数控机床伺服进给CAD系统的研究与开发 73页

西南交通大学研究生学位论文数控机床伺服进给CAD系统的研究与开发年姓级名九九级曹永峰申请学位级别硕士专业机械电予工程.龚邦明副教授指导教师二00二年三月 8S.C1sifiedIndex:TP3917U.D.C:518.4SouthwestJ1aotongUn1versityMasterDegreeThes15THERESEARCHANDDEVELOPMENTOFSERVOFEEDCADSYSTEMOFNCMACH!NEGrade:99Cand1date:CaoYongfengAcadem1cDegreeAPP11edfor:MasterSPec1a11ty:MeehatronicsSuPery1sor:GongBan1ng叨Mar.19.2002 西南交通大学硕士研究生毕业论文第I页摘要、CAD/CAM技术是一项能提高产品质量缩短产品开发周期和降低劳动强度的新兴技术。它的研究与应用水平是衡量一个国家科技进步的重要标志,。之一更是现代机械制造业急需解决的当务之急,,本文理论联系实际遵循软件工程的原则和方法创建了数控机床伺服。、进给CAD系统的总体框架它采用了面向对象编程(OOP)技术BorlandC++.、,Biluder50数据库引擎(BDE)参数化建模技术和三维实体造型技术完成:、、了伺服进给系统的四大部分功能即图形用户界面模块设计计算模块数据库管理系统模块以及图形系统模块。口;其中界面系统部分进行统一的界面管理并组织相应的接程序科学计、;算部分承担伺服进给系统结构选型零部件选取和校核计算图形系统能根;据计算部分的结构参数绘制出相应的各部件设计图纸及装配图数据库负责保存相关的设计数据、图表和绘好的图表。整个系统采用集成化技术,通过`,、一口若干个接程序将设计系统核心数据及图形系统集成在一个统一的用户环境中。、、,该伺服进给CAD系统具有使用方便自动化程度高可扩充的特点能提高数控机床伺服、、进给系统的设计水平质量和效率降低设计人员的劳,。动强度具有很高的使用价值和广阔的应用前景、、、:CAD关键词伺服系统面向对象参数化建模技术 西南交通大学硕士研究生毕业论文第n页AbstraetCAD/CAMteehnology15aemergingtechnology,whieheanimProvetherouetua,sorte,PdqlityhnthecycleofProduetdeveloPmentandredueehtelaborintensity.ItsresearchandaPPlieationlevel15notonlyoneofimPorttsymbolsanevaluatingtheseieneeandteehnologyProgressofaeountry,butalsoaurgent.airsofmodernmeehaniealengineeringinneedofbeingresolvedfe,erneThisPaPerintegratestheorywithPracticefollowsthPiiPleSand,methodsofsoftwareengineeringsetuPtheeonstitutesframeofNCmaehine,sevrofeedCADsystemdifnisheshteresearchanddeveloPmentoffouran,ru,modulesofsevrofeedCADsystemsuehasGaPhiealUserInterfaceModle,DesignandComPuteModuleDatabaseManagementSystemandGraPhiesste,SymbyusingobjeetOirentPorgramming(OOP)teehnology,BorlandC++.uen,eeenooBildr50DatabaseEgine(BDE)Paretirefeaturemodlthlgyandam.3Dsolidmodelingteehnologyose,eannetonoreasernroue5toOfththmifuifGaPhilUItefaeeMdl1manageGraphiealUserInterfaeeandIntereProgramming.Themainfunetionfac,ofDesignandComPuteModule15totakingonseleetingtheeonstruetionthePartsandCheekingeesnresusoeoeeste.eanthdigltfSvrFdCADSymThmifunetionofGraPhiesSystem15todrtheassemblygraPhiesofServoFeedawSystembyeesnresus.eanoase5toseveeesnthdigltThmifDatab1vaandgihtdigresus,raesaneasserans.esstentrasesnss,ltgPhidthmblydwigThymiegtedigytemkeydatumandgraPhiessystemintoaconsistentuserdeveloPmentenvironmentbyusingintegrationteehnologyandafewinterfaeeProgramming.esseaseauresoenee,aunThCADytmhthfetfhigheonvenihightomatio,degreehighexPansibilityandeanimProvedesigneifeieneyandProduetionqualityandredueetheeostindesignandProduetion.Simultaneously,ithasveryhighusevalueandwideaPPlieationPorsPect.,,一,KEYORDS:sevrosystemCADoeetorientedParetricfeaturemodelWbjamteehnology,币 西南交通大学硕士研究生毕业论文第111页目录1···········································································……第章绪论11.1··································································……1论文的选题·················································........….2l论文的目标和任务…22C····························································...……第章AD系统概述32.1CAD················································……3技术的现状及发展趋势2.1.1以D技术的现状·····················································.……32.1.2D···············································..