郑大机电一体化技术答案

郑大机电一体化技术答案内容摘要：

0013 刀具号选择 X0014 刀具号选择 X0015 刀具号选择 X0016 刀具号选择 输 出 Y00 刀具到位指示 Y01 刀盘旋转指示 Y02 刀盘顺转 Y03 刀盘逆转 Y04 换到闪烁 刀盘取刀示意图： 如下图所示，以 1 号刀位在机械手位置处为例。 1） 调取当前刀号。 机械手在 1 号刀位 D0=K1，系统调取当前刀号 ， D0=K1，两值比较 D0=D1，此时，到位指示灯直接亮起，接着换刀成功指示灯闪烁，表示换刀完成。 2） 调取 2（或 4）号刀。 机械手在 1 号位 D0=K1，系统调取 2 号刀， D1=K2，两值比较 D0D1，此时， D0要先加 K6再减 D1得 D3， D3再和 K3比较 D3K3， M10动作，刀盘逆转。 如下图所示： 3）如下图所示 ，调取 5（或 6）号刀，机械手在 1 号位置 D0=K1，系统调取 5 号刀，D1=K5，两值比较 D0D1，此时， D0 要先加 K6 再减 D1 得 D3， D3 再和 K3 比较， D3K3，M1 M12 比较，刀盘顺转。 系统梯形图及指令表 指令表： 题目 四 C6132 普通车床的数控改造设计 1. 设计目的：通过 C6132 普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力； 2. 设计内容及要求： C6132 型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。 本设计任务 是对 C6132 普通车床进行数控改造。 利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为 ／脉冲．横向脉冲当量为 ／脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。 3. 设 计 成果 ： 1） 电动机的选取 2） 相关硬件电路图 一、伺服控制系统的选择（半闭环控制系统如下图所示） 半闭环控制系统原理图 二、机械部分改造 保留主轴箱内的滑移齿轮，取消操作手柄。 将原床身的挂轮、进给箱及内部传动齿轮系统去除，其余部分保持不变。 在该处安装纵向伺 服电动机与齿轮减速箱总成。 丝杠、光杠和操作杆（“三杆”） 拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠。 滚珠丝杠的另一端支承座 安装在车床尾座原来装轴承座的部分。 并在主轴箱后端安装光电编码器。 编码器的安装方式有两种，一种是安装，另一种是异轴安装。 因为原机床主动挂轮与主轴传动比为 1:1，所以可将编码器安装于原机床主动挂轮处。 这种安装方式较简单，易安装。 （横向）的改造 将车床溜板箱拆除，在原处安装滚珠丝杠螺母座，丝杠螺母固定在其上。 将横溜板中的普通丝杠、螺母拆除，在该处安装横向进给滚珠丝杠螺母副，伺服电机与丝杠间采用一级 减速器联接，以缩小传动链，提高系统刚度，并减少传动链误差。 横向伺服电动机与齿轮减速器总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠通过膜片联轴器相连。 膜片联轴器的特点是易平衡，不需润滑。 结构简单，有一定的补偿性能和缓冲性能。 因其尺寸较大，故可将其放在减速箱内。 横向滚珠丝杠选择南京工艺装备公司生产的 FFZL 型内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠螺母副。 型号为 FFZL25053，其工程直径 0d =25mm，基本导程 0L =5mm。 滚珠丝杠的支承方式选 用两端固定式，其传动精度高，并有较好的刚度。 适合于距离不长的场合。 滚珠丝杠需要预紧，其大小约为轴向力的三分之一。 减速箱齿轮传动初定传动比为 2，可去 Z1=24，则 Z2=48，齿宽 B=16。 在设计齿轮传动时，为了提高传动精度，必须消除齿轮副的间隙。 