第四章 进给运动的控制

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机械制造技术基础(邢晓红)章 (4)

机械制造技术基础(邢晓红)章 (4)

第四章 机械加工方法与装备
(3) 副后面(Aa):刀具上与已加工表面相对的表面,又 称副后刀面。
(4) 主切削刃(S):前刀面与主后刀面的交线,在切削过 程中担负主要切削工作,并形成工件上的过渡表面。
(5) 副切削刃(Sꞌ):前刀面与副后刀面的交线。它配合主 切削刃完成切削工作,并最终形成已加工表面。
第四章 机械加工方法与装备
λs=0
+λs
-λs
切屑流向 λs=0
切屑流向 +λs
(a) 控制排屑方向
切屑流向 -λs
+λs
-λs
(b) 车刀受冲击时保护刀尖
图4-9 刃倾角的作用
主运动和进给运动可由刀具和工件分别完成,也可由刀具 单独完成。
第四章 机械加工方法与装备
3.加工中的工件表面 以车削为例,工件在车削过程中有三个不断变化着的表面 (见图4-2): (1) 待加工表面:将被切除金属层的表面,随着切削过程 的进行,它将逐渐减小,直至全部切去。 (2) 已加工表面:已经切去一部分金属而形成的新表面, 随着切削过程的进行,它将逐渐扩大。 (3) 过渡表面:切削刃正在切削的表面,它总是处在待加 工表面和已加工表面之间。 上述这些定义也适用于其他类型的切削加工。
的相对运动,即成型运动,而各种成型运动是由机床来实现的, 因此,又称为机床的切削运动。表面成型运动中各单元的运动, 按其在切削加工中所起的作用不同,可分为主运动和进给运动。
第四章 机械加工方法与装备
(1) 主运动。主运动是切下切屑所需要的最基本的运动。 它使刀具切削刃及其邻近的刀具表面切入工件材料,使被切削 层转变为切屑。一般情况下,它是切削运动中速度最高、消耗 功率最大的运动。任何切削过程必须有一个,也只有一个主运 动。它可以是旋转运动,也可以是直线运动。如车削加工时工 件的旋转运动,钻削和铣削加工时刀具的旋转运动,牛头刨床 刨削时刀具的直线往复运动等都是主运动。主运动可以由工件 完成(如车削、龙门刨削等),也可以由刀具完成(如钻削、铣 削、牛头刨床上刨削及磨削加工等)。

雕刻机自动控制系统

雕刻机自动控制系统

题目:雕刻机自动控制系统学院:_###############专业:########################班级: ################## 学号: #############学生姓名: ############# 指导教师: ############年月日[键入文字]摘要雕刻机制作工艺日渐成熟,应用范围也日渐广泛。

大到楼房建筑的装饰,小到商店门前的招牌,乃至很多产品的标识铭牌,可谓雕刻的使用范围无处不在。

但雕刻机的价格均比较高,为了提高其普及率,开发一个经济、简练的机械运动系统是很具有重要的理论意义和实用价值的。

本文简要地介绍了雕刻机的起源和发展现状,分析了国内外同类雕刻机的特点,说明了雕刻机的功能和使用范围。

综合运用机械制造和加工工艺等知识,提出了简化雕刻机运动系统的思路。

其次,讨论和确定了本雕刻机的总体结构布局。

本雕刻的运动系统包括了主运动系统和进给运动系统。

其主运动系统采用电机直接接刀具,省去中间传动,而进给运动系统是采用步进电机带动滚珠丝杠使部件在导轨上平移来实现三轴联动。

再次,对主电机的选用、滚珠丝杠、步进电机以及导轨等主要零部件进行了详细的与计算。

本雕刻机有着安装方便,结构简单、新颖,制造成本低等优点,可用于中小型雕刻机,对雕刻机价格具有一点的影响。

关键词:雕刻机,运动系统,三维I目录第一章绪论 (1)1.1 雕刻机的概述 (1)1.2研制的雕刻机的特点 (1)1.3研制的雕刻机功能及使用范围 (1)第二章系统分析 (3)2.1三维雕刻机的参数 (3)2.2雕刻机 (4)2.2.1总体布局要求 (4)2.2.2总体方案确定 (5)2.3雕刻机运动系统 (5)2.3.1坐标系统的确定 (5)2.3.2总体结构 (6)2.3.3主运动方案 (7)2.3.4进给运动方案 (7)第三章主运动系统的校核 (8)3.1铣削力、扭矩和功率的计算 (8)3.2主运动系统 (9)3.2.1主运动系统的方案 (9)3.2.2主轴电机的计算 (9)第四章进给运动系统计算 ........................................... - 11 -4.1 Z方向进给运动系统 ..............................................................................................................- 11 -4.1.1 Z方向进给运动系统组成............................................................................................- 11 -4.1. 2联轴器的选择..............................................................................................................- 11 -4.1. 3 Z方向直线导轨副的计算 (12)4.2 X方向进给运动系统 (13)4.2.1 X方向进给运动系统组成 (14)4.2.2联轴器的选择 (14)4.2.3X方向直线导轨副的计算 (14)4.3 Y方向进给运动系统 (15)4.3.1 Y方向进给运动系统组成 (15)4.3.2滚珠丝杠副的计算 (16)4.3.3滚珠丝杆的校核 (19)4.3.4Y方向进给电机的计算 (20)4.3.5联轴器的选择 (20)4.3.6Y方向直线导轨副的计算 (20)4.4 雕刻机参数的确定 (21)参考文献 (23)I I第一章绪论1.1 雕刻机的概述雕刻可以追溯到远古时期,母系氏族时期的半坡氏族的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。

卧式车床电气控制系统课程设计心得【模版】

卧式车床电气控制系统课程设计心得【模版】

机床电气控制技术课程设计报告设计课题: 一台普通卧式车床的电气控制系统设计姓名:学院:专业:班级:学号:日期指导教师:绪论车床是机械加工中最广泛的金属切削机床,它可以用于切削各种工件的外圆、内孔、端面、螺纹、螺杆及车削定型表面等。