·.……以技术发展过程32.1.3CAD技术发展趋势···················································……32.2CAD系统的组成及其作用················································……4.··········································23AutoCAD二次开发(VBA)技术……42.3.1AutoCAD二次开发技术概述·······································……42.3.2AutoCADActiveX技术简介·······································……6第3章软件的总体结构与环境···················································……83.1软件的总体结构的设计···················································……8..32BorlandC++Builder50程序设计语言的简要介绍············……103.2.1什C++Builder?·············································……10么是3.2.ZC十+Builder5.0中的基本概念······························……10..··················33BorlandC十十Builder50数据库引擎(BDE)……1第4章伺服进给系统的设计计算过程·······································……134.1数控机床的概述·························································……13.41·1················································...……13数控机床的定义4.1.2数控机床的组成及分类··········································……134.2数控机床的进给传动与传动装·······································……16置4.2.1对进给传动的要求················································……16.42·2进······················································…给传动装置…174.3················································…数控机床的伺服进给系统…184.4················································……19伺服进给系统的设计计算4.4.1动力学设计计···················································……算204.4.2伺服系统的控制理论设计计算·································……36第6章何服进给系统CA)I软件的设计内容·································……415.1用户界面设计·······························································……41 西南交通大学硕士研究生毕业论文第IV页5.2设计计算模块详细设计···················································……435.3数据库管理系统详细设计················································……495.3.1·······································……49数据交换与管理技术概述5.3.2数据库管·································……50理系统的设计和实现5.3.3数据交···························……54换与管理功能的设计和实现5.4图形系统模块的详细设计················································……55.4.1二····································……5维和三维参数化绘图概述5.4.2二维图形系统的设计及实现····································……565..43二维参···················································……60数化绘图6········································································……6第章结论26.1论文总结·····································································……626.2·····································································……62今后工作·················································································……63致谢参考···········································································……64文献攻·································……67读硕士学位期间发表的论文及科研成果 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1页第1章绪论1.1论文的选题近年来,随着计算机技术,及其相关技术的迅速发展计算机辅助设计。(CAD)在工业技术领域获得了越来越广泛的应用,、CAD技术的应用和开发彻底改变了传统设计方法无论在设计速度设、,。计精度出错率等方面均具有传统设计方法无法比拟的优点它能减轻设计者的脑力劳动、提高工业产品的设计质量、缩短产品研发周期以及实现设计的科学性和创造性,是加速产品更新换代及提高市场竞争力的一项关键技术和强大。工具,,在机械设计领域机械工业的发展对机械产品提出了越来越高的要求设计,,工作也愈来愈复杂传统的设计方法渐渐不能适应现代设计的需求而。,、CAD技术恰恰能够解决这一难题因此CAD技术的研究开发和应用在机械设计领域。正显示出前所未有的重要性,数控机床是典型的机电一体化产品它是微电子技术同传统机械技术相。,结合的产物它是根据机械加工工艺的要求使电子计算机对整个加工过程,。,进行信息处理与控制实现生产自动化同时数控技术又是柔性制造系统、,(FMS)计算机集成制造系统(CMIs)的技术基础之一是机电一体化高。