經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì),經(jīng)濟(jì)型,數(shù)控車床,進(jìn)給,伺服系統(tǒng),設(shè)計(jì) 第 二 章 縱 向 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 總 體 方 案 的 設(shè) 計(jì) - 4 - 第 二 章 縱 向 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 總 體 方 案 的 設(shè) 計(jì) 2.1 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 本 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 是 對 CA6140 普 通 車 床 進(jìn) 行 數(shù) 控 改 造 。 利 用 微 機(jī) 對 縱 向 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 開 環(huán) 控 制 ， 縱 向 （ Z 向 ） 脈 沖 當(dāng) 量 為 0.01mm/脈 沖 ， 驅(qū) 動 元 件 采 用 步 進(jìn) 電 機(jī) ， 傳 動 系 統(tǒng) 采 用 滾 珠 絲 杠 副 。 2.2 總 體 方 案 的 論 證 對 于 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 ， 應(yīng) 考 慮 在 滿 足 設(shè) 計(jì) 要 求 的 前 提 下 ， 對 機(jī) 床 的 改 動 應(yīng) 盡 可 能 少 ， 以 降 低 成 本 。 （ 1） 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 的 改 造 設(shè) 計(jì) 數(shù) 控 機(jī) 床 的 伺 服 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 有 開 環(huán) 、 半 閉 環(huán) 和 閉 環(huán) 之 分 。 因 為 開 環(huán) 控 制 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 設(shè) 計(jì) 制 造 容 易 、 控 制 精 度 較 好 、 容 易 調(diào) 試 、 價 格 便 宜 、 使 用 維 修 方 便 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 所 以 ， 本 設(shè) 計(jì) 決 定 采 用 開 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 。 （ 2） 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 任 何 一 個 數(shù) 控 系 統(tǒng) 都 由 硬 件 和 軟 件 兩 部 分 組 成 。 硬 件 是 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 基 礎(chǔ) ， 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 ， CPU 的 選 擇 是 關(guān) 鍵 ， 選 擇 CPU 應(yīng) 考 慮 以 下 要 素 ： 1. 時 鐘 頻 率 和 字 長 與 被 控 對 象 的 運(yùn) 動 速 度 和 精 度 密 切 相 關(guān) ； 2. 可 擴(kuò) 展 存 儲 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 外 設(shè) 控 制 的 能 力 相 關(guān) 。 除 此 之 外 ， 還 應(yīng) 根 據(jù) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用 場 合 、 控 制 對 象 以 及 各 種 性 能 、 參 數(shù) 要 求 等 ， 綜 合 起 來 考 慮 以 確 定 CPU。 在 我 國 ， 普 通 機(jī) 床 數(shù) 控 改 造 方 面 應(yīng) 用 較 普 遍 的 是 Z80CPU 和 MCS-51 系 列 單 片 機(jī) ， 主 要 是 因 為 它 們 的 配 套 第 二 章 縱 向 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 總 體 方 案 的 設(shè) 計(jì) - 5 - 芯 片 便 宜 ， 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) 中 是 以 MCS-51 系 列 單 片 機(jī) ， 51 系 列 相 對 48 系 列 指 令 更 豐 富 ， 相 對 96 系 列 價 格 更 便 宜 ， 51 系 列 中 ， 是 無 ROM 的 8051， 8751 是 用 EPROM 代 替 ROM 的 8051。 目 前 ， 工 控 機(jī) 中 應(yīng) 用 最 多 的 是 8031 單 片 機(jī) 。 本 設(shè) 計(jì) 以 8031 芯 片 為 核 心 ， 增 加 存 儲 器 擴(kuò) 展 電 路 、 接 口 和 面 板 操 作 開 關(guān) 組 成 的 控 制 系 統(tǒng) 。 2.3 總 體 方 案 的 確 定 經(jīng) 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 的 論 證 后 ， 確 定 的 CA6140 車 床 經(jīng) 濟(jì) 型 數(shù) 控 改 造 示 意 圖 如 圖 所 示 。 車 床 的 縱 向 （ Z 軸 ） 進(jìn) 給 運(yùn) 動 采 用 步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū) 動 。 由 8031 單 片 機(jī) 組 成 微 機(jī) 作 為 數(shù) 控 裝 置 的 核 心 ， 由 I/O 接 口 、 環(huán) 形 分 配 器 與 功 率 放 大 器 一 起 控 制 步 進(jìn) 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 動 ， 經(jīng) 齒 輪 減 速 后 帶 動 滾 珠 絲 杠 轉(zhuǎn) 動 ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 車 床 的 縱 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動 。 車 床 或 變 速 箱 步 進(jìn) 電 機(jī)功 率 放 大 器控 制 計(jì) 算 機(jī)磁 帶計(jì) 算 機(jī)手 工 輸 入數(shù) 控 程 序 編 制加 工 工 件 圖 紙