⑴ 冲压机构及送料机构设计
第一节 冲床冲压机构、送料机构及传动系统的设计
一、 设计题目
设计冲制薄壁零件冲床的冲压机构、送料机构及其传动系统。冲床的工艺动作如图5—1a）所示，上模先以比较大的速度接近坯料，然后以匀速进行拉延成型工作，此后上模继续下行将成品推出型腔，最后快速返回。上模退出下模以后，送料机构从侧面将坯料送至待加工位置，完成一个工作循环。
（a） （b） （c）
图5—1 冲床工艺动作与上模运动、受力情况
要求设计能使上模按上述运动要求加工零件的冲压机构和从侧面将坯料推送至下模上方的送料机构，以及冲床的传动系统，并绘制减速器装配图。
二、 原始数据与设计要求
1．动力源是电动机，下模固定，上模作上下往复直线运动，其大致运动规律如图b）所示，具有快速下沉、等速工作进给和快速返回的特性；
2．机构应具有较好的传力性能，特别是工作段的压力角应尽可能小；传动角γ大于或等于许用传动角[γ]=40o；
3．上模到达工作段之前，送料机构已将坯料送至待加工位置（下模上方）；
4．生产率约每分钟70件；
5．上模的工作段长度l=30~100mm，对应曲柄转角0=（1/3~1/2）π；上模总行程长度必须大于工作段长度的两倍以上；
6．上模在一个运动循环内的受力如图c）所示，在工作段所受的阻力F0＝5000N，在其他阶段所受的阻力F1＝50N；
7．行程速比系数K≥1.5；
8．送料距离H=60~250mm；
9．机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
若对机构进行运动和动力分析，为方便起见，其所需参数值建议如下选取：
1）设连杆机构中各构件均为等截面均质杆，其质心在杆长的中点，而曲柄的质心则与回转轴线重合；
2）设各构件的质量按每米40kg计算，绕质心的转动惯量按每米2kg·m2计算；
3）转动滑块的质量和转动惯量忽略不计，移动滑块的质量设为36kg；
6）传动装置的等效转动惯量（以曲柄为等效构件）设为30kg·m2；
7) 机器运转不均匀系数δ不超过0.05。
三、 传动系统方案设计
冲床传动系统如图5－2所示。电动机转速经带传动、齿轮传动降低后驱动机器主轴运转。原动机为三相交流异步电动机，其同步转速选为1500r/min，可选用如下型号：
电机型号 额定功率（kw） 额定转速（r/min）
Y100L2—4 3.0 1420
Y112M—4 4.0 1440
Y132S—4 5.5 1440
由生产率可知主轴转速约为70r/min，若电动机暂选为Y112M—4，则传动系统总传动比约为。取带传动的传动比ib=2，则齿轮减速器的传动比ig=10.285，故可选用两级齿轮减速器。图5—2 冲床传动系统
四、 执行机构运动方案设计及讨论
该冲压机械包含两个执行机构，即冲压机构和送料机构。冲压机构的主动件是曲柄，从动件（执行构件）为滑块（上模），行程中有等速运动段（称工作段），并具有急回特性；机构还应有较好的动力特性。要满足这些要求，用单一的基本机构如偏置曲柄滑块机构是难以实现的。因此，需要将几个基本机构恰当地组合在一起来满足上述要求。送料机构要求作间歇送进，比较简单。实现上述要求的机构组合方案可以有许多种。下面介绍几个较为合理的方案。
1．齿轮—连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构
如图5—3所示，冲压机构采用了有两个自由度的双曲柄七杆机构，用齿轮副将其封闭为一个自由度。恰当地选择点C的轨迹和确定构件尺寸，可保证机构具有急回运动和工作段近于匀速的特性，并使压力角尽可能小。
送料机构是由凸轮机构和连杆机构串联组成的，按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，使其能在预定时间将工件推送至待加工位置。设计时，若使lOG<lOH ，可减小凸轮尺寸。
图5—3 冲床机构方案之一 图5—4冲床机构方案之二
2．导杆—摇杆滑块冲压机构和凸轮送料机构
如图5—4所示，冲压机构是在导杆机构的基础上，串联一个摇杆滑块机构组合而成的。导杆机构按给定的行程速比系数设计，它和摇杆滑块机构组合可达到工作段近于匀速的要求。适当选择导路位置，可使工作段压力角较小。
送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连。按机构运动循环图可确定凸轮推程运动角和从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
