机械设计与制逵MarhineryDesign&Majjufacttire第2期2009牟2月文童编号：】00—3997(2009)02*079-02二维数控工作台设计田振亚I高东强I郭文举！王海波2U陕西科技大学机电工程学院•西安710021)(2西北有色金展研究院，西安710021)Designof2DnumericalcontroTIANZhen-ya^GAODong-qiang1,GUOWen-(ShaanxiUniversityofScience&TechnologyJ(NorthwestInstituteForNon-ferrousMetalReseanrIi要介绍了机电传动部分以及故障诊断部分的设计•实践证明该二!的生产及教学实验需要。\关键词:GT-400;开放式数控工作台;运动控制器I[Abstract]Thebasicprincipleofasortof2Dopennumericalcontrolworktablewhichwascon-jtrolledbyGT-400motioncontrollerwasintroduced.ThedesignofelctromechanicaltransfermotionandJfaultoftheworklaltlewasdescribedmainly.Ithasbeenprovedthattheopennumericalcontrol[worktableisoperatingwellanditcanmeettheneedoftheproductandteachingexperimentJLKeywords:GT-400；Opennumericalcontrolworktable；Motioncontroller•XU"*—»<x»•*«AYAY—Y9»-•X■'<4Y»V“r<AX**-<AV■■A*"■v**中图分类号:TH12.TP27文献标识码:A■»<•«AYAVAY»■Y»Y4YAY»Y■Y><-«»YAYW<»«AY【摘要】简述了基于G1M00运动控制器的二坐标联动的1工作台控制系统原理二坐标数控工作台采用PC+运动拎制卡的开环控制系统,PC机作为上位机，主箜起到管理系统的作用，主要负责人机交互,用户信息管理、数据处理、逋讯控制、图形显示、动念仿真係统状态检测等工作，下位机采用GT400运动控制卡，通过连接板使步进电机嚥动器与CT400运动控制卡连接.从而控制电机.达到对工作台较为精确的控制，控制系统原理图，如图I所示。工作台主要参数如F:(1)工作台行程为;X坐标tlOOmm.y坐标±80mm;(2)最大工作进给速度:2.5m/min;(3)快进速度:5m/min;(4)工作台上工作台G向工作台)的长宽分^为(500300)mm厚度为50mm;(5)F■工作台(y向工作台啲长宽为(600x300)mm厚度为50mm。图I控制系统原理2机电传动系统2.1系统设计传动部分主要利用步进电机2(型号为VRDM397/LHA)作为动力源输出转矩，电机输出轴通过联轴器3与滚珠丝杠5相联接，最后通过滚珠螺球带动工作台x向或y向运动,x向工作台4輛日期：2008-04-22机构,(y向图中未示•结构与此类似)，如图2所示。工作台在滚动导轨上滚动，采用开环控制，步进电机驱动器采用箔塞535型驱动器。该骏动器内部采用类似伺眼控制原理的电路•此电路町以使电机低速运行平稳,儿乎没有康动和噪音，电机在品速时力矩大大高于二相和扛相混合式步进电机.定位精度绘高町达30000步/转。换向机构采用型号为FYC2D2504-3的滚珠丝杠.固定方式为~端固定，一段有隙，其优点住于压杆稳定和临界转校高.而且丝杠右热膨胀的余地，支承形式采用7603020TVP60接融角角接触球轴承一对.背靠背组合的形式。滚动总线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢殊，使滑块与导轨之间的滑动母擦变为滚动摩镣大大降低二者之间的片擦阻力有助于提高数控系统的相应度与灵敏岌一因此在松y向用滚动导轨副,型号为HJG-D25。根据工作台精度要求及尺寸选型号为JG35I.-F15TB,尺寸大小为(35x33x70)mm的电感定位开关作为该数控工作台的检测原件。5•滚珠後杠6.行程夬关7•滚动导轨&X向支倉2.2电机的选择2.2.1选择步距角，确定脉冲当量步距角隹3如(ZKm)=360°/(50*2*4)=0.9°根据上式选择步进电机步距角0.9。取滚珠丝杠的螺距4mm脉冲当M=0.9*4AJ60*1=0.01mm满足精度要求(匸1)2.2.2快速进给速度确定步进电动机的最高工作频率电动机工作频率/二辔.式中沙一工作台移动速度；—滚珠丝杠导程；孙一电动机步距角；i—减速比。由快速进给速度V^m/min,因此可得:A-=5000HZ2.2.3根据负载转拒或阻力选择步进电机转距(1)负载转距的计算：耳瞬ki2irrf2TTLn525x0.005,0.2x350x0.005f2m<0・9其中.咛375十O」xl5OO=525N式中:凡一丝杠预紧力。(2)转动惯就的计算：①丝杠的转动惯量：后釜xMQ；=^x7.9xlg<74x2dJ2.24Kgcm2②工作台惯量:后叭上=)T53x(笋)M196Kgg22mu2TT③ft载惯量后3.2Kgcn?2.2.4电机转距启动转距:如果在100ms内电机从办=0加速到>1000...