chapt6 X-Y数控工作台机电系统设计.pptVIP

本例中在对滚珠丝杠进行计算的时候，已知沿着丝杠轴线方向的最大进给载荷Fx=1609N ，则有： 三、机械传动部件的计算与选型 T0相对于Tt和Tf很小，可以忽略不计。则有： = Tt + Tf 0.88（N·m） 计算垂直方向承受最大工作负载（Fz=556N）情况下，移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩： = 0.004（N·m） 三、机械传动部件的计算与选型 最后求得最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩为：  = Tt + Tf = 0.884 N·m 经过上述计算后，得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩应为： = max{ ， } = 1.422 N·m 三、机械传动部件的计算与选型 三、机械传动部件的计算与选型 （3） 步进电动机最大静转矩的选定 考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据 来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。 上述初选的步进电动机型号为90BYG2602，查表得该型号电动机的最大静转矩Tjmax = 6 N·m 。，满足要求。 三、机械传动部件的计算与选型 本例中取安全系数K=4，则步进电动机的最大静转矩应满足： Tjmax ≥ 4× = 4×1.422 N·m =5.688 N·m 三、机械传动部件的计算与选型 （4）步进电动机的性能校核 1）最快工进速度时电动机输出转矩校核 给定工作台最快工进速度 =400mm/min； 脉冲当量δ=0.005mm/脉冲； 三、机械传动部件的计算与选型 求出电动机对应的运行频率： =[400/(60×0.005)]Hz ≈1333Hz。 从90BYG2602电动机的运行矩频特性曲线图可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩 ≈5.6N·m，远远大于最大工作负载转矩 =0.884N·m，满足要求。 90BYG2602步进电动机的运行矩频特性曲线 在此频率下，电动机的输出转矩 =1.8 N·m，大于快速空载起动时的负载转矩 = 1.422N·m，满足要求。 三、机械传动部件的计算与选型 2）最快空载移动时电动机输出转矩校核 给定工作台最快空载移动速度 =3000mm/min 求出电动机对应的运行频率 =[3000/（60×0.005）]Hz =10000Hz。 查表可知90BYG2602电动机的极限运行频率为20000Hz，没有超出上限。 三、机械传动部件的计算与选型 3）最快空载移动时电动机运行频率校核 最快空载移动速度 =3000mm/min对应的 电动机运行频率 =10000Hz。 =614Hz 三、机械传动部件的计算与选型 4）起动频率的计算 已知电动机转轴上的总转动惯量Jeq=30.35 ； 电动机转子的转动惯量 ， 电动机转轴不带任何负载时的最高起动频率 =1800Hz. 可以求出步进电动机克服惯性负载的起动频率： 说明，要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于614Hz。实际上，在采用软件升降频时，起动频率选得更低，通常只有100Hz（即100脉冲/s）。 综上所述，本例中工作台的进给传动选用90BYG2602步进电动机，完全满足设计要求。 三、机械传动部件的计算与选型 7．增量式旋转编码器的选用   本设计所选步进电动机采用半闭环控制，可在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨率应与步进电动机的步距角相匹配。由步进电动机的步距角α=0.75o，可知电动机转动一转时，需要控制系统发出360/α=480个步进脉冲。 三、机械传动部件的计算与选型 考虑到增量式旋转编码器输出的A、B相信号，可以送到四倍频电路进行电子四细分，因此，编码器的分辨率可选120线。这样控制系统每发一个步进脉冲，电动机转过一个步距角，编码器对应输出一个脉冲信号。 三、机械传动部件的计算与选型  本例选择编码器的型号为：ZLK-A-120-05VO