加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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編號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目: 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 機(jī)電 系 電子信息工程 專(zhuān)業(yè) 學(xué) 號(hào): 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: (職稱(chēng): ) (職稱(chēng): ) 2011 年 5 月 22 日 I 機(jī) 電 系 電子信息工 程 專(zhuān)業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、題目及專(zhuān)題: 1、 題目 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2、專(zhuān)題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 本課題來(lái)源于自選題目。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代加工設(shè) 備的 重 要組成部分。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展,人們對(duì)數(shù)控方面的選擇也有 了更廣闊的范圍,對(duì)數(shù)控技術(shù)的掌握要求也越來(lái)越高 三、本設(shè)計(jì)(論文或其他)應(yīng)達(dá)到的要求: 1. 要求以中規(guī)模數(shù)字集成計(jì)數(shù)器為核心,以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行元件, 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字化自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)。 2. 熟練掌握電子工作平臺(tái) 件的使用方法 。 3.用 件對(duì) 進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給控制系 統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)。 4.用 件創(chuàng)建仿真電路。 四、接受任務(wù)學(xué)生: 姓名 五、開(kāi)始及完成日期: 自 2010 年 10 月 25 日 至 2011 年 5 月 22 日 、設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)(或顧問(wèn)): 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 〕 簽名 系主任 簽名 2010 年 10 月 25 日 要 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代加工設(shè)備的重要組成部分。本設(shè)計(jì)主要介紹以中規(guī)模數(shù) 字集成計(jì)數(shù)器 核心的兩種方案,以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行元件的數(shù)字化自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)。文章詳細(xì)介紹了自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的狀態(tài)譯碼可編程計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)過(guò)程,其中還涉及到的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的譯碼可編程計(jì)數(shù)器所使用的元器件,及元器件的主要使用到的功能,元器件的管腳圖等等,并且單獨(dú)給出了設(shè)計(jì)圖。文章簡(jiǎn)單的介紹了執(zhí)行元件三相步進(jìn)電機(jī)的工作原理,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),環(huán)形分配器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),工作原理等。在設(shè)計(jì)中用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì),給出了系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真軟件使用的是 升級(jí)版本 文章中也對(duì)它的工作界面使用方法做了簡(jiǎn)單的介紹。 關(guān)鍵詞 :子設(shè)計(jì)自動(dòng)化;自動(dòng)進(jìn)給;數(shù)字電路仿真 he is of as is is is is of of to n in of of of of so to do in is is of of V 目 錄 1 緒論 .............................................................................................................................................. 1 工中心的概念 .............................................................................................................. 1 工中心的發(fā)展史 .......................................................................................................... 1 題研究的意義 .............................................................................................................. 2 2 仿真軟件 ............................................................................................................. 3 術(shù) .......................................................................................................................... 3 么是 ............................................................................................................. 3 術(shù)的概念 ....................................................................................................... 3 具軟件 ........................................................................................................... 3 子仿真軟件的介紹及簡(jiǎn)單的使用說(shuō)明 .................................................. 