,,新技术的重要组成部分采用数控机床提高机械工业的数控化率是当前机械制造业技术改造、技术更新的。必由之路本篇论文所作的CAD系统正是针对数控机床中伺服进给系统而做的开。,,发设计工作目前我国国内己有部分单位在从事这项工作如西安交通大、,,学大连组合机床研究所等院校但由于影响数控机床加工精度的因素很多,、,所以这些单位的研究对象都比较有针对性开发的软件还不很成熟完善。,、、距离商业化还有很多工作要做因此设计一套新颖的易用的可扩展的。、、,数控机床CAD系统显得非常重要鉴于人力物力时间有限本论文只在数控机床伺服进给系统部分进行了尝试。本论文中的伺服进给CAD系统主要由界面系统、设计计算、数据库和图形系统四大部分组成,系统的总体功能就是由后三部分有机地协调完成,其核。,心和纽带是数据库在设计过程中从数据库中提取数据完成设计任务然,、。后再将中间结果和最后设计结果存储在数据库中供以后系统检索使用 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2页口;其中界面系统部分进行统一的界面管理并组织相应的接程序科学计、;算部分承担伺服进给系统结构选型零部件选取和校核计算图形系统能根;据计算部分的结构参数绘制出相应的各部件设计图纸及装配图数据库负责、。,保存相关的设计数据图表和绘好的图表整个系统采用集成化技术通过,、若干个接口程序将设计系统核心数据及图形系统集成在一个统一的用户环境中。,,系统是以Windows98作为支撑平台以Aces200作为核心数据库执,,行控制程序主要构造了系统的用户界面通过这个统一的用户界面用户能够进行整个伺服进给CAD系统的结构选型、各种设计参数的输入及整个系。统程序的运行伺服进给CAD系统主要完成针对不同结构型式的伺服进给、、,,系统的设计计算校核工作它与数据库进行双向的数据流动提取数据,,参数及写回设计结果图形系统主要进行设计结果的图形生成及修改并将修改过的图形数据回存到数据库中。LZ论文的目标和任务:该论文的目标和任务有以下几点1.建立起数控机床伺服进给CAD系统的总体框架。.、2,CAD的开发出方便友好的图形用户界面开发出伺服进给系统图形系统。3.建立起伺服进给系统CAD的数据库管理系统。..u,,4利用BorlandC++Blide:50实现伺服进给系统CAD的自动化设计。并用VBA技术生成零部件图和系统简图 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3页第2章CAD系统概述2.1CAD技术的现状及发展趋势2.1.1CAD技术的现状,目前CAD技术在一些先进的工业国家中己经得到了广泛的应用它的。,应用领域己经从大规模生产的国防企业延伸到中小型民用企业同时CAD。,基础软件的商品化工作在这些国家发展的更为迅速如在图形系统方面美、、国nAtodesk公司推出的nAtoCADSDRC公司的I一DESAEDS公司的、UnisraphiespTC公司的proEnsineerins等都是功能一很强大的图形处理软。,、、件除此之外在有限元分析优化设计数据库管理系统等方面也相应有。,许多实用性较强的商品化软件上述商品化软件大量投入市场极大地促进。了CAD技术在企业中的应用我国的CAD技术起步,,CAD于60年代末经过三十多年的发展我国的技术在硬件生产、支撑软件的研究、产品应用软件的开发和应用等方面都取。,、、、得了较大的发展目前这项技术已经普遍应用到航空航天汽车船舶机械、电子、建筑、轻,工和军事等各领域在国民经济建设中取得了良好的。,经济效益一些大型企业通过引进较为成熟的CAD系统并进行二次开发。,也取得了一定的成果一些研究单位还开发出了自己的CAD系统但总的来说与国外的软件相。比存在着相当大的差距2.1.2CAD技术发展过程,。综观CAD的历史发展分为四个阶段分别如下。(l)第一次CAD技术革命曲面造型系统阶段—。(2)第二次CAD技术革命实体造型系统阶段—。(3)第三次CAD技术革命参数化技术阶段—。(4)第四次CAD技术革命变量化技术—,。关于这方面的介绍很多这里我就不再说明了2.L3CAD技术发展趋势、,随着CAD技术不断研究开发与广泛应用对CAD技术提出越来越高 西南交通大学硕士研究生毕业论文第4页,,、、、的要求CAD从其本身技术的发展来看将朝着智能化集成化并行工程网络化和虚拟设计技术等方向发展。.22CAD系统的组成及其作用。CAD系统由硬件和软件两大部分组成、:CAD系统的硬件由三部分组成计算机(中央处理器CPU键盘与图形显示终端、。)图形输入设备和图形输出设备:、。CAD系统的软件可分为三个层次系统软件支撑软件和应用软件本。文着重介绍CAD系统的软件部分系统软件保、用户任务的有效完成以及操作上证计算机资源的有效管理,,。的方便性目的是构成软件的工作环境供应用软件的开发使用它包括操作系统、编译系统、网络通信和管理系统。,。支撑软件是CAD系统的核心部分起承上启下的作用一方面它需要,,以系统软件为基础开发出满足CAD系统应用所需的各种通用软件另一方面它又是开发面向用户的应用软件的基础。它主要由科学计算、图形系统和数据库管理系统三大部分组成。应用软件是在系统软件。如和支撑软件的基础上开发出来供用户使用的、.:ndows98BorlandC++Builde:50和:本软件就是利用系统软件Wi支撑软件、。toCAD2000Aecess2000和VBA等开发出来的应用软件nA.23AutoCAD二次开发(VBA)技术.23.1Aut0CAD二次开发技术概述AutoCAD是Autodesk公司贡献给人们的一个非常优秀的工程设计和绘。,图软件从1982年12月推出nAotCAD的第一个版本以来该产品一直是机械、建筑、电子等领域设计人员非常喜欢使用的,工具它得到了广大工程。,Autodesk公司在开发设计人员的认可和亲睐同时nAotCAD时采用了强。口:大的二次开发功能和丰富的应用编程接目前已经发布的二次开发工具有、、、、。toLispADs劝suallLsPA^etiveX以及ARX等uAvB。本文采用VBA(VisualBasie几r^pplication)技术作为二次开发的手段otdesk公司自它的AutoCADR14.01版开始,内VBA开发工具。nA置了 西南交通大学硕士研究生毕业论文第5页,它采用全新的面向对象的程序设计机制使对AutoCAD的开发从形式到内,PC容上都发生了巨大的变化它代表了以机为硬件平台的CAD应用软件最。:先进的开发技术具有以下优势令VBA与VB有着几乎相同的开发环境和语法,具有强大的功能和易于掌握的优点。令在于它的ron,,foAplPicait功能既它的针对性非常强它驻留在主程,,。序的内部使其结构精简且代码运行效率非常高,。令对话框结构迅速有效这使设计人员很快能得到设计时的反馈信息,令工程既可以独立保存又可以被加入到图形中这使设计人员在他们的设计任务分配中具有很大的弹性。、,。相对于nAotiLsPS而言A属于第三代开发工具AutoiLsP是DAvB,。一种解释性语言它用一种分布式的方式与nAotCAD建立通信ADS是用C语,Auto,DS言编程和编译的但与iLsP在本质上相同因为实质上A是通。过调用AutoiLsP实现与AutoC通信的而A没有自己完全独立的工作DAVB,,,。