现代生产机械多采用机械、电气、液压、气动结合的控制技术。

其中电气控制技术起联接中枢作用,应用最为广泛。

电气控制系统是生产机械设备的重要组成部分,是保证J机械设备按生产工艺要求,完成各种运动状态与协调工作,并保证机械设备安全可靠工作以及实现操作自动化。

本设计的主要任务是根据车床的工作情况确定电气设计的技术条件、电力拖动形式的选择、电动机的选择及其他电器元件、电气控制原理图,绘制机电设备的位置图和接线图,最后按要求写出设计报告,绘出设计图样。

第一章车床的运动形式1.1主运动车床的主运动是工件的旋转运动,它是由主轴通过卡盘或顶尖带动工件旋转。

电动机的动力通过主轴箱传给主轴,主轴一般只要单方向的旋转运动,只有在车螺纹时才需要用反转来退刀。

1.2进给运动车床的进给运动是溜板带动刀具作纵向或横向的直线移动,也就是使切削能连续进行下去的运动。

所谓纵向运动是指相对于操作者的左右运动,横向运动是指相对于操作者的前后运动。

车螺纹时要求主轴的旋转速度和进给的移动距离之间保持一定的比例,所以主运动和进给运动要由同一台电动机拖动,主轴箱和车床的溜板箱之间通过齿轮传动来联接,刀架再由溜板箱带动,沿着床身导轨作直线走刀运动。

第二章电力拖动的特点及控制要求2.1电力拖动的特点(1)采用传统的继电器接触器控制系统。

(2)传动方式采用多电动机拖动,即一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构。

这种拖动方式不仅大大简化了生产机械的传动机构,而且控制灵活,为生产机械的自动化提供了有利的条件,现代化机电传动基本上均采用这种拖动形式。

(3)机床主运动和进给运动由主轴电动机M1集中传动,主轴电动机选用三相笼式异步电动机,不进行电气调速,主轴采用齿轮箱进行机械有级调速,由车床主轴箱通过变速箱与主轴电动机的连接来完成(为减小振动,主拖动电动机通过几条传动皮带将动力传递到主轴箱);刀架的给进运动方式有手动和自动两种,在进行螺纹加工时,工作的旋转与刀架的进给速度之间应有严格的比例关系,因此,车床刀架的纵向或横向两个方向进给运动是由主轴箱输出轴依次经挂轮箱、进给箱、光杠传入溜板箱而获得的。

机床电气控制线路的设计

机床电气控制线路的设计

三、热继电器的选用
– 作用:用于电动机的过载保护 – 选用依据:根据电动机的额定电流来确定其
型号与规格 IRT=(0.95~1.05)Ied
– 热继电器的整定电流值是指热元件通过的电
流超过此值的20%时,热继电器应当在 20min内动作。
– 选型:
一般情况下可选用两相结构的热继电器。 在电网严重不平衡条件下工作的电机可选用三相结构 的热继电器。 三角形接线电动机可选用带断相保护装置的热继电器。 – 下列情况 IRT=2 Ied以便保护 1.电动机负载惯性转矩非常大,起动时间长 2.电动机所带动的设备,不允许任意停电 3.电动机拖动的为冲击性负载,如冲床、剪床等 – 常用系列: JR1 JR2 JR0 JR16 JR16B:由JR0改进而来,双金属片式,有温度补偿 和断相运转保护装置。适于长期工作或间歇工作的交 流电动机。
第四章 机床电气控制线路的设计 及电气元件的选择


重点:控制线路的设计过程,元器件参数的确定。 难点:如何正确选择控制环节来满足控制要求。
继电器—接触器控制,也称常规控制或传统控制 机床组成: – 机械 – 电气
§2 机床电气设计的一般内容
一、电气设计的基本原则:
– 1.最大限度满足机床和工艺对电气控制的要求。 – 2.在满足控制要求的前提下,设计方案力求简 – 3.把电气系统的安全性和可靠性放在首位,确

数字程序控制——数控机床 – 特点:生产率高、精度高,可加工复杂零件, 发展前景广阔。
–5.明确有关操作方面的要求:
操纵台的设计、测量显示、故障自诊断、 保护措施等的要求。

– 6.设计时应考虑用户供电电网情况

电网容量、电流种类、电压、频率等。

机械制造技术基础

机械制造技术基础

第二章2-1 什么叫主运动什么叫进给运动试以车削、钻削、端面铣削、龙门刨削、外圆磨削为例进行说明。

答主运动由机床提供的刀具与工件之间最主要的相对运动它是切削加工过程中速度最高、消耗功率最多的运动。

进给运动使主运动能依次地或连续地切除工件上多余的金属以便形成全部已加工表面的运动。

车削时主运动为工件的旋转进给运动为刀具沿轴向相对于工件的移动钻削时主运动为工件或钻头的旋转而工件或钻头沿钻头轴线方向的移动为进给运动端面铣削时主运动为铣刀的旋转运动进给运动为工件移动龙门刨削时主运动为刨刀的直线往复运动进给运动为工件的间隙移动平面磨削时主运动为砂轮的旋转矩台的直线往复运动或圆台的回转纵向进给运动为进给运动以及砂轮对工件作连续垂直移动而周边磨削时还具有横向进给。

2-4 用r 70 、r 15 、s 7 的车刀以工件转速n= 4rs 刀具每秒沿工件轴线方向移动1.6mm把工件直径由d w 54mm 计算切削用量a sp、f、v c 。