数控机床进给系统由于经常处于变向状态，反向时如果驱动链中的齿轮等传动副存在间隙，就会使进给运动的反向滞后于指令信号，从而影响其传动精度，因此 24/48 这一对齿轮还必须采取措施消除齿轮传动中的间隙，以提高数控机床进给系统的传动精度。 齿轮间隙的调整采用圆柱薄片齿轮可调拉 簧错齿法来实现，其结构如下图所示： 齿轮间隙的调整结构图 图中，在 2 个薄片齿轮 1 和 2 上 装有螺纹的凸耳 4 和 8，弹簧的一段钩在凸耳 4 上，另一端钩在螺钉 5 上。 弹簧 3 所受的张力大小可用螺母 6 来调节螺钉 5 的伸出长度，调整好后再用螺母 7 锁紧。 在选择伺服电机时应考虑以下几点： a、惯量匹配，即 ≤ Jd/Jm≥ 1，其中 Jd 为折算到电动机的负载惯量， Jm为电动机转到惯量。 b、转矩伺服电机的额定转矩必须满足实际需要，但是不需要留有过多的余量，因为一般情况下，其最大转矩为额定转矩的 3倍。 C、短时间特性（加减速转矩），工 作负载转矩大于电动机加减速转矩。 根据以上原则，取电动机型号为 1FT5066OA01△ 因原机床的导轨精度不能满足数控机床的要求。 但改造的原则是尽量保持原机床的部件。 故只能将导轨加以利用。 导轨表面贴塑的方法可使得导轨精度提高。 因此可在导轨上加四氟乙烯软带，其特点是：摩擦系数低，运动平稳，可吸收震动，维修方便，损坏后更换容易。 在本次设计中采用美国霞板公司研制的德尔赛塑料导轨软带。 数控车床上使用的回转刀架是一种最简单的自动换刀装置。 根据加工对象，有四方刀架、六角刀架和八（或更多）工位的圆 盘式轴向装刀刀架等多种形式。 回转刀架上分别安装四把、六把或更多刀具，并按数控装置的指令换刀。 回转刀架在结构上必须具有良好的强度和刚度，以承受粗加工时切削抗力和减少刀架在切削力作用下的位移变形，提高加工精度。 由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程中刀架部要进行人工调整，因此更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位机构，以保证回转刀架在每次转为之后具有高的重复定位精度（一般位 ～ ）。 考虑经济性以及利于普通车床数控化改造，本设计采用四方回转刀架。 并设计成螺旋升降式四房回转刀架。 三、数控系统的选择 机床数控系统（ CNC 系统）是数控机床的控制核心，随着机床数控技术的不断发展与进步，提高了数控机床的整体性能，尤其是它的加工精度和生产效率提高得更为显著。 现在，数控机床已在机械工业生产中得到广泛应用。 目前市场上流行的数控系统，如 FANUC、西门子、华中数控系统等，本设计为经济型数控车床，只要满足设计要求功能及精度即可。 通过 比较，国内的华中数控系统步进能达到要求，并且价格便宜，是数控机床的改造的首选系统，根据功能要求，选择华中 HNC21TF型数控系统。 四、结论 经 过改造后的机床如下图所示： 题目 五 双坐标十字滑台设计及控制 ：加深理解和掌握机电一体化、计算机接口技术、计算机控制技术、数控技术等课程的基本知识，提高学生综合运用所学知识能力 ： 工作台行程： 工作台长度 100mm；宽度 100mm； 脉冲当量： ～ 其它参数如下表所列 3. 设 计 成果 ： 1） 相关计算 2） 相关硬件电路图 3）相关程序 数控工作台采用由步进电机驱动的开 环控制结构，其单向驱动系统结构简图如下图所示： 计算动载荷 Cj Ca 根据 Ca选择滚珠丝杠副 根据《机电一体化设计基础》，滚珠丝杠副额定动载荷 Ca等于或者大于 Ca的原则，选用得丝杠副数据： 滚珠丝杠副校核 稳定性运算 计算临界转速 kn 压杆稳定性计算 安全系数公式为 ，而 ， Fm=2300N 又 [S]=～ 计算行程长度寿命 Ts 计算动载荷 Cj 电机的初选 步进电机转矩校核 按正常工作计算： 题目六 四工位组合机床 PLC 控制系统设计 设计目的： 学生通过 四工位组合机床 课程设计 ,对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高 ,并运用所学理论 ,。