4 本概念 ................................................................................................................... 4 真的內(nèi)容 ................................................................................................................ 4 路的構(gòu)建及仿真 .................................................................................................... 4 元器件的管理 ........................................................................................ 5 入并編輯電路 ........................................................................................................ 5 元器件連接成電 路 ................................................................................................ 6 點(diǎn) ..................................................................................................... 6 3 加工中心刀具進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 9 動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的組成 .............................................................................................. 9 行元件三相步進(jìn)電機(jī) .................................................................................................. 9 進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)單定義 ................................................................................................ 9 相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) ................................................................................................ 9 相步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn) .............................................................................................. 10 進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器 .................................................................................................... 10 作原理 .................................................................................................................. 10 序設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 11 動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理 .................................................................................... 12 于 動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................ 12 于 動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)介紹 .............................................................. 12 紹 ........................................................................................................... 14 0編碼器 74147 介紹 ...................................................................................... 15 反相器 7404 介紹 ................................................................................................. 16 555 定時(shí)器接成多諧振蕩器的介紹 .................................................................. 16 真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ...................................................................................................... 17 動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的改進(jìn) .............................................................................................. 17 譯碼器 74159 介紹 ...................................................................................... 19 6 選 1 數(shù)據(jù)選擇器 74150 介紹 ............................................................................. 20 平觸發(fā)的 發(fā)器的介紹 ............................................................................. 22 于 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................................ 25 于 動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)介紹 .............................................................. 25 紹 ........................................................................................................... 