十字滑台设计

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资源描述

摘要随着世界进入现在代化科技文明至今,现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在近代工业上PLC的问世给所有工业部分带来飞跃的进步,人们利用PLC的优点改变传传统工业的控制技术,让工业实现真正的全自动化。在人类文明至今机械工具不断的改进,到工业革命之后一次又一次的飞跃给现在所有科技生活等部分带来了翻天变化,就现在工业生产中十字滑台是最新科技领先的技术中的一个常应用的工业生产模块。在科技不断地升级换代,世界各发达国家在各技术部分的技术水平已经非常成熟,然而我国在很多科技部门仍然是空缺众多。就目前关于本文章的十字滑台的精确度就是目前我国一项重大空缺,所以本文章设计是关于如何利用PLC技术来实现十字滑台的更精确、更方便、更灵活,PLC的使用可以利用其优点来弥补我国在这些工业技术上的缺陷。课题研究主要工作就是研究如何PLC编程进行对十字滑台的精确控制,十字滑台系统主要X轴方向滑台、Y轴方向滑台、X-Y轴定位及划线。在设计中很多方面都涉及机械方面的机械滑轮和齿轮和自动化方面的PLC控制理论与程序以及相关学科的知识来实现十字滑台的电动机的运转,实现最终十字滑台的设计要求。关键字:PLC、十字滑台、X轴、Y轴AbstractNowastheworldenteredthegenerationofthecivilizationofscienceandtechnology,thecontinuousdevelopmentofmodernscienceandtechnology,greatlypromotethecrossofdifferentsubjectsandpenetration,ledtotherevolutionandreforminthefieldofengineering.IntheadventofmodernindustrialPLCbringsalltheindustrialpartofleapprogress,peopleofhavealittlechangethetraditionalindustrialcontrolbasedonPLCtechnology,makeindustrytorealizetherealfullautomation.Machinetoolsofcontinualimprovement,uptonowinhumancivilizationtoleapagainandagainaftertheindustrialrevolutionbroughtalltechnologysuchaspartoflifenowproudofchange,isnowintheindustrialproductioncrossslidingtableisoneofthelatesttechnologyleadingtechnologyintheindustrialproductionofcommonlyusedmodules.Inscienceandtechnologyconstantlyupgrading,theworld'sdevelopedcountriesinthetechnicalpartofthetechnicallevelisalreadyverymature,howeverinmanydepartmentsofscienceandtechnologyinourcountryisstillmanygaps.Nowabouttheaccuracyofthecrossslideofthisarticleisabiggapinourcountryatpresent,sothisarticledesignisabouthowtousePLCtechnologytorealizethecrossslidemoreaccurateandmoreconvenient,moreflexible,theuseofPLCcanmakeuseofitsadvantagetomakeupthedefectsofourcountryontheindustrialtechnology.ResearchthemainworkistostudyhowtoPLCprogrammingforaccuratecontrolofcrossslidingtable,crossslidingtablesystemmainXaxisdirectionslippery,Ydirectionslippery,x-yaxispositioningandmarking.InmanyaspectsareinvolvedinthedesignofmachineryofpulleysandgearsandautomationofthetheoryandapplicationofPLCcontrolandrelateddisciplinesofknowledgetorealizethecrossslidemotoroperation,toeventuallyachievecrossslidedesignrequirements.Keywords:PLC,crossslidingtable,theXaxisandYaxis目录1、引言:.................................................2、设计任务..............................................43、总体方案的确定........................................43.1机械传动部件的选择..........................................43.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.2控制系统的设计..............................................53.3绘制总体方案图..............................................54、机械传动部件的计算与选型..............................64.1导轨上移动部件的重量估算....................................64.2铣削力的计算................................................65、直线滚动导轨副的计算与选型(纵向)......................65.1块承受工作载荷maxF的计算及导轨型号的选取5.2距离额定寿命L的计算6、滚珠丝杠螺母副的计算与选型...............................76.1最大工作载荷Fm的计算6.2最大动工作载荷FQ的计算6.3初选型号6.4传动效率η的计算6.5刚度的验算6.6压杆稳定性校核7、步进电动机减速箱的选用.....................................98、步进电动机的计算与选型......................................98.1转矩的计算8.2.等效转动惯量的计算8.3速度的验算9、进给传动系统示图.............................................12参考文献................................................12引言1.1课题来源自选课题:根据生产实际PLC在工业中的应用及十字滑台与PLC综合利用的发展前景选定了《PLC对十字滑台控制系统》这个设计课题。1.2课题背景现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,其技术范围覆盖很多领域。这些年来,国外机床工业迅猛发展,其产值仅次于模具工业的产值。随着工业技术的迅速发展,对精密十字滑台的设计和制造要求也越来越高。随着伺服控制技术和传感器技术的进步,在数控系统的控制下,机床可以执行亚微米级的精确运动。在加工精度方面,普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密级加工中心则从3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。由于计算机硬件的标准化和模块化,以及软件模块化,开放化技术的日益成熟,数控技术开始进入开放化的阶段。开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性。美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和技术规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。随着数控系统核心处理器性能的进步,目前高速加工中心进给速度最高可达80m/min,空运行速度可达100m/min左右。世界上许多汽车厂,包括我国的上海通用汽车公司,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min,快速为100m/min,加速度达2g,主轴转速已达60000r/min。加工一薄壁飞机零件,只用30min,而同样的零件在我国一般高速铣床加工需3小时,在普通铣床加工需8小时。对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958年,近50年的发展历程大致可分为三个阶段:第一阶段从1958年到1979年,即封闭式发展阶段。在此阶段,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的制,数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期,即引进技术,消化吸收,初步建立起国产化体系阶段。在此阶段,由于改革开放和国家的重视,以及研究开发环境和国际环境的改善,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间,即实施产业化的研究,进入市场竞争阶段。纵观我国数控技术近50年的发展历程,特别是经过4个5年计划的攻关,总体来看取得的成绩还是不小。但是,目前我国一般的精密十字滑台是滚珠丝杠与伺服电机直接联接,这种联接方式适用于一般的机床,对于本课题的十字滑台来说,这种控制技术是不够平稳、不够精确的。1.3课题研究的意义对于本设计针对我国现在在数控机床的前沿的缺陷,具有针对性的给予解决。我国现在的国情可谓是硬件机械方便的材料与硬件技术的不成熟和不完善,同时我国很多人才都在为我国在很多领域的缺陷做出巨大的努力和人力、物力,然而我国的实际情况使得我国在现今以及长远一段时间内都要不断努力摸索,使最终能在各个欠缺的领域内各技术、科学知识达到成熟。目前,国内生产的精密滑台已达到了比较高的水平,但由于数控研磨机的发展还不够成熟,因而应用于数控研磨机的精密滑台还处在萌芽状态,大多数的工作台产品无法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