3．六连杆冲压机构和凸轮—连杆送料机构
如图5—5所示，冲压机构是由铰链四杆机构和摇杆滑块机构串联组合而成的。四杆机构可按行程速比系数用图解法设计，然后选择连杆长lEF及导路位置，按工作段近于匀速的要求确定铰链点E的位置。若尺寸选择适当，可使执行构件在工作段中运动时机构的传动角γ满足要求，压力角较小。
凸轮送料机构的凸轮轴通过齿轮机构与曲柄轴相连，若按机构运动循环图确定凸轮转角及其从动件的运动规律，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。设计时，使lIH<lIR，则可减小凸轮尺寸。
图5—5冲床机构方案之三 图5—6冲床机构方案之四
4．凸轮—连杆冲压机构和齿轮—连杆送料机构
如图5—6所示，冲压机构是由凸轮—连杆机构组合，依据滑块D的运动要求，确定固定凸轮的轮廓曲线。
送料机构是由曲柄摇杆扇形齿轮与齿条机构串联而成，若按机构运动循环图确定曲柄摇杆机构的尺寸，则机构可在预定时间将工件送至待加工位置。
选择方案时，应着重考虑下述几个方面：
1）所选方案是否能满足要求的性能指标；
2）结构是否简单、紧凑；
3）制造是否方便，成本可否降低。
经过分析论证，方案1是四个方案中最为合理的方案，下面就对其进行设计。
五、 冲压机构设计
由方案1图5—3可知，冲压机构是由七杆机构和齿轮机构组合而成。由组合机构的设计可知，为了使曲柄AB回转一周，C点完成一个循环，两齿轮齿数比Z1/Z2应等于1。这样，冲压机构设计就分解为七杆机构和齿轮机构的设计。
1．七杆机构的设计
设计七杆机构可用解析法。首先根据对执行构件（滑块F）提出的运动特性和动力特性要求选定与滑块相连的连杆长度CF，并选定能实现上述要求的点C的轨迹，然后按导向两杆组法设计五连杆机构ABCDE的尺寸。
设计此七杆机构也可用实验法，现说明如下。
如图5—7所示，要求AB、DE均为曲柄，两者转速相同，转向相反，而且曲柄在角度的范围内转动时，从动件滑块在l=60mm范围内等速移动，且其行程H=150mm。图5—7 七杆机构的设计
1）任作一直线，作为滑块导路，在其上取长为l的线段，并将其等分，得分点F1、F2、…、Fn（取n=5）。
2）选取lCF为半径，以Fi各点为圆心作弧得K1、K2、…、K5。
3）选取lDE为半径，在适当位置上作圆，在圆上取圆心角为的弧长，将其与l对应等分，得分点D1、D2、…、D5。
4）选取lDC为半径，以Di为圆心作弧，与K1、K2、…、K5对应交于C1、C2、…、C5。
5）取lBC为半径，以Ci为圆心作弧，得L1、L2、…、L5。
6）在透明白纸上作适量同心圆弧。由圆心引5条射线等分（射线间夹角为）。
7）将作好图的透明纸覆在Li曲线族上移动，找出对应交点B1、B2、…、B5，便得曲柄长lAB及铰链中心A的位置。
8）检查是否存在曲柄及两曲柄转向是否相反。同样，可以先选定lAB长度，确定lDE和铰链中心E的位置。也可以先选定lAB、lDE和A、E点位置，其方法与上述相同。
用上述方法设计得机构尺寸如下：
lAB=lDE=100mm， lAE=200mm， lBC= lDC=283mm， lCF=430mm，A点与导路的垂直距离为162mm，E点与导路的垂直距离为223mm。
2．齿轮机构设计
此齿轮机构的中心距a=200mm，模数m=5mm，采用标准直齿圆柱齿轮传动，Z1=Z2=40，ha*=1.0。
六、 七杆机构的运动和动力分析
用图解法对此机构进行运动和动力分析。将曲柄AB的运动一周360o分为12等份，得分点B1、B2、…、B12，针对曲柄每一位置，求得C点的位置，从而得C点的轨迹，然后逐个位置分析滑块F的速度和加速度，并画出速度线图，以分析是否满足设计要求。
图5—8是冲压机构执行构件速度与C点轨迹的对应关系图，显然，滑块在F4~F8这段近似等速，而这个速度值约为工作行程最大速度的40%。该机构的行程速比系数为
故此机构满足运动要求。图5－8 七杆机构的运动和动力分析
在进行机构动力分析时，先依据在工作段所受的阻力F0＝5000N，并认为在工作段内为常数，然后求得加于曲柄AB的平衡力矩Mb，并与曲柄角速度相乘，获得工作段的功率；计入各传动的效率，求得所需电动机的功率为5.3KW，故所确定的电动机型号Y132S—4（额定功率为5.5KW）满足要求。（动力分析具体过程及结果略）。
七、 机构运动循环图