28 D 觸發(fā)器 74175 介紹 ............................................................................................ 29 真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ...................................................................................................... 30 4 結(jié)論與展望 ............................................................................................................................. 31 論 ................................................................................................................................ 31 望 ................................................................................................................................ 31 致 謝 ....................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 33 附錄 A........................................................................................................................................ 34 附錄 B ........................................................................................................................................ 35 附錄 C ........................................................................................................................................ 36 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 1 緒論 工中心的概念 能自動(dòng)更換工具,對(duì)一次裝夾的工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心 ,簡(jiǎn)稱(chēng) 由機(jī)械設(shè)備與 數(shù)控系統(tǒng) 組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率 自動(dòng)化 機(jī)床。加工中心又叫 電腦鑼 。加工中心備有刀庫(kù),具有自動(dòng)換刀功能,是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的 數(shù)控機(jī)床 。加工中心是高度 機(jī)電一體化 的產(chǎn)品,工件裝夾后,數(shù)控系統(tǒng)能控制 機(jī)床 按不同工序自動(dòng)選擇、更換 刀具 、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變 主軸轉(zhuǎn)速 、進(jìn)給量等,可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序,因而大大減少了 工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等輔助工序時(shí)間,對(duì)加工形狀比較復(fù)雜, 精度 要求較高,品種更換頻繁的 零件 具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。 工中心的發(fā)展史 加工中心(英文 是帶有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。在中國(guó)香港,臺(tái)灣及廣東一代也有很多人叫 它電腦鑼。 工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后,數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序,自動(dòng)選擇和更換刀具,自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助機(jī)能,依次完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能,從而使生產(chǎn)效率大大提高。 加工中心按其加工工序分為鏜銑和車(chē)削兩大類(lèi),按控制軸數(shù)可分為三軸、四軸和五軸加工中心。 加工中心由于工序的集中和自動(dòng)換刀,減少了工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等時(shí)間,使機(jī)床的切削時(shí)間達(dá)到機(jī)床開(kāi)動(dòng)時(shí)間的 80%左右 (普通機(jī)床僅為 15~ 20% );同時(shí)也減少了工序之間的工件 周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間,縮短了生產(chǎn)周期,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 第一臺(tái)加工中心是 1958 年由美國(guó)卡尼 在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置,從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。二十世紀(jì) 70 年代以來(lái),加工中心得到迅速發(fā)展,出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心,它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱,能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。這種多工序集中加工的形式也擴(kuò)展到了其他類(lèi)型數(shù) 控機(jī)床,例如車(chē)削中心,它是在數(shù)控車(chē)床上配置多個(gè)自動(dòng)換刀裝置,能控制三個(gè)以上的坐標(biāo),除車(chē)削外,主軸可以停轉(zhuǎn)或分度,而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序,適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。 加工中心按主軸的布置方式分為立式和臥式兩類(lèi)。臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺(tái)或數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái),可加工工件的各個(gè)側(cè)面;也可作多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng),以便加工復(fù)雜的空間曲面。立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái),僅作頂面加工。