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書1.題目:  經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床橫向伺服單元設(shè)計(jì)2.設(shè)計(jì)任務(wù):（1）根據(jù)機(jī)床總體布局,分析應(yīng)采用的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方案,確定微機(jī)控制                     

7、60;                                         系統(tǒng)方案;（2）進(jìn)行機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算,繪制機(jī)械裝配圖及其部分零件圖(12  

8、           個(gè)）（3）繪制微機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖；（4）繪制直線的脈沖增量插補(bǔ)法軟件程序流程框圖；（5）攥寫設(shè)計(jì)說明書一分（8000字以上）3.給定條件:（1）橫向移動(dòng)部件總重量   80kg（2）縱向定位精度    ±0.075mm（3）最大移動(dòng)速度（快進(jìn)）  1.2m/min（4）最大進(jìn)給速度（工進(jìn)）  0.22m/min（5）加工最大直徑: 500（床面）280（在床鞍上）；（6）控制系統(tǒng)用

9、CPU      8031單片機(jī)4.設(shè)計(jì)要求:（1）該伺服進(jìn)給單元的安裝尺寸應(yīng)保證能在CA6150床上良好安裝，滿足總圖要求；（2）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,控制系統(tǒng)功能完備,原理正確,制圖符合國家標(biāo)準(zhǔn),圖面整潔;（3）設(shè)計(jì)說明書論述清楚,計(jì)算無誤,數(shù)值單位明確,引用公式及資料有出處。 第二節(jié) 總體方案的確定一系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方試與伺服系統(tǒng)的選擇    由于改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床具有定位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工、螺紋加工等功能，所以應(yīng)該選用連續(xù)控制系統(tǒng)。考慮到經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)、降

10、低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。二計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)床要求，采用8位機(jī)。由于MCS51系列單片機(jī)的特點(diǎn)之一是硬件設(shè)計(jì)簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。對(duì)于簡單的應(yīng)用場(chǎng)合，MCS51系統(tǒng)的最小系統(tǒng)用一片8031外擴(kuò)一片EPROM就能滿足功能的要求，對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，可以利用MCS51的擴(kuò)展功能，構(gòu)成功能強(qiáng)、規(guī)模較大的系統(tǒng)。所以應(yīng)選用8031單片機(jī)。三機(jī)床傳動(dòng)方式    為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲杠。為了保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時(shí)，為了提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)載荷的結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)齒輪也要采用消除齒側(cè)

11、間隙的結(jié)構(gòu)。  第三章 機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)及切削力矩機(jī)計(jì)算，確定伺服電機(jī)，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖等。現(xiàn)分述如下：第一節(jié)    系統(tǒng)脈沖當(dāng)量及切削力的確定   脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床、銑床常采用的脈沖當(dāng)量是0.010.005mm/脈沖,根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量,橫向:0.005mm/step 一.確定切削力若縱車外圓由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知：主切削力按經(jīng)驗(yàn)公式估算:                         FZ=0.67D N      D =500           &