机电一体化系统设计第7章ppt课件.ppt

《机电一体化系统设计第7章ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1机电一体化系统设计第七章机电一体化系统机电有机结合的分析与设计7.1传统机械加工机床机电一体化改造分析7.2微机控制系统的设计分析2机电一体化系统设计7.1传统机械加工机床机电一体化改造分析7.1.1机械传动系统改造设计方案分析一、车床机械传动系统改造设计方案分析3机电一体化系统设计C620-1车床改造方案改造方案：将原机床进给丝杠尾部加装减速箱和步进电机（图中A和B）4机电一体化系统设计CA6140车床的改造方案改造方案：将原机床进给丝杠尾部加装减速箱和步进电机（A和B）。若原刀架换为自动转位刀架，则可以由微机控制自动转换刀具，否则仍由手动转动刀架。如需加工螺纹，则要在主轴外端或其他适当位

2、置安装一个脉冲发生器C检测主轴转位。5机电一体化系统设计特点：改造简单，成本低。当数控系统出现故障时，仍可使用原驱动系统进行手动加工。但为了保证加工精度，还需根据实际情况进行检修。原机床运动部件安装质量的好坏，直接影响阻力和阻转矩的大小。应尽量减小阻力（转矩）。对丝杠要提高其直线度。为减小导轨副的摩擦阻力，可换成滚动导轨副或采用镶塑导轨。根据阻力（转矩）、切削用量及机床型号的步同，通过计算，选用与之相匹配的步进电机。6机电一体化系统设计二、铣床机械传动系统改造设计方案分析X52K立式铣床传动系统改造方案分析7机电一体化系统设计改造方案：为实现零件的自动铣削加工，可将工作台升降、工作台x、y轴进

3、给运动、或将主轴升降和工作台的x、y轴的进给运动、或仅将工做台的x、y轴进给运动改为微机控制实现三轴或二轴的开环同步控制或非同步控制。方案一：工作台较重，升降所需步进电机转矩大，功率损失大，改造成本高。方案二：较容易实现，成本较低，多被采用。方案三：二轴控制，不能自动铣削三维曲面零件，改造意义不大。8机电一体化系统设计改动后传动系统原理图9机电一体化系统设计方案二改动原理：保留原机床主轴传动系统；保留机床工作台x、y轴进给系统，脱开离合器6、7。去掉手轮，将滑动丝杠副换为滚珠丝杠副，改装减速齿轮箱、减速齿轮、步进电机；主轴垂直升降进给运动：拆去原手动锥齿轮副及丝杠副，更换滚珠丝杠副或采用滑动丝

4、杠副，并将丝杠上的锥齿轮改为圆柱齿轮。安装一个采用偏心轴支撑的中间轮，设计并安装减速箱，将电动机15安装在减速箱偏心套上。10机电一体化系统设计XA6132升降工作台卧式铣床传动系统改造方案11机电一体化系统设计改造目的：加工不同品种的凸轮轴。轮廓外形包含直线、圆弧、渐开线，要求尺寸公差0.1mm,表面粗糙度Ra1.6。改造方案：三坐标连动方案。x，z坐标快进速度不低于2.4m/min,水平拖动力按15kN计算，要求电动机功率P=Fv=(15×2.4/60)kw=0.6kw步进电机：达不到此功率要求，必须降低快速性要求，而会引起自激振荡，对加工极为不利。直流或交流伺服电机的全闭环控制方案：结构

5、复杂，技术难度大，成本高。直流或交流伺服电机的半闭环控制：性能介于开环和闭环控制之间。调速范围宽，过载能力强，采用反馈控制。性能优于步进电机开环控制。确定采用直流伺服电机驱动半闭环控制。12机电一体化系统设计7.1.2机械传动系统的简化以车床为例，如果原机床不再考虑手动系统的使用问题，机械系统将得到简化：挂轮架系统：全部拆除。进给齿轮箱：箱体内零件全部拆除，原丝杠端加一个轴承套溜板齿轮箱：拆去箱体部分光杠、操作杠，增加滚珠丝杠支撑架和螺母座。横向拖板：安装步进电机，通过减速齿轮、连轴器将电动机轴与横向滚珠丝杠连接起来。刀架体：采用自动转位刀架或根据需要加装纵、横向微调装置。13机电一体化系统设

6、计自动转位刀架螺旋升降转位刀架槽轮转位刀架四工位自动转位刀架14机电一体化系统设计7.1.3机床机电一体化改造性能及精度选择机床的性能指标应在改造前根据实际需要作出选择，主要包括：主轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。进给运动进给速度：z向(8~400mm/min);x向(2~100mm/min)快速移动：z向(1.2~4m/min);x向(1.2~5m/min)脉冲当量：在0.005~0.01mm内选取，通常z向为x向的2倍加工螺距范围：一般螺距在10mm以内。刀架：刀具补偿、间隙补偿、显示、诊断功能15机电一体化系统设计7.1.4机床进给系统机电有机结合的匹配选择计

7、算设某车床，其纵向(z)进给丝杠改用滚珠丝杠，基本导程Ph=6mm;纵向溜板箱及横向工作台与刀架等可移动部件的总质量为400kg；脉冲当量为0.01mm/脉冲。工进速度60mm/min,快进速度2m/min。步进电机的步距角为0.75°/step一、纵向进给运动的负载分析设计时，可根据主轴电动机的功率来计算能承受的最大主切削力，但往往与实际需要不匹配。16机电一体化系统设计(1)切削负载切削用量范