此外,還有帶立、臥兩個(gè)主軸的復(fù)合式加工中心,和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心,它們能對(duì)工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。 加工中心 的自動(dòng)換刀裝置由存放刀具的刀庫(kù)和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫(kù)種類(lèi)很多,常見(jiàn)的有盤(pán)式和鏈?zhǔn)絻深?lèi)。鏈?zhǔn)降稁?kù)存放刀具的容量較大。 換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫(kù)之間交換刀具,常見(jiàn)的為機(jī)械手;也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫(kù)交換刀具的,稱(chēng)無(wú)臂式換刀裝置。 為了進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間,有的加工中心配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件的托板。一個(gè)裝著工件在工作臺(tái)上加工,另一個(gè)則在工作臺(tái)外裝卸工件。機(jī)床完成加工循環(huán)后自動(dòng)交換托板,使裝卸工件與切削加工的時(shí)間相重合。加工中心通常以主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類(lèi),分為臥式、立式和萬(wàn)能加工中心。 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 臥式加工中心:是 指主軸軸線與工作臺(tái)平行設(shè)置的加工中心,主要適用于加工箱體類(lèi)零件。 立式加工中心:是指主軸軸線與工作臺(tái)垂直設(shè)置的加工中心,主要適用于加工板類(lèi)、盤(pán)類(lèi)、模具及小型殼體類(lèi)復(fù)雜零件。 萬(wàn)能加工中心 (又稱(chēng)多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心 ):是指通過(guò)加工主軸軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的角度可控制聯(lián)動(dòng)變化,完成復(fù)雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復(fù)雜空間曲面的葉輪轉(zhuǎn)子、模具、刃具等工件的加工。 題研究的意義 數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國(guó)力,關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地 位。因此,世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。 數(shù)控機(jī)床等現(xiàn)代加工設(shè)備是采用自動(dòng)控制,數(shù)字裝置或電子計(jì)算機(jī),全部或部分地取代一般通用機(jī)床在加工零件時(shí)對(duì)機(jī)床各種動(dòng)作的人工控制。各種控制功能,均是以數(shù)字和文字實(shí)現(xiàn)的。自動(dòng)進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)是現(xiàn)代加工設(shè)備的核心部分,它由數(shù)字邏輯電路組合而成,廣泛的應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床、刨床、磨床等的自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)中。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 2 仿真軟件 么是 是“ 縮寫(xiě)。這種技術(shù)已經(jīng)在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 20 世紀(jì) 90 年代,國(guó)際上電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)較先進(jìn)的國(guó)家,一直在積極探索新的電子電路設(shè)計(jì)方法,并在設(shè)計(jì)方法、工具等方面進(jìn)行了徹底的變革,取得了巨大成功。在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,可編程邏輯器件(如 應(yīng)用,已得到廣泛的普及,這些器件為 數(shù)字系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。這些器件可以通過(guò)軟件編程而對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu),從而使得硬件的設(shè)計(jì)可以如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì) 方法、設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)觀念,促進(jìn)了 術(shù)的迅速發(fā)展。 術(shù)就是以計(jì) 算機(jī)為工具,設(shè)計(jì)者在 件平臺(tái)上,用硬件描述語(yǔ)言 后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。 術(shù)的出現(xiàn),極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性,減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。 利用 具,電子 設(shè)計(jì)師 可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì) 電子系統(tǒng) ,大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成,并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 圖或 現(xiàn)在對(duì) 概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域,都有 應(yīng)用。目前 術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門(mén)廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過(guò)程中,從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬,都可能涉及到 術(shù)。 術(shù)是指以計(jì)算 機(jī)為工作平臺(tái),融合了 應(yīng)用電子技術(shù) 、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果,進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設(shè)計(jì)。 利用 具,電子設(shè)計(jì)師可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設(shè)計(jì)電子系統(tǒng),大量工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)完成,并可以將電子產(chǎn)品從電路設(shè)計(jì)、性能分析到設(shè)計(jì)出 圖或 現(xiàn)在對(duì) 概念或范疇用得很寬。