数控技术在EPS切割机中的应用教案2续_PPT推荐.ppt

数控技术在EPS切割机中的应用教案2续_PPT推荐.ppt

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数控设备的布数控设备的布局是指设备结构局是指设备结构各部件相对安装各部件相对安装位置的总体方案。

位置的总体方案。

数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计1、数控机床机械结构、数控机床机械结构l机床基础件机床基础件：

床身、底座、立柱、横梁、工作台：

床身、底座、立柱、横梁、工作台l主运动系统（主轴）主运动系统（主轴）l进给传动系统进给传动系统l辅助功能部件：

气动、润滑、冷却、排屑、防护等辅助功能部件：

气动、润滑、冷却、排屑、防护等l刀架或自动换刀装置（刀架或自动换刀装置（ATC）l自动托盘交换装置（自动托盘交换装置（APC、AWC）l特殊功能装置：

刀具磨损监控、精度检测等。

特殊功能装置：

二、数控机床机械结构的总体设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计1）高自动化：

要求自动保证稳定的加工精度。

：

2）高精度和大功率：

数控机床集高精度与重切削于一身数控机床集高精度与重切削于一身,因此对传因此对传动件和基础件的结构和刚度有了更高的要求。

动件和基础件的结构和刚度有了更高的要求。

3）高速度:

简化传动机构，趋势：

“零机械传动零机械传动”2、数控机床机械设计要求、数控机床机械设计要求数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计4）工艺复合化和功能集成化：

附件和辅助装置增：

附件和辅助装置增多。

多。

工艺复合化：

是指工艺复合化：

是指“一次装夹，多工序加工一次装夹，多工序加工”功能集成化：

是指功能集成化：

是指“一机多能一机多能”。

5）高可靠性数控机床应能在高负荷、长时间、无故障数控机床应能在高负荷、长时间、无故障连续工作，因而对机械另部件的可靠性提出了连续工作，因而对机械另部件的可靠性提出了很高的要求。

很高的要求。

数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计3.数控机床总体布局与工艺因素数控机床总体布局与工艺因素表面形成方法对总体布局的影响数控车床，数控铣床、数控齿轮加工机床等工序集中加工中心、五轴联动机床、车铣复合机床等工件的尺寸、重量对布局的影响小型、中型、大型和重型数控机床；

数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计l总体布局与刀库配置盘式刀库、链式刀库等盘式刀库、链式刀库等l总体布局与操作使用方便操作方便操作l总体布局与其它机电一体化结构机电一体化结构全封闭式结构全封闭式结构数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计二、数控机床的总体布局实例二、数控机床的总体布局实例二、数控机床的总体布局实例二、数控机床的总体布局实例数控车床数控车床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控车床数控车床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计双头数控车床双头数控车床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控立车数控立车数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控马鞍车床数控马鞍车床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计XXYYZZ简易数控铣床简易数控铣床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控铣床数控铣床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计立式加工中心机床立式加工中心机床立式加工中心机床立式加工中心机床卧式加工中心机床卧式加工中心机床卧式加工中心机床卧式加工中心机床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计卧式数控加工中心卧式数控加工中心数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控龙门铣床数控龙门铣床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控卧式镗床数控卧式镗床数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计二、数控电子类设备设计特点：

二、数控电子类设备设计特点：

1.高自动化、高精度、高速度2.负载小、速度高3.机构尺寸小，尽可能紧凑4.操作简单方便5.高工艺复合化和功能集成化6.高可靠性数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计SMT自动自动贴片机贴片机数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计床身床身数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计横梁横梁数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计贴片头贴片头数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计送料器送料器数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计机架机架数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计LED固晶机固晶机数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计支架/PCB金线晶片上述为焊线示意图支架/PCB晶片银胶（绝缘胶）导电支架金线晶片胶体支架/PCB金线晶片胶体SMD压模支架胶水TOP点胶数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计单头单头PCB数数控钻孔机控钻孔机数控设备总体布局设计数控设备总体布局设计便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计便携式便携式EPS数控切割机设计特点：

数控切割机设计特点：

便携式要求结构简单、轻便、低成本便携式要求结构简单、轻便、低成本移动精度和定位精度要求不高移动精度和定位精度要求不高移动精度和定位精度要求不高移动精度和定位精度要求不高操作方便、安全可靠操作方便、安全可靠操作方便、安全可靠操作方便、安全可靠运动速度要求不高运动速度要求不高运动速度要求不高运动速度要求不高三、便携式EPS数控切割机总体设计便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计便携式便携式EPS数控切割机总体布局构思设计数控切割机总体布局构思设计EPS快速成形系统基本原理图便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计主要包括驱动系统的设计、运动传动机构的设计、导向机构的设计、热刀结构设计以及辅助部件的设计。