环境它是依附于uAotCAD的离开uAotCAD它将不复存在正是由于V,BA与主应用程序的这种关系使得它与主程序之间的通信变得简单而高,。效VBA中的代码完全是在进程内执行的尽管VBA的代码目前在nAotCAD,,中也是以解释的方式执行的但它AutoCAD完全共享内存空间所以执行。,速度比用C语言开发的ADS应用程序还要快同时由于它是VB的子集,主程序,VBA其语言结构十分简洁可根据自己的需要在嵌入时安排的侧。、、一。重点otiLsPADSA以及AutocAD的关系如图21所示nAvBADS应用程序~一一一一一二里一一一一一一一一uAotLisp应用程序-一一」一一—令户.t0CAD—VBA应用程序一、、图21uAotLispDASVBA以及uAotCAD的关系图 西南交通大学硕士研究生毕业论文第6页..232AutoCADAetiveX技术简介...uove2321AtCADAetiX技术简介,AutoCAD是一CAD种具有高度开放结构的平台软件它提供给编程者。,一个强有力的二次开发环境但在R14版之前的nAotCAD中能够提供给,开发者的二次开发工具极其有限主要是uAotiLsP和以Cc/++为主的开发工。,具自从AutoCADR14版问世以后nAotCAD采用了一种在OLE.20基础,上发展起来的新技术称之为AetiveXAutomationInteee(即我们常说的血。,ActiveX自动化界面技术)由于ActiveX技术是一种完全面向对象的技术,所以许多面向对象化编程的语言和应用程序可以通过AictveX与AutoCAD,。进行通信并操纵nAotCAD的许多功能AuDA。tiv,ot以ex提供了一种机制该机制可使编程者通过编程手段从。,AutoCAD的内部或外部来操纵AutocADAotivex是由一系列的对象按照一,Aut0定的层次组成的一种对象结构每一个对象代表了CAD中一个明确的功,、、。能比如说画圆画多义线图块定义等等ActiveX所具备的绝大多数,,AutocAD功能均以方法和属性的方式被封装在A。tiveX的对象中我们只,“”,要使用某种方式使Activex对象得以暴露那么就可以使用各种面向对、,AoCAD象编程的语言对其中的方法属性进行引用从而达到对ut实现编程的目的。...u2322AtoeAn中的人。tiv。x对象模型树从,AutoCADA。tiveXAutoCAD上面的介绍我们己经知道是将的各种功,。,能封装在对象中供应用程序通过编程来引用根据这些功能的不同可以:把对象分成以下几类。,、、、、.图元(Enitty)类对象例如直线圆弧多义线文本尺寸等。。,、。.样式设置(style)类对象例如线形尺寸样式等。,、、。.组织结构(organizing)类对象例如组图块等图层。,、。.`vie,)类对象图形显示例如视图视窗等。,.文档与应用程序(Doeument&Appli。ation)类对象例如一。gA。D个dw文件或ut以应用程序本身等,、,以上这些对象有一个层次上的关系比如直线圆弧等图元它们只能、,、,存在与模型空间图纸空间或图块中而模型空间图纸空间或图块又是,隶属于图档Document(dwg文件)的一个AutoCAD图档只能存在于AutoCAD 西南交通大学硕士研究生毕业论文第7页A。。,。应用程序(ppliatin)中这种层次上的关系是不能颠倒的所以这些对,,,AutocAD可以组成一种数形结构象根据它们在中的功能称之为对象模。型(objeetModel)树,:模型树中有一般对象和集合对象它们有三种不同的类型,、、、》第一类称之为驻留于dwg数据库的图元如线段圆弧三维实体块属性值等等。,、、》第二类称之为驻留于dwg数据库的对象如图块集合图块模型空间、图纸空间等对象。》dwg,第三类为不驻留于数据库的对象和集合对象即这些对象产生。的数据不会嵌入dwg文件中 西南交通大学硕士研究生毕业论文第8页第3章软件的总体结构与环境3.1软件的总体结构的设计,本系统是在微机平台上基于当今最为流行的绘图软件nAotCAD进行。。二次开发的CAD系统系统采用参数化设计和交互式设计相结合的方法参数化设计通过用户输,;入一些参数完成系统部件计算和绘图交互式设计,。是由用户参与交互地选择零部件,s系统以nAtoCAD2000为基础支持软件以VBA(iVualBasieforve,uerAPPlieation)Aetix技术作为图形二次开发的工具在BorlandC++Bild5.0编译环境中开发的交互式图形处理软件。通过用户输,,入主要技术指标系统能够自动计算出符合用户要求的部件,、通过数据库能快速选取符合国标的部件并能对各部件进行寿命校核刚度、,、。校核惯量匹配计算还可以对设计的系统进行静态动态性能分析系统一。总体框架结构图如图31V石ndows959/8图形库uAtoCAD2000模块数据库模块主界面系统国标件库模块动力学设计计算方法图档管理参数化绘图计算模块通用件库控制理论设计计算方法智能设计一图31伺服进给系统CAD的总体结构 西南交通大学硕士研究生毕业论文第9页,、、从上图可以看出该系统主要由用户界面模块设计计算模块数据库模块。,和图形系统模块四部分组成这四个模块相互依存用户界面模块提供;给用户良好的交互性设计计算模块完成伺服进给系统的结构选型以及系统:中各部件的选型计算和校核数据库模块负责管理和保存伺服系统设计计算、,;结果相关的各类图表和图形数据图形系统根据设计计算结果通过查询数据库中的图形数据,能够自动完成伺服系统的绘图工作。下面对这四个模块做一详细介。绍(l)用户界面模块,它提供给用户一个可视化的窗口在这个窗口中用户可根据实际需要输,,入原始参数它能自动进行设计计算和校核用户能够看到最后计算的结果和生成的图形。用户界面是用面向对象的编程语言BorldC十+Biuld5.0an来,,。设计的它界面友好易用性强(2)设计计算模块设计计算模块分为动力学设计计算方法和控制理论设计计算方法两部分。前者的目的是确定伺服电动机的型号以及电动机与机械系统的参数相互,,匹配但不计算控制电路参数和动态稳态性能参数这种设计方法主要用于;开环及精度不太高的半闭环控制理论设计方法一般分为静态(稳态)设计和动态设计,其,目的是根据系统的动态和稳态性能指标确定伺服电动机驱,,动与控制电路的参数使整个系统的机电参数得到合理的匹配保证伺服系,。统具有良好的性能这种方法适合于精度高的半闭环和闭环系统的设计计算,,但是控制理论设计计算方法涉及到机电元部件的全部技术数据如果制造厂家提供的数据不全,则需要用户自行测试。本文是以动力学方法作为选型,。计算而以控制理论设计计算方法做校核(3)数据库模块数据库中存储了伺服系统通用部件的几何信息和非几何信息,并通过关键字与图。形一一对应,系统的数据库是在用Aeeess2000设计的它通过BDE(BorlandC++.,Biulder50数据库引擎)与主应用程序连接将数据库中的数据输出计算系统供设计,计算使用或输出到界面上显示设计结果并将计算结果存储到数据库。(4)图形系统包括伺服系统中通用部件如电机、滚珠。所有丝杠等的二维参数化绘图部件的尺寸都能自动标注。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第10页本系统的图库管理系统是采用AnotCAD最新的第三代开发技术VBA进行二次开发的。AutoCAD的图形环境的图库管理模式主要有两种,基于即分散管理模块。