包括在機(jī)械、電子、通信、航空航天、化工、礦產(chǎn)、生物、醫(yī)學(xué)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域, 都有 應(yīng)用。目前 術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門(mén)廣泛使用。例如在飛機(jī)制造過(guò)程中,從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試及特性分析直到飛行模擬,都可能涉及到 術(shù)。本文所指的 術(shù),主要針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)、 計(jì)和 計(jì)。 計(jì)可分為系統(tǒng)級(jí)、電路級(jí)和物理實(shí)現(xiàn)級(jí)。 具 軟件 可大致可分為芯片設(shè)計(jì)輔助軟件、可編程芯片 輔助設(shè)計(jì)軟件 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件等三類(lèi)。 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 目前進(jìn)入我國(guó)并具有廣泛影響的 件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件輔助類(lèi)和可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件: 最新版本 )、 等。這些工具都有較強(qiáng)的功能,一般可用于幾個(gè)方面,例如很多軟件都可以進(jìn)行 電路設(shè)計(jì)與仿真 ,同進(jìn)還可以進(jìn)行 動(dòng)布局布線,可輸出多種網(wǎng)表文件與 第三方軟件 接口。 下面按主要功能或主要應(yīng)用場(chǎng)合,分為電路設(shè)計(jì)與仿真工具、 計(jì)軟件、 計(jì)軟件、 計(jì)工具及其它 件,進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具包括 。在本設(shè)計(jì)中主要用到的是 本概念 [1] 工程師們可以使用 互式地搭建電路原理圖,并對(duì)電路進(jìn)行仿真。 真的復(fù)雜內(nèi)容,這樣工程師無(wú)需懂得深入的 術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì),這也使其更適合電子學(xué)教育。通過(guò) 虛擬儀器技術(shù),計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到 原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程 。 件是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于電子電路仿真與設(shè)計(jì)的 具軟件。作為 運(yùn)行的個(gè)人桌面電子設(shè)計(jì)工具, 一個(gè)完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一問(wèn)題。學(xué)員可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來(lái),并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。 件絕對(duì)是電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具 。 真的內(nèi)容 器件建模及仿真:可以建模及仿真的器件 :模擬器件(二極管,三極管,功率管等) ;數(shù)字器件( 74 系列, 列, ) ;件。 路的構(gòu)建及仿真 單元電路、功能電路、單片機(jī)硬件電路的構(gòu)建及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真 。 系統(tǒng)的組成及仿真: 一個(gè)理想的通信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。它很適用于如 ‘信號(hào)與系統(tǒng) ’、 ‘通信 ’、 ‘網(wǎng)絡(luò) ’等課程,難度適合從一般介紹到高 級(jí)。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。 有 200 多個(gè)通用通信和數(shù)學(xué)模塊,包含工業(yè)中的大部分編碼器,調(diào)制器,濾波器,信號(hào)源,信道等, 的模塊和通常通信技術(shù)中的很一致,這可以確保你的學(xué)生學(xué)會(huì)當(dāng)今所有最重要的通信技術(shù) 。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 要觀察仿真的結(jié)果,你可以有多種選擇:時(shí)域,頻域, ,對(duì)數(shù)坐標(biāo),比特誤碼率,眼圖和功率譜。 儀表儀器的原理及制造仿真:可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、儀表,并在計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境和實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行使用。 設(shè)計(jì)及制作:產(chǎn)品級(jí)版圖的設(shè)計(jì)及制作。 件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準(zhǔn)確性都直接決定了該 件的質(zhì)量和易用性。 用戶(hù)提供了豐富的元器件,并以開(kāi)放的形式管理元器件,使得用戶(hù)能夠自己添加所需要的元器件。 庫(kù)的形式管理元器件,通過(guò)菜單 開(kāi) 據(jù)庫(kù)管理)窗口(如下圖所示),對(duì)元器件庫(kù)進(jìn)行管理。 在 口中的 表中有兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù): 中 中存放的是軟件為用戶(hù)提供的元器件, 為用戶(hù)自建元器件準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫(kù)。用戶(hù)對(duì) 據(jù)庫(kù)中的元器件和表示方式?jīng)]有編輯權(quán)。當(dāng)選中 ,窗口中對(duì)庫(kù)的編輯按鈕全部失效而變成灰色。但用戶(hù)可以通過(guò)這個(gè)對(duì)話窗口中的 示框,查找?guī)熘胁煌?lèi)別器件在工具欄中的表示方法。據(jù)此用戶(hù)可以通過(guò)選擇 據(jù)庫(kù),進(jìn)而對(duì)自建元器件進(jìn)行編輯管理。 在 有實(shí)際元器件和虛擬元器件,它們之間根本差別在于:一種是與實(shí)際元器件的型號(hào)、參數(shù)值以及封裝都相對(duì)應(yīng)的元器件,在設(shè)計(jì)中選用此類(lèi)器件,不僅可以使設(shè)計(jì)仿真與實(shí)際情況有良好的對(duì)應(yīng)性,還可以直接將設(shè)計(jì)導(dǎo)出到 進(jìn)行 一種器件的參數(shù)值是該類(lèi)器件的典型值,不與實(shí)際器件對(duì)應(yīng),用戶(hù)可以根據(jù)需要改變器件模型的參數(shù)值,只能用于仿真,這類(lèi)器件稱(chēng)為虛擬器件。它們?cè)诠ぞ邫诤蛯?duì)話窗口中的表示方法也不同。在元器件工具欄中,雖然代表虛擬器件的按鈕的圖標(biāo)與該類(lèi)實(shí)際器件的圖標(biāo)形狀相同,但虛擬器件的按鈕有底色,而實(shí)際 器件沒(méi)有 。 