基于PLC的两轴联动进给控制系统设计.docVIP

中北大学 课 程 设 计 说 明 书 学生姓名： 杜宝林 学 号： 0902014128 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 题 目： 数控技术课程设计 ——基于PLC的两轴联动进给控制系统设计 指导教师： 马维金 职称: 教授 张吉堂 职称: 教授 2012年12月28日  中北大学 课程设计任务书 2012/2013 学年第 1 学期 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 杜宝林 学 号：0902014128 题 目： 数控技术课程设计 ——基于PLC的两轴联动进给控制系统设计 起 迄 日 期： 12 月22日～12月28日 课程设计地点： 教学二号楼 指 导 教 师： 马维金 教授 系 主 任： 王 彪 下达任务书日期: 2012年12月21日 课 程 设 计 任 务 书 1．设计目的： 通过本课程设计的训练，使学生1．运用所学的理论知识，进行的初步训练，培养学生的综合设计能力； 2．掌握； 3．掌握设计的基本技能，具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力； 4．基本掌握编写技术文件的能力 4．主要参考文献： 1.范超毅.数控技术课程设计.?武汉:?华中科技大学出版社,?2007.5 2.范云涨.数控编程设计简明手册. 北京:?机械工业出版社,1994.7 3.李方园.数控机床电气控制.清华大学出版社.2010.4 5．设计成果形式及要求： 课程设计说明书一份（标准封面另附）。 6．工作计划及进度： 2012年 12月22日 ~12月23日 资料查月日月日设计答辩如图所示，交流永磁同步电机主要由定子1、定子绕组3和转子2组成。交流永磁同步电机的定子与异步电机的定子结构相似，是由硅钢片、三相对称的绕组、固定铁心的机壳及端盖部分组成。交流永磁同步电机的转子采用永磁稀土材料制成，永磁转子产生固定 图2 以两极永磁同步电机为例，如所示，当定子三相绕组通上交流电流后，产生一个以转速ns转动的旋转磁场。转子磁场由永久磁铁产生，用另一对磁极表示。由于磁极同性相斥，异性相吸，定子的旋转磁场与转子的永磁磁极互相吸引，并带着转子一起旋转，因此，转子也将以同步转速ns与旋转磁场一起转动。当转子加上负载转矩之后，转子磁极轴线将落后定子磁场轴线一个θ角，随着负载增加，θ也随之增大；负载减少时，θ角也减少；只要不超过一定限度，转子始终跟着定子的旋转磁场以恒定的同步转速ns旋转。转子转速： 式中 P——定子和转子的磁极对数； f1——交流供电电源频率。 由于设计任务给定的两台电动机的额定功率为3kw，所以我们选择额定功率为3kw的FANUC αi交流伺服电机两台，其各种技术参数如下： 额定功率/kw 额定力矩/（N*m） 最高转速/（r/min） 转动惯量/（kg*m2） 质量/kg 3.0 12 3000 0.0062 18 注意：在机床具体给定了进给系统的各种参数或者能根据某些数据能计算出所需数据，所选电动机还应该满足以下两个条件： 转动惯量匹配验算 为了使系统的负载惯量达到较合理的匹配，一般将该比值控制在下式所规定的范围内，即 0.25≤≤1 其中：Jd为在数控机床进给伺服系统的设计中，最终折算到电动机轴 上的转动惯量； Jm为电动机的自身转动惯量。 （2）力矩匹配验算 为了保证进给伺服系统的正常工作，伺服电动机的最大力矩Tmax和额定力矩Tm应满足下列关系： 在空载加速启动时 Tmax≥Tq 在切削进给时 Tmax≥