,:和集中管理模块它的特点是在这种模式中若干个图块存在于一个图形,。,文件中一个图库可以是一个文件只要调用该图库文件就可以从中检索,。出所需的不同的图块而不必从多层目录树中去搜索而以分散管理模式所,这样的图库管理模式本质建的图库文件中只含一个图块上是利用目录树的,。层次关系对单个文件的管理从而容易造成图块检索的烦琐和使用上的不便,。显然集中管理模块与分散管理模块相比更合理本文的图形系统模块采用集中管理模块。以下各节对伺服进给系统CAD开发过程中所用到的一些软件作一下简要介绍。.o.32BrlandC++Builder50程序设计语言的简要介绍..321什么是C++Builder?uer,BorlandC++Bild(简称BCB)发展到2000年已是第五版了它是一、。“”,种面向对象的可视化的快速应用程序开发环境(RAD)所谓可视化,它是指开发图形用户接口的方法其方法就是在建立用户入接口(UserInterface)时,不口,必编写程序来描述输入或输出接的外观和配置只要使,,“tus用工具箱的工具在程序设计阶段便可实现是属于一种whayoeis”。,whatyouget直观式的设计概念C++Builder可以用最少的手工编使用,。写的代码创建出高效的32位窗口应用程序C++Binlder提供了所有的程,,、序开发时所需要的测试调试和应用配置工具包括大规模可重用组件库设计工具、应用程序和窗体模板以及编程向导。这些工具简化了应用程序原型设计并且缩短了开发时间。...322C++Builder50中的基本概念t,面向对象(Objecoriented)就是把现实世界中的现象以更接近自然的形。式在计算机世界中反映出来每一个对象都有属于自己的属性(rPoperty)和,。ets方法(Mhod)对象与对象间就是靠着方法来传递对象的消息(Mesase) 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1页(1)对象(objeet),在C十十Bnilder中的对象是由一些程序代码和数据组合而成的对象可以被视为一个完整的单元。(2)属性(porPerty)C++Br,在iulde中的每个对象都有其特性我们可以利用这些特性来描,,、、、述这个对象的外观例如窗体的特性包括窗体的大小前景色背景色,“”。,标题等我们将这些特性称为属性每个对象的属性大都有其默认值在设计阶段或执行阶段(程序中)改变有些对象的属性,对象便会按照您的设置表现出来。(3)事件(Event)、在C十+Biulder中的只要在某个有作用的对象上按下键盘移动鼠标或,“”。点击鼠标一下都会产生一种反应C++Biulder将此反应称为事件当C十+,BullderC十+Biulder会根据此事件做适当的处收到属于某个对象的事件时,,理其处理的方式就是去执行该对象相对应的程序代码该程序代码我们称“为事件函数’,o(4)方法(Method)“”,,。所谓方法是指为了对象完成某件事或某项目标所采取的处理方式,、、、,例如在窗体对象中提供了清图打印画点画线等功能这些功能统称“”。“”,为方法我们只要使用窗体所提供的打印方法就可以打印出窗体而不必理会如何控制打印机才能打印窗体。(5)事件驱动(Eventdriven):,Windows的应用程序执行情况是这样的当执行应用程序后该应用程,,序就进入待命状态当点击键盘或鼠标时就有事件发生Widnows就将此事,。件相关信息传递给该应用程序该程序会根据送来的信息做适当的处理同,。样的C++Biulder的应用程序也是这样的..33BorlandC++Builder50数据库引擎(BDE)、sorlande++Builder提供的数据库辅助工具有oatabaseDesktopBDE,。^dministrator和sQLExplore这些工具提供了强大的数据库管理功能其,、、、。中natabaseDesktop可让用户创建数据库表查询修改排序数据BDE。,Ad而isntrator可以建立数据库别名sQLExPlorer主要用来浏览数据库它。,。BDEAdmiinstrator们的功能有些重复在本论文设计过程中用到的是下 西南交通大学硕士研究生毕业论文第12页OBDEAdministratorBDE面主要讲述一下和BDEAdministrator主要用于配置BDE(BorlandDatbaaseEngine)应用,VCL数据a一aware)程序和建立数据库别名数据库别名主要用于将感知(dat组件连接到数据库。ou,BDE是BrlandC++Bilder的数据库引擎它是32位的基于Windows。、、、的核心数据库引擎和连接软件它支持nelphiC++BuilderIntraBuilder、。Paradoxfo:ndowsVisualdBASEforndowsBDEWiWi提供了一系列丰富的稳定的功能来帮助用户发。展客户一服务器应用程序 西南交通大学硕士研究生毕业论文第13页第4章伺服进给系统的设计计算过程4.1数控机床的概述4.1.1数控机床的定义计算机技术与工程技术的结合是现代科技发展的一个重要方向。数控机床是计算机在机械制造领域中应用的重要产物。它综合了计算机技术、自动控制、精,密检测和精密制造等方面的科技成果是从50年代发展起来的新型自动化机床。:国际信息处理联盟(IFIP)第五技术委员会对数控机床的定义是数控机床是。。一个装有过程控制系统的机床该系统能够逻辑地处理具有使用号码或其它符号编码指令规定的程序4.1.2数控机床的组成及分类数控机床,主要由数控装置包括伺服电动机及检测装置的伺服系统和机床本体三大部分组成。数控装置是机床实现自动加。、工的控制核心它具有零件程序的读入存、,。储输入信息的处理和计算以及加工过程的实时控制等功能机床本体是指数控机床机械。的构造实体伺服系统是数控装置与机床本体间的电传动联系环节。它由伺服电动机、驱动装置、以及部分机床具有的位置检测装置等组成。伺服电动机是系统的,。执行件驱动装置则是伺服电动机的动力源数控装置发出的指令信号经驱,,动装置功率放大后带动电动机运转进而通过机械传动装置拖动工作台或。刀架运动、。。数控机床的品种很多规格不一数控机床通常可按下述原则分类、、:.按运动轨迹方式分类可分为电位控制系统直线控制系统连续控制系统等三类。、、:.按伺服系统的控制方式分类可分为开环伺服系统闭环伺服系统半闭环伺服系统。、:.按机床可控制的运动坐标数分类可分为二坐标轴数控机床三坐标轴数控机床、四坐标数控机床、五坐标数控机床。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1页,下面重点介绍一下第二种分类方式即按伺服系统控制方式分类的数控机床。开环系统是指没有检测反馈环节的伺服系统。它通常采用步进电机作为,,、伺服驱动装置主要用于精度和速度要求不高的场合如简易数控机械机械手和小型。工作台等闭环系统是指具有测量系统输出反馈装置的伺服系统。它通常采用直流,。伺服电机或交流伺服电机作为伺服驱动装置很少采用步进电机驱动它主、,、要用于精度和速度高的精密大型的机电一体化设备如超精车床超精铣床以。及精度要求很高的撞铣床半闭环系统是指反馈信号取自传动链的中间部位的伺服系统。它的检测装。,置一般采用脉冲编码器脉冲编码器通常安装在直流电机或交流电机内作。