解as p=dw 2 dm 60 2 54 3mmvc 1d0w0n00 60104000.754 m sf vnf 14.6 0.4 mm r2-5 常用硬质合金有哪几类哪类硬质合金用于加工钢料哪类硬质合金用于加工铸铁等脆性材料为什么同类硬质合金刀具材料中哪种牌号用于粗加工哪种牌号用于精加工为什么答常用硬质合金有钨钴类硬质合金、钨鈦钴类硬质合金、钨钛钽铌类硬质合金、碳化钛基硬质合金、涂层硬质合金钨钴类硬质合金K类主要用于加工铸铁等脆性材料。

因为加工脆性材料是切屑呈崩碎块粒对刀具冲击很大切削力和切削热都集中在刀尖附近此类合金具有较高的抗弯强度和韧性可减少切削时的崩刃同时此类合金的导热性好有利于降低刀尖的温度。

钨鈦钴类硬质合金P类适用于加工钢料。

因为加工钢料是塑性变形大摩擦很剧烈因此切削温度高而此类合金中含有5%30%的TiC因而具有较高的硬度、耐磨性和耐热性故加工钢料时刀具磨损较小刀具寿命较高。

08数控机床电气控制题库

08数控机床电气控制题库

08数控机床电⽓控制题库《数控机床电⽓控制与PLC》练习题适⽤班级:2009级数控技术1~4班第⼀章绪论⼀、填空题1、数控机床⾃诞⽣⾄今50多年来,其核⼼数控系统的发展经历了数控阶段和计算机数控阶段。

2、在数控机床上产⽣低速爬⾏主要是因机床导轨与⼯作台之间的摩擦⼒⽽引起的。

3、失动是由于伺服驱动系统滚珠丝杠与螺母的间隙、传动链的扭转或者构件的挠曲等因素引起的。

4、在应⽤上,摩擦⼒分成三类:粘性摩擦⼒、库仑摩擦⼒和静摩擦⼒。

⼆、选择题1.下列关于世界第⼀台数控机床的描述正确的是(B )A)1946年在美国研制成功B)它是⼀台3坐标数控铣床C)⽤它来加⼯直升机叶⽚D)它⽤晶闸管-直流电机驱动第⼆章数控机床电⽓控制基础知识⼀、填空题1、低压断路器是将控制和保护的功能合为⼀体的电器。

2、低压断路器常作为不频繁接通和断开的电路总电源开关或者部分电路的电源开关,常见的形式有塑料外壳式断路器、⼩型断路器。

3、接触器由电磁机构、触点系统、灭弧装置及其他部件四部分组成。

4、⼩型断路器主要⽤于照明配电系统和控制回路。

5、使⽤低压断路器实现短路保护⽐使⽤熔断器优越。

6、接触器是⼀种⽤来频繁接通或分断电路带有负载的⾃动控制电器。

7、接触器按其主触点通过电流的种类不同,分为直流、交流两种。

8、继电器是⼀种根据输⼊信号的变化接通或断开控制电路的电器。

9、继电器常见的类型有电磁式继电器、时间继电器、热继电器、固态继电器等。

10、时间继电器是⼀种⽤来实现触点延时接通或断开的控制电器。

11、固态继电器是⼀种带光电隔离器的⽆触点开关。

12、在选择变压器的时候,根据设备的需要,变压器有标准和⾮标准两种。

13、在数控机床中三相变压器主要是给伺服驱动系统供电。

14、数控机床主要使⽤开关电源和⼀体化电源。

15、绘制电⽓原理图时,⼀般分为主电路和辅助电路两部分画出。

16、熔断器主要由熔断体和熔座两部分组成。

17、熔断体是⼀次性使⽤元件,熔断后,再次⼯作必须更换。

数控车床的进给速度和加减速控制

数控车床的进给速度和加减速控制

(2)后加减速控制
放在插补后各坐标轴旳加减速控制为后加减速控 制。
这种加减速控制是对各运动坐标轴进行分别控制, 所以,可利用实际进给滞后于插补运算进给这一特点, 在减速控制时,只要到达运算终点就进行减速处理, 经合适延迟就能平稳地到达程序终点,无需预测减速 点。
后加减速控制旳规律实际 上与前加减速一样,一般 有直线和指数规律旳加减 速控制。
直线加减速控制使机 床起动时,速度按一定斜 率旳直线下降,如图。
指数加减速控制目旳是把机械设备起动或停止 时旳速度突变,变成随时间按指数规律上升和下降。
指数加减速度与时间旳关系为:
加速时
v ( t ) = vc ( 1 – e - 1/T )
匀速时
v ( t ) = vc
减速时
v ( t ) = vc e - 1/T
si
xe xi
1
cos
对于圆弧插补, si旳计算应按圆弧所 相应旳圆心角不不小 于及不小于π两种情 况进行分别处理,如 图。
不大于π时,瞬时
加工点离圆弧终点旳直
线距离越来越小,以MP
为基准,A点离终点旳距
离为:
si
MP 1
cos
ye yi
1
cos
不小于π时,设A点为圆弧AP旳起点,B点为离终 点P旳弧长所相应旳圆心角等于π时旳分界点,C点则 为不不小于π圆心角旳某一瞬时点。
式中T 为加减速时间参数; vc为稳定速度;v ( t )为
被控旳输出速度。
根据闭环、半闭环数控系统旳控制方式,可用 如图所示旳算法原理图来实现指数加减速控制。
图中Δt表达采样周期,其作用是每个采样周期 进行一次加减速运算,对输出速度进行控制。
误差寄存器E将每个采样周期旳输入速度 vc 与 输出速度 v 之差进行累加,累加成果一方面保存在 误差寄存器中,另一方面与1/T相乘,乘积作为目前 采样周期加减速控制旳输出速度 v 。同步 v 又反馈 到输入端,准备下一采样周期到来。

