机电一体化系统进给伺服驱动系统设计

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1、目录1.引言…………………………………………………………………………………11.1进给伺服系统的组成………………………………………………………………11.2进给伺服系统的分类………………………………………………………………11.2.1根据进给伺服系统实现自动调节方式的不同分类………………………11.2.2按使用的驱动元件分类……………………………………………………21.2.3按进给驱动和主轴驱动分类………………………………………………21.3对进给伺服系统的基本要求………………………………………………………21.3.1工作精度………………………………………………………

2、……………31.3.2调速性能……………………………………………………………………31.3.3负载能力……………………………………………………………………31.3.4响应速度……………………………………………………………………31.3.5.稳定性………………………………………………………………………31.4常用的伺服电动机…………………………………………………………………42.机床进给伺服系统机械部分设计计算……………………………………………42.1系统脉冲当量及切削力的确定……………………………………………………42.2滚珠丝杠螺母副设计、计算和造型……………………

3、…………………………52.2.1计算进给牵引力Fm(N)………………………………………………………52.2.2计算最大动负载C…………………………………………………………52.2.3滚珠丝杠螺母副的选型……………………………………………………62.2.4传动效率计算………………………………………………………………62.2.5刚度验算…………………………………………………………………62.2.6稳定性校核…………………………………………………………………72.3进给伺服系统传动计算……………………………………………………………82.3.1齿轮传动比计算………………………

4、………………………………………82.3.2齿轮齿数及技术参数………………………………………………………83.步进电动机及其选择………………………………………………………………93.1步进电动机的特点…………………………………………………………………93.2步进电动机的分类…………………………………………………………………93.2.1反应式步进电动机…………………………………………………………93.2.2永磁式步进电动机…………………………………………………………93.2.3混合式步进电动机…………………………………………………………93.3初选步进电动机…………………

5、…………………………………………………103.3.1计算步进电机负载转矩Tm…………………………………………………103.3.2估算步进电机起动转矩Tq…………………………………………………103.3.3计算最大静转矩Tjmax………………………………………………………103.3.4计算步进电机运行频率和最高启动频率……………………………103.3.5初选步进电机型号…………………………………………………………113.4校核步进电动机转矩………………………………………………………………113.4.1等效转动惯量计算…………………………………………………………113.4

6、.2电机转矩计算………………………………………………………………124.步进电动机的控制与驱动…………………………………………………………114.1步进电动机的速度控制……………………………………………………………114.1.1绘制系统电器控制的结构框图……………………………………………144.1.2选择中央处理器的类型…………………………………………………144.1.3存储器扩展电路设计………………………………………………………154.1.4I/O口接口电路设计………………………………………………………154.2步进电动机的脉冲分配……………………………………………

7、………………154.2.18031单片机的基本特性……………………………………………………154.2.28031芯片引脚及其功能…………………………………………………154.2.38031芯片内部的存储器结构及地址分配………………………………174.3步进电动机的驱动电源的选择……………………………………………………194.3.1程序存储器的扩展…………………………………………………………194.3.2数据存储器的扩展…………………………………………………………214.3.3译码电路设计………………………………………………………………214.4I/O