相同類(lèi)型的實(shí)際元器件和虛擬元器件的按鈕并排排列,并非所有的是元器件都設(shè)有虛擬類(lèi)的器件。在元器件類(lèi)型列標(biāo)中,虛擬元器件類(lèi)的后綴標(biāo)有 入并編輯電路 輸入電路圖是分析和設(shè)計(jì)工作的第一步,用戶(hù)從元器件庫(kù)中選擇需要的元器件放置在電路圖中并連接起來(lái) ,為分析和仿真做準(zhǔn)備。 為了適應(yīng)不同的需求和用戶(hù)習(xí)慣,用戶(hù)可以用菜單 開(kāi) 通過(guò)該窗口的 6 個(gè)標(biāo)簽選項(xiàng),用戶(hù)可以就編輯界面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動(dòng)存儲(chǔ)時(shí)間等內(nèi)容作相 應(yīng)的設(shè)置。 取用元器件的方法有兩種:從工具欄取用或從菜單取用。下面將以 74例說(shuō)明兩種方法。 具欄取用: 具欄 ;具欄 ;具欄 ;74鈕 。 從 具欄中選擇 74鈕打開(kāi)這類(lèi)器件的 口,如下圖所示。其中包含的字段有 器件數(shù)據(jù)庫(kù)), 器件類(lèi)型列表), 器件名細(xì)表), 產(chǎn)廠家), 型層次)江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 等內(nèi)容 。 從菜單取用:通過(guò) 令打開(kāi) 口。選中相應(yīng)的元器件 在 選擇 74列,在 選擇 74擊 鈕就可以選中 747400 是四 /二輸入與非門(mén),在窗口種的 ,用鼠標(biāo)選中其中的一個(gè)放置在電路圖編輯窗口中。器件在電路圖中顯示的圖形符號(hào),用戶(hù)可以 在上面的 的 項(xiàng)框中預(yù)覽到。當(dāng)器件放置到電路編輯窗口中后,用戶(hù)就可以進(jìn)行移動(dòng)、復(fù)制、粘貼等編輯工作了,在此不再詳述。 元器件連接成電路 在將電路需要的元器件放置在電路編輯窗口后,用鼠標(biāo)就可以方便地將器件連接起來(lái)。方法是:用鼠標(biāo)單擊連線的起點(diǎn)并拖動(dòng)鼠標(biāo)至連線的終點(diǎn)。在 連線的起點(diǎn)和終點(diǎn)不能懸空。 直觀的圖形界面 : 整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái),繪制電路所需的元器件和仿真所需的測(cè)試儀器均可 直接拖放到屏幕上,輕點(diǎn)鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來(lái),軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似,測(cè)量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的 。 豐富的元器件 : 提供了世界主流元件提供商的超過(guò) 17000 多種元件,同時(shí)能方便的對(duì)元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改,能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能,創(chuàng)建自己的元器件。 強(qiáng)大的仿真能力 : 以 內(nèi)核作為仿真的引擎,通過(guò) 有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括 真、 真 、 真、 真、電路向?qū)У裙δ堋? 豐富的測(cè)試儀器 : 提供了 22 種虛擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測(cè)量: 用表 ) 數(shù)信號(hào)發(fā)生器 ) 特表 ) 波器 ) 特儀 ) 符發(fā)生器 ) 輯分析儀 ) 輯轉(zhuǎn)換儀 ) 真度儀 ) 譜儀 ) 絡(luò)分析儀 ) 量探針 ) 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 蹤示波器 ) 率計(jì)數(shù)器 ) 安特性分析儀 ) 捷倫仿真儀器 ) 捷倫示波器 ) 克仿真示波器 ) 特表 ) 培表 ) 流探針 ) 器 ) 這些儀器的設(shè)置和使用與真實(shí)的一樣,動(dòng)態(tài)互交顯示。除了 供的默認(rèn)的儀器外,還可以創(chuàng)建 自定義儀器,使得圖形環(huán)境中可以靈活地可升級(jí)地測(cè)試、測(cè)量及控制應(yīng)用程序的儀器。 完備的分析手段 : 供了許多分析功能: 流工作點(diǎn)分析 ) 流分析) 態(tài)分析) 里葉分析) 聲分析) 真度分析) 流掃描分析) DC C 流和交流靈敏度分析) 數(shù)掃描分析) 度掃描分析) 輸 函數(shù)分析) 差情況分析 ) 級(jí)分析) 特卡羅分析) 寬分析) 套掃描分析) 處理分析) 戶(hù)自定義分析) 它們利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析,分析范圍很廣,從基本的 到極端的到不常見(jiàn)的都有,并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分的自動(dòng)執(zhí)行。集成 速進(jìn)行原型開(kāi)發(fā)和測(cè)試設(shè)計(jì),具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測(cè)量和分析功能; 獨(dú)特的射頻 (塊 : 提供基本射頻電路的設(shè)計(jì)、分析和仿真。射頻模塊由 頻特殊元件,包括自定義的 型)、用于創(chuàng)建用戶(hù)自定義的 型的模型生成器、兩個(gè)江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 器( 譜分析儀和 絡(luò)分析儀)、一些析(電路特性、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、噪聲系數(shù))等組成; 強(qiáng)大的 塊 : 支持 4 種類(lèi)型的單片機(jī)芯片 ,支持對(duì)外部 部 盤(pán)和 外圍設(shè)備的仿真,分別對(duì) 4 種類(lèi)型芯片提供匯編和編譯支持;所建項(xiàng)目支持 C 代碼、匯編代碼以及16 進(jìn)制代碼 ,并兼容第三方工具源代碼; 包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)部 殊功能寄存器等高級(jí)調(diào)試功能。 完善的后處理 : 對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算操作類(lèi)型包括算術(shù)運(yùn)算、三角運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)行、對(duì)數(shù)運(yùn)算、復(fù)合運(yùn)算、向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等; 詳細(xì)的報(bào)告 : 能夠呈現(xiàn)材 料清單、元件詳細(xì)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖統(tǒng)計(jì)報(bào)告、多余門(mén)電路報(bào)告、模型數(shù)據(jù)報(bào)告、交叉報(bào)表 7 種報(bào)告; 兼容性好的信息轉(zhuǎn)換 : 提供了轉(zhuǎn)換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法,可以輸出原理圖到 線(如 輸出仿真結(jié)果到 出網(wǎng)絡(luò)表文件;向前和返回注;提供 聯(lián)網(wǎng)共享文件) 。