进给运动指令及应用

进给运动指令及应用

2.2 进给运动指令及应用刀具相对工件的进给运动轨迹和位置决定了零件加工的尺寸、形状和位置。

数控加工前必须用程序指令准确描述进给运动,数控机床按照程序描述的进给运动控制表面成型加工运动,从而加工出工件的表面形状。

2.2.1 进给运动要素在加工程序中,用程序指令描述进给加工运动包括如下要素:①确立工件坐标系:表示进给运动的轨迹的位置数据是在确立的工件坐标系中得到。

建立工件坐标系的指令,一般由位置寄存指令G92(车G50)或工件零点偏置指令G54~G59等确定。

②进给运动的圆弧轨迹或补偿所在的坐标平面:由G17、G18、G19指令分别指定坐标轴为XY、XZ、YZ的坐标平面。

③运动的轨迹的线型:进给运动轨迹一般是由一系列简单的线段如,直线或圆弧连接而成。

最基本的轨迹线型(插补)指令是直线和圆弧插补指令,由G01、G02、G03来指定。

④进给轨迹的位置数据和轨迹的运动方向。

直线轨迹通过给出起点和终点的坐标值来描述,坐标指令的格式为X~Y~Z~。

对圆弧除了给出起点和终点的坐标值,还要给出圆弧半径或圆心位置。

⑤尺寸的坐标值形式有绝对尺寸和相对尺寸模式之分;尺寸的坐标值的单位分公、英制。

⑥进给加工运动的速度由F指令给出,有每分钟进给速度和每转进给量之分。

⑦进给方向由起点到终点方向确定。

2-2-1 CNC铣床位置寄存G92 图2-2-2 CNC车床位置寄存2.2.2 工件坐标系设定指令1.位置寄存器指令G92(G50)在FANUC 的数控系统中规定,G92用于数控铣床,数控车床采用G50。

格式:G92(G50) X ~Y ~Z ~;其中, X ~Y ~Z ~为刀具当前位置相对于新设定的工件坐标系的坐标值。

G92(G50)就是用来设定工件坐标系的指令,用它规定工件坐标系原点的位置。

指令通过确定刀具起点相对于设定的工件坐标系的坐标原点的位置值来建立工件坐标系。

如图2-2-1所示,刀具的初始位置相对设定的工件坐标系的零点位置为X=30,Y=20。

机械制造简答题

机械制造简答题

简答题第一章绪论1 、叙述数字控制(数控)、数控机床的概念。

2 、数控机床由哪些部分组成?各有什么作用?3 、什么叫点位控制、点位直线控制、轮廓控制数控机床?各有何特点?4 、什么是开环、闭环、半闭环控制数控机床?5 、数控机床的加工特点是什么?6 、数控机床适合加工具有什么特点的零件?第二章1 、举例说明通用机床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么?2 、说出下列机床的名称和主参数(第二主参数),并说明它们各具有何种通用和结构特性。

CM6132 、 C1336 、 C2150 6 、 Z3040 16 、 T6112 、 T4163B 、 XK5040 、 B 2021A 、MGB1432 。

3 、举例说明何谓简单运动?何谓复合运动?其本质区别是什么?4 、举例说明何谓外联系传动链?何谓内联系传动链?其本质区别是什么?5 、举例说明什么叫表面成形运动、分度运动、切入运动和辅助运动?6 、使用简图分析用下列加工方法加工所需表面时的成形方法,并说明机床运动的型式、性质和数量 .( 1 )、用成形车刀车外圆;( 2 )、用普通外圆车刀车削外圆锥体;( 3 )、用圆柱铣刀采用周铣法铣平面;( 4 )、用窄砂轮磨长圆柱体;( 5 )、用钻头钻孔;( 6 )、用插齿刀插削直齿圆柱齿轮;( 7 )、用滚刀滚切直齿圆柱齿轮;( 8 )、用端铣刀铣平面;7 、在 CA6140 型卧式车床上车削下列螺纹:( 1 )、米制螺纹: p= 3mm , n=2 ; p= 8mm , n=2;(2) 、英制螺纹: a=4 牙 /in(3) 、径节制螺纹: Dp=48 齿 /in(4) 、模数制螺纹: m= 3.5mm , n=2试写出其传动路线表达式,并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围及其理由。

8 、当 CA6140 型卧式车床上的主轴转速为: 450 ~ 1400r/min( 其中 500r/min 除外 ) ,为什么能够获得细进给量?在进给箱传动路线一定的情况下,细进给量与常用进给量的比值是多少?9 、为什么用丝杠和光杠分别担任车削螺纹和机动进给的传动 ? 如果只用其中一个 , 既可车削螺纹又可机动进给 , 将会有什么问题 ?10 、为什么在主轴箱中有两个换向机构 ? 能否取消其中一个 ? 溜变箱内的换向机构又有什么用处 ?11 、如果快速电动机的转动方向接 ( 电源 ) 反了 , 机床是否能正常工作 ?12 、 M3 、 M4 和 M5 的功用是什么?是否可取消其中之一?13 、为了提高传动精度,车螺纹的进给运动传动链中不应有摩擦传动件,而超越离合器是靠摩擦传动的,为什么可以用于进给运动传动链中 ?14 、各类机床中,可用来加工外圆表面、内孔、平面和沟槽的各有哪些机床?它们的适用范围由何区别?15 、将 CA6140 型卧式车床和 M 1432A 型磨床相比较,从传动和结构特点方面说明为什么万能外圆磨床的加工精度和表面质量比卧式车床的高?16 、万能外圆磨床的砂轮主轴和头架主轴能否采用齿轮传动?为什么?第三章计算机数控系统1 、机床数控系统通常由哪几部分组成?各有什么作用?2 、 CNC ( MNC )系统的硬件主要由哪几部分构成?各部分的作用是什么?3 、常用半导体存储器如何分类?其特点各是什么?4 、 CNC 系统中, I/O 控制通道应有哪些基本功能?主要解决哪些问题?5 、 CNC 系统有哪些软件?各个软件的主要功能是什么?6 、 CNC 系统硬件的结构常有哪几种?特点是什么?7 、 CNC 系统的软件有何特点?其结构有哪些?8 、根据 CNC 系统软件的自动工作流程图说明系统的工作原理。