,为角度和速度环公用的检测反馈装置它可以直接发出角位移计数脉冲可以省去如旋转变压器位,置检测装置所需的相应转换电路等还可省去测速反,,,,。馈传感器从而简化了电路降低了成本因此它的应用比较普遍本论文所讨论的正是这种用脉冲编码器作为检测装置的半闭环系统。1.开环伺服系统这类机床的数控装置多由单片机构成,伺服系统不带检测装置,指令信,,一1号经放大后控制电动机然后通过机械传动装置驱动工作台如下图4所。,,、,,。示其特点是数控装置结构简单安装调试方便成本低但精度有限伺服运动精度主要取决于伺服电动机(功率步进电动机)和机械装置的精。,。度由于传递功率有限故这类机床多为小型或中偏小型类机床数/暴进给丝杠图4一1开环伺服系统 西南交通大学硕士研究生毕业论文第页2.闭环控制数控机床,这类机床采用直流伺服电动机或交流电动机驱动工作台的实际位移能,,通过检测装置及时反馈给数控装置中的比较器以及指令位移信号进行比较,。两者的差值又作为伺服电动机的控制信号进而带动工作台消除位移误差一。机床配用的伺服系统如图42所示/环比较节伺放大服器测量装置图4一2闭环伺服系统,,,闭环控制的数控机床加工精度高但控制系统复杂成本高且调试与。、,维护较为困难由于受到机床自身的振动爬行等因素的影响机床的伺服系统。工作稳定性差3.半闭环控制数控机床,当位移检测装置安装在滚珠丝杠轴端或电动机轴上时所构成的机床伺,一。,服系统成为半闭环系统如图43所示该系统能间接地反映工作台位移但检测精度较闭环系统低。/环比较节伺放大服器测量角度图4一3半闭环伺服系统 西南交通大学硕士研究生毕业论文第6页半闭环系统控制的机床,其伺服系统结构简单,造价较低,系统不易受到,,。机械传动装置的千扰工作稳定性好调试相对容易故中等梢度以上的数,,。控机床如加工中心等多采用半闭环系统控制本论文所作的软件针对的就是半闭环控制系统。.42数控机床的进给传动与传动装置数控机床,,的进给传动是通过伺服进给传动系统实现的它是由数控装,。,置经伺服系统控制的数控机床的进给传动属伺服进给传动所谓伺服是,。指有关的传动或运动参数均严格按照数控装置的控制指令实现的这些参:,,,、。,数是运动的速度运动的方向运动的行程运动的起止点通常把实现数控机床进给传动的结构组成,称为伺服进给传动系统,该系统由电气.。伺服系统和机械传动装,44置两部分构成如图所示机电界面-一一下一一一一(电控部分)(机传部分)i一~.1「一一一一l1CNC驱动伺服丝杠减速器工作台装置装置电动机副机构检测反馈装置图44伺服进给系统框图一,,,在44图中电驱动部分是指以伺服电动机作控制对象的伺服系统包括伺服电动机,,及其伺服驱动装置对于闭环和半闭环系统还有位置和速。,,度检测装置机械传动部分是指传递和转换伺服电动机的运动进而带动,。,工作台移动的机械传动装置包括减速器和滚珠丝杠副机构其中减速器、。,一般用于中小伺服电动机驱动的场合而现代数控机床多采用大惯量直流,。伺服电动机或交流伺服电动机直接通过滚珠丝杠带动工作台.42.1对进给传动的要求,进给传动是机床成形运动的一个重要组成部分其传动质量直接关系到 西南交通大学硕士研究生毕业论文第7页机床的加。对进给传动的要求有高的传动精度与定位精度、工性能宽的进给调速范围、快的响应速度、消除传动间隙和好的速度稳定性。进给传动装置数控机床,,4一5进给传动系统的机械传动装置有两种组成方案如图所示。、(Q>一〕一{-L(b)图4一5进给机械传动姐成方寨,一,一,一卜伺服电动机2滚珠丝杠副3工作台4减逮器,,图中方案(a)采用负载能力强的伺服电动机直接通过丝杠带动工作,,,,台进给传动链短刚度大传动精度高是现代数控机床进给传动的主要。,,,组成形式有的数控机床基于以下原因而采用方案(b)即,。(l)为了细化脉冲当量以保证和提高进给的精度 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1页,)为了改变加在电机轴上的负载扭矩以实现与电动机输出转矩的;最佳匹配,(3)为了改变加在电机轴上的负载惯量以实现与电动机惯量的最佳;匹配,。(4)出于改善传动阻尼的需要或安装联结的需要,,一传动中对于起运动形式转换作用的传动机构除图45所示采用的滚,一,一。珠丝杠副外还有静压蜗杆蜗母条机构预加载双齿轮齿条机构等形式,。本论文中主要针对滚珠丝杠副机构所做对于其它两种机构也有所涉及下面对以上三种机构分别加以说明。:,,滚珠丝杠副机构的特点是滚珠丝杠副是在丝杠和螺母间以滚珠为。,,滚动体的螺旋传动机构与普通丝杠副相比滚珠丝杠副的摩擦小传动效,、,。率高传动灵敏稳定并可通过预紧实现无间隙传动它广泛应用于各类数控机床的进给传动中。.一:,`。00,,静压蜗杆蜗母条机构的特点是摩擦系数小f005传动效率高,,,低速运动平稳抗震性好且不易磨损特别适用于重型数控机床的进给运动。一。而双齿轮齿条机构广泛应用于大行程的数控机床进给传动中.43数控机床的伺服进给系统、、、伺服系统(随动自动跟踪)系统是指以机械参数(位移速度加速度。)作为被控量的一种类型的自动控制系统它的基本要求是系统的输出能够迅速而精确地响应指令输。入的变化;伺服系统的基本要求是、。:(l)稳定性系统在其工作范围内是稳定的可靠的。:(2)精度比较经济地达到给定精度的要求。:(3)快速性系统输出响应指令输入的速度要快(:,4)灵敏性系统对参数变化的灵敏度要小即系统性能不因参数变化而受到太大的影响。(:5)抗干扰性系统应具有良好的抵抗外部负载干扰和高频噪音的能力等。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第页,,数控机床伺服进给系统的设计首先要根据对机床加工精度的要求选,、,择合适的控制形式即开环控制半闭环控制或闭环控制进而选择伺服电,,动机和传动机构最后对系统的性能进行全面的分析和计算包括伺服电动,,机选择计算开环和半闭环控制下的系统定位精度计算以及闭环控制下的系统稳定性计算等。本论文所采用的是半闭环控制系统。半闭环控制系统有用于检查位置和速度指令的执行结果的检测。。(含反馈)装置常用的检测方式有两种一种,;是用旋转变压器作位置检测用测速发电机作速度检测另一种用脉冲编码,。器兼作位置和速度检测目前以后者采用较多本论文所采用的检测组件是,。,、脉冲编码器它被安装在传动丝杠上由于丝杠螺距误差以及受载后丝杠,,轴承变形等的影响半闭环对检测结果的校正并不完全控制精度比闭环系。,,统要低一些但从自控原理上看数控运动部件是一个质量组件传动机构,,。因为有变形可以看作是弹性组件两者构成一个振荡环节半闭环系统不,。包括这个环节因而一般不会引起进给振荡而闭环系统如果系统参数选择,,。,不合适则有可能产生进给振荡造成系统不稳定因此目前一般数控机床的进给系统多为半闭环系统。:半闭环进给传动系统的工作原理是数控运动部件的实际位置若未达到,,,数控指令规定的位置由此产生的位置误差将使运动部件获得一定的速度,,,且位置误差越大速度也越高从而使运动部件继续运动直到位置误差消,。除运动方才停止.44伺服进给系统的设计计算伺服进给系统的计算过程分为动力学设计计算方法和控制理论设计计算方法两部分。前者的目的是确定伺服电动机的型号以及电动机与机械系统的,。,参数相互匹配但不计算控制电路参数和动态稳态性能参数因此这种方。