通过分析运动系统，确定各个部件的参数，从而设计出结构合理的机构系统。

便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计四、便携式四、便携式EPS数控切割机运动传动机构设计数控切割机运动传动机构设计便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计

（1）工作台位移量的控制）工作台位移量的控制数控切割控制系统发出的N个进给脉冲，经分配驱动以后控制步进电机，使定子绕组通电状态变化N次，决定了步进电机的角位移，=N（即为步距角）。

该角位移经带传动变换之后变为工作台的位移L工作台位移演化过程

（2）工作台进给速度的控制）工作台进给速度的控制切割控制系统发出的进给脉冲的频率f，经分配驱动以后，表现为步进电机定子绕组电平信号变化频率f，而定子绕组的通电变化频率f决定了步进电机转子的转速W，其经过同步轮带传动之后表现为工作台的进给速度V。

工作台速度演化过程便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计（3）工作台的运动方向的控制）工作台的运动方向的控制改变进给脉冲的通电顺序，则可以控制步进电机的正转与反转，从而可以实现对工作台的进给方向的控制。

（4）X-Y-Z轴步进电机的选择轴步进电机的选择X-Y二维系统如图所示，采用直线滚动导轨和同步齿形带传动结构。

Z轴步进电机直接驱动转转工作盘。

便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计设脉冲频率为fp，每转步数为N，步进电机的转速为n（rpm），线速度为v（mm/s），步距角为（rad），同步带轮节径为d（mm），则位置分辨率为。

（2-2）（2-3）（2-4）（2-6）（2-5）则有如下关系：

便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计如何确定这些参数呢？

这应从系统要求的快进速度着手。

混合式步进电机的矩频特性，一般力矩在300rpm开始下降，到600rpm时已下降到3040%，因此，系统快进时，电机转速在500rpm附近时比较合适。

设单轴快进速度可达400mm/s，则由式（2-5）可算得带轮节径初值为：

d=15.32mm查同步带标准，选d=16.17mm便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计根据加工参数，选fp=25KHZ,则（2-7）代入得t=410-5s据微步驱动器的细分系列可设置为16细分,设每转步数为NN=16200（2-8）步进电机的旋转周期为TTNt（2-9）代入（2-10）得T0.128s便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计代入（2-5）得步进电机的转速nn=468.75转/min代入（2-6）得单轴的快进速度vv=396.9mm/s代入（2-3）得步距角代入（2-4）得位置分辨率=0.0159系统的分辨率要求在0.025左右，据微步驱动器的细分系列可设置N=2000，则=0.0225便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计下面计算电机的力矩。

电机提供的力矩必须满足：

（2-10）上式中，是使电机转子加速的转矩，（2-11）a为单轴线加速度，Jd为转子惯量，d为带轮节径。

便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计Ta1是使负载加速的转矩，（2-12）m是负载质量。

Tf是摩擦转矩，（2-13）f是摩擦系数，g是重力加速度。

便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计1）Y轴电机的选择轴电机的选择Y轴的负载质量大约为轴的负载质量大约为1500克，设克，设a5m/s2，先估算，先估算Ta1，由，由（2-12）Ta10.068Nm+0.136（重力）重力）Nm=0.204Nm.滚动导轨的摩擦系数为滚动导轨的摩擦系数为0.01，可算得摩擦力矩，可算得摩擦力矩Tf=0.00020Nm，可忽略不计。

预选，可忽略不计。

预选DM4250，其参数如表，其参数如表2-1所示所示.表2-1DM4250技术参数（乐创）相数步距角（o）静态相电流（A）相电阻（）相电感（mH）保持转矩（Nm）定位转矩（Nm）重量（kg）转子惯量（gcms2）21.81.204.336.500.320.0250.3568便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计对于X轴，Y轴的导轨及所有负荷全部成了X轴的负载，因此质量大，经轻量化设计，负荷质量仍然有约15kg，设a5m/s2，先估算Ta1，得Ta10.675Nm，加之考虑两X轴同步阻力较大，选择DM5656，其参数如表2-2所示。

表2-2DM5656的技术参数相数步距角（o）静态相电流（A）相电阻（）相电感（mH）保持转矩（Nm）定位转矩（Nm）重量（kg）转子惯量（gcms2）21.82.80.92.51.260.040.73002）X轴电机的选择轴电机的选择便携式便携式EPS数控切割机运动动力传动设计数控切割机运动动力传动设计3）Z轴步进电机的选择轴步进电机的选择对于