数控车自动上下料改造

数控车自动上下料改造

毕业设计作品(产品)作品名称数控机床上下料改造控制电路设计二级学院专业班级学生姓名学号指导教师2016年11 月一、作品(产品)简介本次毕业设计的任务是完成数控机床上下料改造控制电路设计,并实现自动上下料功能。

已达到数控机床的自动化作业,为企业省去人工成本,提高经济效益和产品质量的目的。

本次毕业设计通过查阅资料,熟悉数控机床上下料的上下料组成、工作原理。

通过工作台卡盘和安全门的改造,为机械手上下装夹工件做准备。

然后进行电子元器件的选型,设计控制系统电路;编写机械手PLC程序和机床PMC程序。

程序编程完成后,进行整机调试验收,检验设计成果。

最后撰写设计说明书。

设计作品包括控制电路图一份,机械手PLC程序,PMC程序,毕业设计说明书一份。

二、作品(产品)内容1、机械手控制系统图2、机床PMC程序部分(详细见毕业设计说明书)3、机械手PLC程序部分(详细见毕业设计说明书)4、机械手结构图毕业设计说明书作品名称数控机床上下料改造控制电路设计二级学院机械工程学院专业数控设备应用与维护班级数维1401学生姓名谭琳学号201420147096指导教师申俊2016年11月目录第一章绪论 (3)第二章 CK6136数控机床 (4)2.1 数控机床 (4)2.1.1 数控加工 (4)2.1.2 自动化生产 (4)2.1.3 数控机床的组成 (4)2.1.4 输入输出装置 (5)2.1.5 数控系统 (5)2.1.6 可编程逻辑控制系统 (5)2.1.7 伺服驱动系统 (6)2.1.8 位置检测系统 (6)2.1.9 数控机床的机械结构 (6)2.1.10 数控机床的工作流程 (6)2.1.11 CK6136数控机床简介 (7)第三章电气系统的改造 (9)3.1 机床改造后的特点 (9)3.1.1 改造前后的对比 (9)3.1.2 I/O接口分配 (10)3.1.3 卡盘的改造 (11)第四章上下料机械手控制电路设计..................... 错误!未定义书签。

机械制造技术基础(第)第四章课后习题答案

机械制造技术基础(第)第四章课后习题答案

《机械制造技术基础》部分习题参考解答第四章机械加工质量及其控制4-1什么是主轴回转精度?为什么外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转,而车床主轴箱中的顶尖则是随工件一起回转的?解:主轴回转精度——主轴实际回转轴线与理想回转轴线的差值表示主轴回转精度,它分为主轴径向圆跳动、轴向圆跳动和角度摆动。

车床主轴顶尖随工件回转是因为车床加工精度比磨床要求低,随工件回转可减小摩擦力;外圆磨床头夹中的顶尖不随工件一起回转是因为磨床加工精度要求高,顶尖不转可消除主轴回转产生的误差。

4-2 在镗床上镗孔时(刀具作旋转主运动,工件作进给运动),试分析加工表面产生椭圆形误差的原因。

答:在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随主轴的回转而回转,在F作用下,主轴总是以支承轴颈某一部位与轴承内表面接触,轴承内表面圆度误差将反映为主轴径向圆跳动,轴承内表面若为椭圆则镗削的工件表面就会产生椭圆误差。

4-3为什么卧式车床床身导轨在水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求?答:导轨在水平面方向是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向,故水平面内的直线度要求高于垂直面内的直线度要求。

4-4某车床导轨在水平面内的直线度误差为0.015/1000mm,在垂直面内的直线度误差为0.025/1000mm,欲在此车床上车削直径为φ60mm、长度为150mm的工件,试计算被加工工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差。

解:根据p152关于机床导轨误差的分析,可知在机床导轨水平面是误差敏感方向,导轨垂直面是误差不敏感方向。

水平面内:0.0151500.002251000R y∆=∆=⨯=mm;垂直面内:227()0.025150/60 2.341021000zRR-∆⎛⎫∆==⨯=⨯⎪⎝⎭mm,非常小可忽略不计。

所以,该工件由导轨几何误差引起的圆柱度误差0.00225R∆=mm。

4-5 在车床上精车一批直径为φ60mm、长为1200mm的长轴外圆。

已知:工件材料为45钢;切削用量为:v c=120m/min,a p=0.4mm, f =0.2mm/r; 刀具材料为YT15。

第四章 数控机床进给传动系统

第四章 数控机床进给传动系统
进给传动系统是将伺服电机的旋转运动转变为执行部 件的直线运动或回转运动。
进给系统组成:伺服电机及检测元件、传动机构、运动变 换机构、导向机构、执行件 常用的传动机构:一到两级传动齿轮和同步带; 运动变换机构:丝杠螺母副、蜗杆蜗轮副、齿轮齿条副等; 导向机构:滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、轴承等
数控机床的进给传动系统
滚珠丝杠螺母副的缺点


由于结构复杂,丝杆和螺母等元件的加工精度和表面 质量要求高,故制造成本高。 由于不能自锁,特别是垂直安装的滚珠丝杆传动,会 因部件的自重而自动下降。当部件向下运动且切断动 力源时,由于部件的自重和惯性,不能立即停止运动。 因此必须增加制动装置。
结论: 由于其优点显著,虽成本较高,仍被广泛应用在
4.4
数控机床进给传动系统
按丝杠与螺母的摩擦性质分: 滑动丝杠螺母副:主要用于旧机床的数控化改造、经 济型数控机床等; 滚珠丝杠螺母副:广泛用于中、高档数控机床; 静压丝杠螺母副:主要用于高精度数控机床、重型机 床。
滚珠丝杠螺母副是滚动摩擦,它的特点是:


摩擦因数小,传动效率高,所需传动转距小;
滚珠丝杠螺母副结构图例
1-丝杠 2-滚道 3-螺母 4-滚珠
滚珠丝杠螺母副的优点
传动效率高,摩擦损失小
滚珠丝杆螺母副的传 动效率η=0.92~0.96,可实现高速运动。 运动平稳无爬行 由于摩擦阻力小,动、静摩擦 系数之差极小,故运动平稳,不易出现爬行现 象。 传动精度高,反向时无空程 滚珠丝杆副经预紧 后,可消除轴向间隙。 磨损小 精度保持性好,使用寿命长。 具有运动的可逆性 可以将旋转运动转换成直 线运动,也可将直线运动转换成旋转运动,即 丝杆和螺母均可作主动件或从动件。

第4章 机床导轨设计_原第六章_

第4章 机床导轨设计_原第六章_

第四章机床导轨设计第一节 概 述一、导轨的功用和分类机床上两相对运动部件的配合面组成一对导轨副,不动的配合面为支承导轨,运动的配合面为动导轨。

导轨副的主要功用是导向和承载,为此,导轨副只许具有一个自由度。

导向原理如图4—1所示。

图4—1导向原理导轨副按下列性质分类。

1.运动轨迹(1) 直线运动导轨导轨副的相对运动轨迹为一直线。

如普通车床的溜板和床身导轨。

(2) 圆周运动导轨导轨副的相对运动轨迹为一圆,如立式车床的花盘和底座导轨。

2.摩擦性质(1) 滑动导轨其中有静压导轨、动压导轨和普通滑动导轨,它们的共同特点是导轨副工作面之间的摩擦性质为滑动摩擦。

(2) 滚动摩擦导轨副工作面之间装有滚动体,使两导轨面之间为滚动摩擦。

3.工作性质(1) 主运动导轨动导轨作主运动,导轨副间的相对运动速度高。

(2) 进给运动导轨动导轨作进给运动,导轨副之间的相对运动速度低。

(3) 移置导轨实现部件之间的相对位置调整,在机床工作时无相对运动。

(4) 卸荷导轨采用机械、液压或气压办法减轻支承导轨的负荷,降低静、动摩擦系数,以提高导轨的耐磨性、低速平稳性和运动精度。

二、导轨应满足的基本要求1.导向精度主要是指动导轨运动轨迹的精确度。

影响导向精度的主要因素有:导轨的几何精度和接触精度、导轨的结构形式、导轨及其支承件的刚度和热变形、静(动)压导轨副之间的油膜厚度及其刚度等。

2.精度保持性主要由导轨的耐磨性决定。

耐磨性与导轨的材料、导轨副的摩擦性质、导轨上的压强及其分布规律等因素有关。

3.刚度包括导轨的自身刚度和接触刚度。

导轨的刚度不足会影响部件之间的相对位置和导向精度。

导轨刚度主要取决于导轨的形式、尺寸、与支承件的连接方式及受力状况等因素。

4.低速运动平稳性动导轨作低速运动或微量位移时易产生摩擦自激振动,即爬行现象。

爬行会降低定位精度或增大被加工工件表面的粗糙度的值。

三、导轨的主要失效形式1.磨损①磨粒磨损。

这里的磨粒是指导轨面间存在的坚硬微粒,可能是落人导轨副间的切屑微粒或是润滑油带进的硬颗粒;也可能是导轨面上的硬点或导轨本身磨损所产生的微粒。

进给运动的控制——概述

进给运动的控制——概述

第四章进给运动的控制本章对数控机床进给运动控制的有关问题做了论述。

在对开环步进电动机的环分、速度控制、自动升降速控制介绍的同时,重点对闭环位置控制的结构与原理、位置控制的数学模型和特性、轮廓误差以及数控装置与进给驱动之间的信号连接进行了分析,并根据现代数控系统的特点对进给运动的控制参数和进给运动中的补偿问题进行阐述。

第一节概述一、进给伺服驱动装置的控制性能数控机床用伺服驱动装置分为开环和闭环两大类,闭环型驱动按位置检测的方式可分为半闭环和全闭环两种。

开环控制采用步进电动机作为驱动元件,由于它没有位置反馈回路和速度控制回路, 简化了线路,因此设备投资低, 调试维修都很方便,但进给速度和精度较低,被广泛应用于中、低档数控机床及一般的机床改造中。

闭环型采用直流或交流伺服电动机驱动。

半闭环位置检测方式一般将位置检测元件安装在电动机轴上(一般已由电动机生产厂家装好),用以精确控制电动机的角度,然后通过滚珠丝杠等传动机构,将角度转换成工作台的直线位移。

如果滚珠丝杠精度足够高,间隙小,精度一般是可以满足要求的。

加之传动链上有规律的误差(如间隙及螺距误差等)可以由数控装置加以补偿,进一步提高精度,因此在精度要求适中的中小型数控机床上,半闭环控制得到广泛应用。

半闭环方式的优点是其闭环环路短(不包括传动机构),因而系统容易达到较高的位置增益,不发生振荡现象。

且其快速性好,动态精度高,传动机构的非线性因素对系统的影响小。

但如果传动机构的误差过大或其误差不稳定,则数控系统难以补偿。

如由传动机构的扭曲变形所引起的弹性间隙,因其与负载力矩有关,故无法补偿。

由制造与安装所引起的重复定位误差以及由于环境温度与丝杠温度变化所引起的丝杠螺距误差也是不能补偿的。

因此要进一步提高精度,只有采用全闭环控制方式。

全闭环方式直接从机床的移动部件上获取位置实际移动值,因此其检测精度不受机械传动精度的影响。

但不能认为全闭环方式可以降低对传动机构的要求,因闭环环路包括了机械传动机构,其闭环动态特性不仅与传动部件的刚性、惯性有关,还取决于阻尼、油的粘度、滑动面摩擦系数等因素。