;法仍属于静态设计范畴这种设计方法主要用于开环及精度不太高的半闭环,控制理论设计方法一般分为静态(稳态)设计和动态设计其目的是根据系,,统的动态和稳态性能指标确定伺服电动机驱动与控制电路的参数使整个,。系统的机电参数得到合理的匹配保证伺服系统具有良好的性能但是这种,,设计方法涉及到机电元部件的全部技术数据如果制造厂所提供的数据不全,则需要自行测试这妨碍了控制理论设计方法在机电一体化系统设计中的广泛应用。这种方法适合于精度高的半闭环和闭环系统的设计计算。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第20页下面详细说明伺服进给系统。D的计算过程它分为两步动力学设计计算和控制理论设计计算。4.4.动力学设计计算伺服进给系统D软件可适应不同类型数控机床的伺服驱动结构设计,、、的需要它提供了适合中轻型机床的滚珠丝杠副传动重型机床的蜗轮蜗杆和双齿轮齿条传动的计算分析。现以滚珠丝杠副为例来简要说明一下计算过程。(一)滚珠丝杠的选型计算这个过程能进行压杆稳定、动载荷、静载荷、临界转速和寿命计算。根、,据计算的结果可以得到丝杠副的各种几何参数(导程直径和承载圈数等),还可以根据用户的需要提供若干套符合设计要求的备选方案便于设计人员,。对这些方案的几何参数进行进一步的比较从而选出满意的方案这些方案的全部参数都能够自动录入数据库系统以备使用。1.切削参数的选择切削参数由用户根据实际需要进行输。它包括切削速度、铣削深度、入铣削宽度、、铣刀齿数、铣、、每齿进给量刀直径工作台重量工件重量和导轨的摩擦系数等等。软件示例中的铣。它有高速钢和硬质合金两刀采用的是镶齿套式面铣刀。中材料的刀具对应的切削力计算公式是切削灰铸铁(硬度为19OHB)时所采用的公式。,:面铣刀在大量生产中比圆柱铣刀应用广泛其主要原因是面铣刀能采,,,;;用较大直径的铣刀提高效率心轴短刚度好能够采用较大的进给量能,;同时用较多刀齿切削工作更为平稳而且能从不同方向同时铣削工件的几个平面。:,镶齿套式面铣刀的优点在于面铣刀直径很大时(gomm以上)几乎只。,,用镶齿铣刀镶齿铣刀的构造能保证更高的强度使刀齿刃磨更完善还能,,更换坏了的刀齿并且在一切条件相同的情况下镶齿铣刀的寿命要比同一。尺寸的整体铣刀高2。%、、、。铣削深度铣削宽度每齿进给量铣削速度都属于铣削用量铣削用:,量的选择原则是首先应尽可能选择较大的铣削深度t及铣削宽度B然后,。sv尽可能选择较大的每齿进给量最后才可能选取较大的铣削速度:铣削宽度B的选择一般铣削宽度。B都取决于工件被铣削层的宽度 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1页铣削深度的选择根据加,。工的要求不同铣削深度有不同的选择,①当工件表面要求的光洁度为甲3时一般可通过一次粗铣就可以达到尺寸要求,但是当,,,工艺系统刚度很差或者机床动力不足或者余量很大时。,可考虑分两次铣削此时第一刀的铣削深度应尽可能大些以使刀尖避开工、。,件表面的锻铸硬皮通常铣削无硬皮的钢料时t=3一smm;铣削铸钢或铸,。铁时t=5一7lnI,②当工件表面要求光洁度为甲4一75时可分为粗铣和半精铣两步铣削。粗铣0.5一1.O,由半精铣切除。后留lnI余量,、③当工件表面要求光洁度为V6一甲7时可分为粗铣半精铣和精铣三...。。;步铣削半精铣t=l5一2O精铣t闭SlnIlnIs:每齿进给量的选择,。,当铣削深度t选定后应尽可能取较大的s粗铣时限制s的是铣削力,,s和铣刀容屑空间的大小当工艺系统的刚性愈好及铣刀齿数愈少时可取,,,;ss得愈大半精铣及精铣时限制的是工件表面光洁度光洁度要求愈高应愈小。v:铣削速度的选择,t以及每齿进给量s当铣削深度选定后应在保证正常的铣刀耐用度及,v,v,在机床动力和刚性允许的条件下尽可能选取较大的铣削速度选择时,首先应考虑的因素是刀具的材料以及工件材料的性质刀具材料的耐热,、,,v;v性月好可取的越高而工件材料的强度硬度越高则应适当减小,其强度及硬度可能但在加工不锈钢之类难加工的材料时比一般钢材还要低,、,,,v些可是它们的冷硬粘刀倾向大导热性差铣刀磨损严重因此值应比一般钢材时低些。:铣刀直径D的选择,,一般应尽可能选用小直径规格的铣刀因为铣刀直径越大切削力矩增,,,。大容易造成切削振动而且铣刀的切入长度增加使铣削效率下降一般可按铣削深度tB。面或铣削宽度来决定铣刀的直径(端)铣刀的直径可按D一(1.4一1.6)B()计算。unz:铣刀齿数的选择、,硬质合金端铣刀的齿数因粗齿中齿及细齿不同而异粗齿端铣刀适合;钢件的粗铣中齿端铣刀适合铣削带有断续表面的铸铁件或对钢件的连续表:面进行粗铣及精铣细齿端铣刀适用于在机床功率足够的情况下对铸铁件进 西南交通大学硕士研究生毕业论文第页行粗铣或精铣。导轨类型的确定论文中所设定的滑动导轨有四种类型可供选用。它包括矩、形导轨燕尾形导轨、三角形或综合导轨和圆。形导轨3滚珠丝杠类型和支承的确定软件中滚珠丝杠的支承形式选用两端支承形式。它包括两端固定、一端固定、一端固定一端自由以及两端均为单向推力等几种情况。一端游动,A至H根据主机结构设计对滚珠丝杠副安装提出的要求型8种典型轴。、、端结构可以任意组合在软件设计中用户可以选择游动支承A型B型C,、、。型和D型也可以选择固定支承E型F型G型和H型在CAD软件示一。,例中选用的是两端固定方式的EF型这种方式的刚度较高进行预拉伸后,。可减小丝杠自重变形和补偿热膨胀使刚度更高它可用于高精度和高刚度的工作条件。“,,滚珠丝杠每个支座安装两个60接触角球轴承背靠背安装进行预拉伸。4.。系统增益K和机械传动链的固有频率山的确定系统增益是评价伺服系统位。系统增益置调节系统优劣的最重要的指标K,,;越小系统响应越慢不符合伺服系统对快速响应的要求而系统增益K,,。越大系统响应就越快位置误差越小但是提高系统增益受到两个因素的。:;限制一个是系统的稳定性另一个是超调量所以系统增益K的值不能太。一。K=8一5,K大也不能太小一般系统增益50系统增益的具体取值大小与控制方式、驱动组件种类、工作台重量以及导轨的阻尼特性有关。,。K,K一K对于速度控制环的开环增益按一(24)来取值。。。机械传动链的固有频率一般取为山>K/茗其中古为导轨的阻尼比5.铣削方式及其定位精度铣削方式分为顺铣和逆铣。示例中采用的是顺铣方式。铣削:定位精度士0./30o02ln6.动力学设计计算过程如下:以软件中的所用的滚珠丝杠类型的伺服系统来加以简要说明。(l)首先计算面。(端)铣刀铣削灰铸铁时的铣削力和铣削功率 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2页:铣削力公式为xx.一,·Fp。,xa,。,xaxzxd’一几(4l);式中尸一铣削力(N);;c一各种铣刀加工不同材料时的加工系数k;;一铣削力修正系数a,;一铣削深度(mm);a,一每齿进给量`;a一铣削宽度()nrI;-z铣刀齿数。d一铣刀直径(ntI)、,,铣刀刀杆转速n=,、100(z/d)单位为r/min其中v表示铣刀的切削速度(耐而n)oHB=19:面铣刀铣削灰铸铁(硬度为0)铣削功率N的计算公式为.=xsx一,xa,,。xarOxa,。,xzxnx4一2N10002lo74(250/190)(w)():(2)铣削分力(N)的计算、,面铣顺铣时的铣削分力有垂直分力凡走刀抗力凡和轴向分力凡刀:铣削时铣削分力公式分别为······。