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 3 加工中心刀具進(jìn) 給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的組成 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)是由位置檢測(cè)電路、控制脈沖生成電路、控制門(mén)、脈沖源、可編程計(jì)數(shù)器、環(huán)形分配器、驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行元件等組成。 圖 自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的邏輯框圖。 圖 動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的邏輯框圖 行元件三相步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)單定義 步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為不連續(xù)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)電裝置。當(dāng)施加適當(dāng)?shù)碾娒}沖指令時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子的出軸或外轉(zhuǎn)子將會(huì)以不連續(xù)的步進(jìn)增量旋轉(zhuǎn)。 電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)與施加的脈沖之間有幾個(gè)方面的直接關(guān)系:首先所加脈沖的順序直接決定著電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向。其次電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的速度由于速度正比于脈沖頻率,有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。而旋轉(zhuǎn)的角度或者圈數(shù)和所加的脈沖數(shù)成正比。僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 相步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu) 電機(jī)轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒,定子齒有三個(gè)勵(lì)磁繞阻,其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯(cuò)開(kāi)。 0、 1/3 て、 2/3 て ,(相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示),即 A 與齒 1 相對(duì)齊, B 與齒 2 向右錯(cuò)開(kāi) 1/3 て, C 與齒 3 向右錯(cuò)開(kāi) 2/3 て , A'與齒 5 相對(duì)齊,( A'就是 A,齒 5 就是齒 1)下面是定轉(zhuǎn)子的展開(kāi) 如圖 脈 沖 源 位 置 檢 測(cè) 控 制 門(mén) 控 制 脈 沖 生 成 環(huán) 形 分 配 器 可 編 程 計(jì) 數(shù) 器 驅(qū) 動(dòng) 裝 置 執(zhí) 行 元件 江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 圖 相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子展開(kāi)圖 相步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn) 如 A 相通電, B, C 相不通電時(shí),由于磁場(chǎng)作用,齒 1 與 A 對(duì)齊,(轉(zhuǎn)子不受任何力以下均同)。 如 B 相通電, A, C 相不通電時(shí),齒 2 應(yīng)與 B 對(duì)齊,此時(shí)轉(zhuǎn)子向右移過(guò) 1/3 て,此時(shí)齒 3 與 C 偏移為 1/3 て,齒 4 與 A 偏移(て て) =2/3 て。 如 C 相通電, A, B 相不通電,齒 3 應(yīng)與 C 對(duì)齊,此時(shí)轉(zhuǎn)子又向右移過(guò) 1/3 て,此時(shí)齒 4 與 A 偏移為 1/3 て對(duì)齊。 如 A 相通電, B, C 相不 通電,齒 4 與 A 對(duì)齊,轉(zhuǎn)子又向右移過(guò) 1/3 て 這樣經(jīng)過(guò) A、 B、 C、 A 分別通電狀態(tài),齒 4(即齒 1 前一齒)移到 A 相,電機(jī)轉(zhuǎn)子向右轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距,如果不斷地按 A, B, C, A…… 通電,電機(jī)就每步(每脈沖) 1/3 て ,向右旋轉(zhuǎn)。如按 A, C, B, A…… 通電,電機(jī)就反轉(zhuǎn)。 由此可見(jiàn):電機(jī)的位置和速度由導(dǎo)電次數(shù)(脈沖數(shù))和頻率成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而方向由導(dǎo)電順序決定。 進(jìn)電機(jī)環(huán)形分配器 作原理 步進(jìn)電機(jī)控制主要有三個(gè)重要參數(shù)即轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)過(guò)的角度和轉(zhuǎn)向。由于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)是由輸入脈沖信號(hào)控制,所以轉(zhuǎn)速是由輸入脈沖 信號(hào)的頻率決定,而轉(zhuǎn)過(guò)的角度由輸入脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)決定。轉(zhuǎn)向由環(huán)形分配器的輸出通過(guò)步進(jìn)電機(jī) A、 B、 C 相繞組來(lái)控制,環(huán)形分配器通過(guò)控制各相繞組通電的相序來(lái)控制步電機(jī)轉(zhuǎn)向。如圖 出了一個(gè)雙向三相六拍環(huán)形分配器的邏輯電路。電路的輸出除決定于復(fù)位信號(hào) ,還決定于輸出端 歷史狀態(tài)及控制信號(hào)- 能信號(hào)、 反轉(zhuǎn)控制信號(hào)和輸入脈沖信號(hào)。其真值表如表 3示。 加工中心刀具自動(dòng)進(jìn)給控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 圖 向三相六拍環(huán)形分配器的邏輯電路 表 3值表 序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)采用組合邏輯設(shè)計(jì)法,由真值表可知: 當(dāng) 0 時(shí),輸出 邏輯關(guān)系為: 當(dāng) 1 時(shí),輸出 邏輯關(guān)系為: 當(dāng) 0,正轉(zhuǎn)時(shí) 步進(jìn)機(jī) A、 B、 C 相線圈的通電相序?yàn)椋? 當(dāng) 1,反轉(zhuǎn)時(shí)各相線圈通電相序?yàn)椋? 0 Z B C A B C 1 Φ Φ 1 0 0 1 0 0 0 1 ↑ 1 0 1 1 1 0 0 1 ↑ 0- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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