数控机床结构与维护 习题及答案 (韩鸿鸾第2版 ) 第3、4章

数控机床结构与维护 习题及答案 (韩鸿鸾第2版 ) 第3、4章

第三章一、填空题1.高速主轴单元的类型有电主轴、气动主轴、水动主轴等。

2.电主轴的润滑方式有油气润滑、喷注润滑、突入滚道式润滑。

3.滚动轴承间隙的调整或预紧,通常是使轴承内、外圈相对轴向移动来实现的。

常用的方法有轴承内圈移动、修磨座圈或隔套和自动预紧三种。

4.数控机床主轴准停装置有机械控制准停和电气控制准停。

5.数控机床主轴电气准停有磁传感器主轴准停、编码器型主轴准停和数控系统控制准停三种形式。

二、选择题(请将正确答案的代号填在空格中)1.高速切削技术与传统的数控机床相比,其根本区别就是高速数控机床的主运动和进给运动都采用了( C ),省掉了中间的传动环节。

A.自动补偿技术B.自适应技术C.直驱技术2.电主轴是精密部件,在高速运转情况下,任何(A )进入主轴轴承,都可能引起振动,甚至使主轴轴承咬死。

A.微尘B.油气C.杂质3,数控车床车螺纹时,利用(A )作为车刀进刀点和退刀点的控制信号,以保证车削螺纹不会乱扣。

A.同步脉冲B.异步脉冲C.位置开关4. (C)对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次,并清洗过滤器。

A.每周B.每月C.每年5.数控机床主轴锥孔的锥度通常为7: 24,之所以采用这种锥度是为了( C )。

A.靠摩擦力传递扭矩B.自锁C.定位和便于装卸刀柄D.以上几种情况都是6.在加工中心中,刀具必须装在标准的刀柄中,标准刀柄有(B )oA.直柄B. 7: 24锥柄C.莫氏锥柄7.加工中心大多采用(A )完成换刀和拉紧刀柄拉钉。

A.弹簧B.气缸C.液压缸D.连杆机构8.为了保证数控机床能满足不同的工艺要求,并能够获得最正确切削速度,主传动系统的要求是(D )oA.无级调速B.变速范围宽C.分段无级变速D.变速范围宽且能无级变速9.数控铳床上进行手动换刀时最主要的考前须知是(B )。

A.对准键槽B.擦干净连接锥柄C.调整好拉钉D.不要拿错刀具10.主轴准停是指主轴能实现(A )。

A.准确的周向定位B.准确的轴向定位C.精确的时间控制11.数控机床的准停功能主要用于(C )。

PLC课后习题

PLC课后习题

第一章1-1 常用的低压刀开关有几种?分别用在什么场合?答:(1)开启式负荷开关,常用作照明电路的电源开关或用于5.5kW以下三相异步电动机不频繁启动和停止的控制开关。

(2)封闭式负荷开关,可用来控制照明电路或60A以下负载电路的控制。

1-2 刀开关的选用方法及安装注意事项有哪些?答:在选用时,额定电压应大于或等于负载额定电压,对于一般的电路,如照明电路,其额定电流应大于或等于最大工作电流;而对于电动机电路,其额定电流应大于或等于电动机额定电流的3倍。

开启式负荷开关在安装时应注意:(1)闸刀在合闸状态时,手柄应朝上,不准倒装或平装,以防误操作。

(2)电源进线应接在静触点一边的进线端(进线座在上方),而用电设备应接在动触点一边的出线端(出线座在下方),即“上进下出”,不准颠倒,以方便更换熔丝及确保用电安全。

1-3 常用熔断器的种类有哪些?答:熔断器按结构形式分为半封闭插入式、无填料封闭管式、有填料封闭管式和快速熔断器。

1-4 两台电动机不同时启动,一台电动机额定电流为14.8A,另一台电动机额定电流为6.47A,试选择用作短路保护熔断器的额定电流及熔体的额定电流。

答:I RN≥(1.5~2.5)I Nmax+ΣI N2×14.8+6.47=36.07A 可RL1-60型熔断器,选配40A熔体。

1-5 常用主令电器有哪些?在电路中各起什么作用?答:主令电器主要类型有控制按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、凸轮控制器等。

控制按钮是一种典型的主令电器,其作用通常是用来短时间地接通或断开小电流的控制电路,从而控制电动机或其他电器设备的运行。

行程开关、接近开关主要用于位置与行程相关的控制。

万能转换开关一般用于交流500V、直流440V、约定发热电流20A以下的电路中,作为电气控制线路的转换和配电设备的远距离控制、电气测量仪表转换,也可用于小容量异步电动机、伺服电动机、微电动机的直接控制。

凸轮控制器主要用于起重设备,直接控制中、小型绕线转子异步电动机的起动、制动、调速和换向。

《数控原理与系统》第5章_进给运动的控制

《数控原理与系统》第5章_进给运动的控制

第5章 进给运动的控制
5.1 開環進給系統性能分析

由於開環進給系統中沒有位臵回饋檢 測裝臵,其前向通道中的各種誤差就無法 通過回饋資訊來加以補償,從而會引起輸 出位臵誤差。因此,需要找出造成輸出位 臵誤差的主要因素,並採取一些必要的措 施來加以改善,從而提高系統的控制性能。
第5章 进给运动的控制
第5章 进给运动的控制


3. 數學模型的構成 (1) 跟隨誤差E。 跟隨誤差E實際 上就是指令位臵Xi與實際位臵Xf的差值。 (2) 開環增益K。 K為整個系統的 開環增益, K=Kv Kda KmKa(1/s), 其中:
第5章 进给运动的控制