=;;一凡(015一030)F凡=(o9一lo)F凡=(o5一o55)F(43):(3)导轨的选择:滑动导轨的条件下轴向载荷凡的计算公式为:①对于矩形导轨’,Z·凡=二+u(凡+zF+(m+m)g)(44)灯:②对于三角形或综合导轨 西南交通大学硕士研究生毕业论文第24页’,+Z凡尤凡(Fz(m)g)(4一5):③对于燕尾形导轨’,ZoF=灯飞+u(凡+zF+(m+m)g)(4一6)m,;式中一导轨拖板质量(ks)mZ;一工件质量(gk)犬;`考虑颠覆力矩影响的实验系数u’一;导轨的摩擦系数:1.1,’u=。.15。对于矩形导轨=K.,.:u’对于燕尾形导轨:14=。20=K...。:,=对于三角形导轨:K115’u015一018;(叼几种工况下丝杠载荷的计算。二,,+mZ①由摩擦力引起的丝杠载荷uFu(g)。二十②强力切削时的丝杠载荷汽凡凡③=0.S+。一般切削时的丝杠载荷凡aF凡。=.0、+④精密切削时的丝杠载荷凡25aF凡。二⑤快速移动和定位时的丝杠载荷4FaF5n。()丝杠的当量转速和当量负荷凡一般情况下丝杠在强力切削、一般切削、精密切削以及快速移动和定位、、30%50%和5%;时所用时间在整个切削时间的比例分别为15%而切削时、、,。丝杠转速分别取6050一00和1000单位为r/而nn二:丝杠当量转速的计算公式为一n,=n一q一+nZqZ+n3q3+n;q4(47)nl;式中一强力切削时丝杠转速 5西南交通大学硕士研究生毕业论文第页;一指一般切削时丝杠转速3;一精密切削时丝杠转速一快速移动和定位时丝杠转速;q一强力切削所用时间占整个切削过程的百分比q;一般切削所用时间占整个切削过程的百分比q3;一精密切削所用时间占整个切削过程的百分比。q一快速移动和定位所用时间占整个切削过程的百分比当量负荷凡的计算公式为一=,、、:.、,、,.、,`,.`8;。r3nZ_r3n3_r3“,凡汽’生’J甲I2^入兮2甲3入入叮3宁f4入老—n用—n用)V又气(6)初选滚珠丝杠L*①滚珠丝杠寿命为h=o一LDayXHurXfxeYar(49)式Da犷一;中机床每年开机天数Hou;二机床每天开机小时数f;一机床开机率。are-eY机床工作年限。L。K*二、/500)”’由滚珠丝杠寿命可计算丝杠寿命系数(L由滚珠丝杠的当量转速可计算丝杠的转速系数。二.3/n,“’。K(3)②综合系数f护:综合系数的计算公式为关人几人一人=(410)九 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2页式中关一温度系数几一硬度系数f一精度系数f一可靠性系数f一负荷性质系数。一、一,③由式4410丝杠所受的计算动负荷C,K*C4一11)a]K。凡(人P*④丝杠导程=尺一恤(412)战;式中气一工作台最大移动速度(mln/而)n矛卜-。n丝杠最大转速(r/而)。C可P、由计算动负荷和丝杠导程的值可选用不同类型的滚珠丝杠副通过以下公式判断所选滚珠,丝杠型号是否满足预紧力要求公式为·F。一。,,。>c“-一奋(413);式中凡一丝杠预紧力C。;一所选丝杠的额定动负荷,。卢联认一丝杠所受最大切削载荷取强力切削时的载荷汽 西南交通大学硕士研究生毕业论文第7页,。,。如果所选丝杠满足预紧力要求则计算下一步否则重选丝杠(7)丝杠螺纹部分长度人丝杠螺纹部分长度几为=l:+21.+124一14几();式中ls一工作台最大行程;I,一两端余量。12一螺母长度(8)支承距离l。,。。支承跨距l应大于丝杠螺纹部分长度l即I>l。(9)临界转速n校核.。。Z=d。一12D,,D,丝杠底径d其中d0为丝杠公称直径为丝杠钢球直径L。①丝杠临界转速计算长度的计算口..,:`=,,+++`一ù`’l一警(415)。n②临界转速的计算”“=’9。。4一令(16)式中几一支承方式系数。③临界转速校核。.。,nn判断临界转速是否大于丝杠正常工作时的最大转速如果大于则计算下一步。否则重选丝杠。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第28页(0压杆稳定校核1),,。丝杠两端采用固定支承时丝杠不受压缩可不必校核丝杠稳定性否则需要校验丝杠压杆稳定性。(1)预拉伸计算。占:=a、△t、la;△t为丝①温升引起的伸长量其中为温升系数杠工作时引起的温升。:②预拉力只的计算占几万一一A一E一只一(417)。式中A一丝杠有效计算截面积。石一-丝杠材料的弹性模量(12)轴承选择.根据st]28一50可选适合不同结构要求的轴承型丝杠轴端结构形式查表号。判断轴承的预紧力和额定动负荷是否满足要求。“:轴承的最大轴向载荷石篇为=+厂一ha只福2/(418):①轴承的预紧力凡判断,。>联13时当凡凡轴承的预紧力满足要求,,。当凡<户13时轴承的预紧力不合乎要求选择大一号的轴承耘:②轴承的动负荷C判断:轴承的额定动负荷的计算公式如下`K_一二;尹户,(419) 西南交通大学硕士研究生毕业论文第9页。,。当所选轴承的额定动负荷CC时所选的轴承型号满足要求。,,当所选轴承的额定动负荷CJ`/J,<3几.T,和(4)计算电动机需要的转矩几,电动机所需根据动力学公式的转矩几为n_,二一劫60十,I-二二,一人=兀+兀认J+十.T(434)一t叮 西南交通大学硕士研究生毕业论文第页;式中兀一电机的加速力矩,;一电机的转速t,;一电机的加速时间。叮一滚珠丝杠的传动效率(5)伺服电动机的确定①伺服电动机的安全系数S的校核。.,伺服电动机的安全系数S=凡/几如果>5126则电机的安全系数较,。,。大不必检查电动机的温升否则必须检验电机的温升②热时间常数检查根据所选电动机的参数来判断热时间常数是否合乎要求。如果电动机的,>,。热时间常数t4(s)则热时间常数检验合格否则所选电动机的热时间常数。不合格山。③电机的固有频率和阻尼比`的检查口,,如果电机的固有频率和阻尼比`满足以下条件则所选电机的固有频率和。阻尼比检验合格·8。(/:)一aur行·。O`一告拐一(435)电机的0.7。阻尼比只要接近07就满足阻尼比要求(6)电动机温升检查,。在连续工作循环条件下需要对电机的温升进行检查。。。I二/K:①加速时的电枢电流几价其中为电动机转矩常数 西南交通大学硕士研究生毕业论文第页②温升的第一次估算l,,当温度为t时对应的电枢电阻尺为.、=、一,尺[l+39310(t一20)](4一36凡)。式中RoZ一20oc时的电枢电阻=在该温度条件下的电功率损耗凡叮tR,。,。二RR,则电枢的温升&.P为所选电机的热阻抗t。。,=t。+△、,假定环境温度为C则电枢温度式t以此温度作为第二次温度估算的基础。Z二,2③温升的第二次估算设t石则对应的电枢电阻尺有2=加.、一32一20尺R[l+39310(t)](4一37)=2电功率损耗P,心尺.2二电枢温升山.P凡如果第二次温升检验时的电枢温度人小于第一次温,。,。二t+△tZ<升检验时的电枢温度式即人石时第二次温升检验合格④温升的第三次估算,=O,3设t83c(热带地区)则对应的电枢电阻尺有.R,,=RZ。l+393x10一,t3一一[(加)](438)二电功率损耗.P对尺,=。O,R,电枢温升&.P假定环境温度为40C如果电枢温度心小于热带 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3页,,、,。