· Kv為位臵放大係數(軟體增益), 它是由 CNC內部的參數設臵的, 單位為數字/數字。 可 通過設臵Kv值來調整整個回路的開環增益。 · Kda為數模轉換係數。 CNC裝臵通過DAC 數模轉換器輸出-10~+10 V的電壓來控制伺服電 動機的運動。 Kda的單位為V/數字, 它描述了 CNC內每一個數值“1”對應的電壓值。 開環增益K是決定整個系統性能的重要參數, 在機床調試時需進行調整。由上可以看出,當設 備選定後,調整開環增益的唯一方法就是調整軟 體增益KV和伺服放大倍數Km。


第5章 进给运动的控制
第5章 进给运动的控制


(2)選用高性能的驅動裝臵。選用性能好,與 步進電機匹配的驅動裝臵,可有效地改善步進電 機的動態性能,防止失步和震盪。此外,也可選 用帶細分的驅動裝臵,以提高進給解析度。 (3)合理的進行補償。根據齒隙誤差的特點, 當工作臺運動方向改變時可利用CNC裝臵的間隙 補償功能進行補償;對於滾珠絲杠的螺距誤差, 可利用CNC裝臵的螺距誤差補償功能進行校正。
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动机类型。
根据系统精度、数据处理长度、机床行程等确定δ
和h。
如果θ、δ和h三个参数仍然满足不了上式时,增加
齿轮减速装置。
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2)最大静态转矩选择
负载转矩
Mz
(F9.8G)h103 2i
F为进给方向上切削力;G为工件与工作台
总重量;μ导轨摩擦系数;η包括齿轮与丝杠
在内的总传动效率;
步进电动机的最大静态转矩满足下式
第四章 进给运动的控制
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第一节
1.半闭环伺服驱动装置的优点。 2. 步进驱动系统、直流伺服驱动系统和交
流伺服驱动系统的优缺点。
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第二节
1.开环系统脉冲当量和进给速度的计算。 2. 步进的分类。 3.步距角和最大静态转矩的选择
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第三节
1.简单了解闭环控制系统位置控制回路的 数学模型。
EEycosExsinvK Yv Yv Xv K XX vY vvcosK * Yv vsinvsinK * Xv vcos
vsin2 1 1
( )
2 Ky Kx
两轴位置增益相同时,轮廓误差为0;
θ=0°或90°时,误差为0; Kx和Ky足够大时,轮廓误差较小;
轮廓误差与编程进给速度成正比;
动及快速定位要求的场合。
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(三)交流伺服驱动系统
交流伺服电动机不需要维护,制造简单, 适合于恶劣环境下工作。
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控制箱、位置控制器、伺服电动机、 伺服驱动、速度传感器、译码器
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4.2 开环数控系统进给运动控 制
一、开环系统控制原理
1)工作台位移量控制
步进电动机步距角θ,丝杠螺距h,齿轮
其数学模型间P140.
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(二)闭环位置控制的实现
光电编码器每转能输出数千个脉冲信号,脉冲信 号通过计数器可以反映转角的位置。
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三、定位过程误差分析P142
要取得较高的位置增益,所用驱动装置时间常数
必须小。
如果选择了时间常数小的的伺服驱动电动机,没
有相应提高位置增益,整个位置控制回路的瞬态
2. 如何减少跟随误差,单位斜坡输入情况 下,如何计算跟随误差。
3.如何控制拐角误差的大小。
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作业
4-1 4-10 4-14
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4.1 概述
一、进给伺服驱动装置的控M制P 性能
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二、电气伺服驱动系统
(一)步进驱动系统
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(二)直流伺服驱动系统
宽调速性能,输出转矩大,过载能力强。 调整、安装和使用方便,适应于频繁启动、制
响应并不能够得到明显改善。
E(s) 1 Xi (s) 1 Gk (s)
1 Xi(s) vs
E v K
limE(s) lim v
v
s0
s0 s[1Gk(s)] s[1 K ]
s(Ts 1)
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四、直线插补轮廓误差分析
数控机床进行XY轴直线联动插补时,X、Y分别对应恒速 运动。轮廓误差E与各轴跟随误差Ex, Ey之间的关系为
M z(0.2~0.4)Mjm ax
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四、步进电动机控制
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五、开环步进系统精度分析
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4.3 闭环数控系统进给运动控制 及特性分析
一、闭环位置控制系统 (一)闭环位置控制的概念
位置传感器将机械位移转换为数字脉冲,该 脉冲送至数控装置,有计数器技术,计算机以固定 的时间周期对反馈值采样,将采样值与插补程序输 出的结果进行比较,得到位置误差,经软件增益放 大,输出给数模转换器,从而为伺服装置提供控制 电压,驱动工作台向减少误差的方向移动。
指令位置
E
实际位置
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五、圆弧插补轮廓误差分析
圆弧插补轮廓误差表达式
v2siKnx2(R2r)coKsy2vsin22K1x
1 Ky
Kx=Ky时,误差为
2(R
v2 r)K
2
K变x≠为K长y时轴,位与于φ4成5°正或比13,5°所处加的工椭圆圆弧,
提高增益能够减小误差。
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六、拐角轮廓误差分析
减速比i,脉冲当量δ,
h
360i
2)工作台进给速度控制
v 60 f
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二、步进电动机的选择
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成角 位移或线位移的控制电动机。
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二、步进电动机的选择
齿轮减速比i,
脉冲当量δ,
360 i h
根据负载性质、最高进给速度等条件选择步进电
指数升降速过程
加速度变化无突变,速度变化平滑。需要设 定加减速总时间和加速升降时间。
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4.6 进给运动的误差补偿
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4.4 闭环数控系统进给驱动装置 的信号连接
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4.5 进给运动控制参数设置
伺服单元本身完成电流环与速度环的控制 ,而位置环由数控装置完成。
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一、一般参数的设定P152
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二、变增益位置控制的增益设定
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三、升降速参数
直线升降速过程
可将加速度限制在一定范围内,降低机械冲 击。
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