依据冲压机构分析结果以及对送料机构的要求，可绘制机构运动循环图（如图5—9所示）。当主动件AB由初始位置（冲头位于上极限点）转过角（=90o）时,冲头快速接近坯料；又当曲柄由转到（=210o）时，冲头近似等速向下冲压坯料；当曲柄由转到（=240o）时，冲头继续向下运动，将工件推出型腔；当曲柄由转到（=285o）时，冲头恰好退出下模，最后回到初始位置，完成一个循环。送料机构的送料动作，只能在冲头退出下模到冲头又一次接触工件的范围内进行。故送料凸轮在曲柄AB由300o转到390o完成升程，而曲柄AB由390o转到480o完成回程。
图5－9 机构运动循环图
七、送料机构设计
送料机构是由摆动从动件盘形凸轮机构与摇杆滑块机构串联而成，设计时，应先确定摇杆滑块机构的尺寸，然后再设计凸轮机构。
1．四杆机构设计
依据滑块的行程要求以及冲压机构的尺寸限制，选取此机构尺寸如下：
LRH=100mm，LOH=240mm，O点到滑块RK导路的垂直距离=300mm，送料距离取为250mm时，摇杆摆角应为45.24o。
2．凸轮机构设计
为了缩小凸轮尺寸，摆杆的行程应小AB，故取，最大摆角为22.62o。因凸轮速度不高，故升程和回程皆选等速运动规律。因凸轮与齿轮2固联，故其等速转动。用作图法设计凸轮轮廓，取基圆半径r0=50mm，滚子半径rT=15mm。
八、调速飞轮设计
等效驱动力矩Md、等效阻力矩Mr和等效转动惯量皆为曲柄转角的函数，画出三者的变化曲线，然后用图解法求出飞轮转动惯量JF。
九、带传动设计
采用普通V带传动。已知：动力机为Y132S-4异步电动机，电动机额定功率P=5.5KW ，满载转速n1=1440rpm ,传动比i=2, 两班制工作。
（1）计算设计功率Pd
由[6]中的表6-6查得工作情况系数KA =1.4
（2）选择带型 由[6]中的图6-10初步选用A型带
（3）选取带轮基准直径 由[6]中的表6-7选取小带轮基准直径
由[6]中的表6-8取直径系列值取大带轮基准直径：
（4）验算带速V
在(5~25m/s) 范围内，带速合适。
（5）确定中心a和带的基准长度
在 范围内初选中心距
初定带长
查[6]中的表6－2 选取A型带的标准基准长度
求实际中心距
取中心距为500mm。
（6）验算小带轮包角
包角合适
（7）确定带的根数Z
查表得
取Z=3根
（8）确定初拉力
单根普通V带的初拉力
（9）计算带轮轴所受压力
（10）带传动的结构设计（略）
十、齿轮传动设计
齿轮减速器的传动比为ig=10.285，采用标准得双级圆柱齿轮减速器，其代号为
ZLY－112－10－1。
第二节 棒料校直机执行机构与传动系统设计
一、设计题目
棒料校直是机械零件加工前的一道准备工序。若棒料弯曲，就要用大棒料才能加工出一个小零件，如图5－10所示，材料利用率不高，经济性差。故在加工零件前需将棒料校直。现要求设计一短棒料校直机。确定机构运动方案并进行执行机构与传动系统的设计。
图5－10 待校直的弯曲棒料
二、设计数据与要求
需校直的棒料材料为45钢，棒料校直机其他原始设计数据如表5－1所示。
表5－1 棒料校直机原始设计数据
参数
分组 直径d2
(mm) 长度L
(mm) 校直前最大曲率半径ρ
(mm) 最大校直力
(KN) 棒料在校直时转数
(转) 生产率
(根/分)
1 15 100 500 1.0 5 150
2 18 100 400 1.2 4 120
3 22 100 300 1.4 3 100
4 25 100 200 1.5 2 80
注：室内工作，希望冲击振动小；原动机为三相交流电动机，使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时，每半年作一次保养，大修期为3年。
三、工作原理的确定
1) 用平面压板搓滚棒料校直(图5-11)。此方法的优点是简单易行，缺点是因材料的回弹，材料校得不很直。
2) 用槽压板搓滚棒料校直。考虑到“纠枉必须过正”，故将静搓板作成带槽的形状，动、静搓板的横截面作成图5-12所示形状。用这种方法既可能将弯的棒料校直，但也可能将直的棒料弄弯了，不很理想。
3) 用压杆校直。设计一个类似于图5-13所示的机械装置，通过一电动机，一方面让棒料回转，另一方面通过凸轮使压杆的压下量逐渐减小，以达到校直的目的。其优点是可将棒料校得很直；缺点是生产率低，装卸棒料需停车。
4) 用斜槽压板搓滚校直。静搓板的纵截面形状如图5-14所示，其槽深是由深变浅而最后消失。其工作原理与上一方案使压下量逐渐减小是相同的，故也能将棒料校得很直。其缺点是动搓板作往复运动，有空程，生产效率不够高。虽可利用如图所示的偏置曲柄滑块机构的急回作用，来减少空程损失，但因动搓板质量大，又作往复运动，其所产生的惯性力不易平衡，限制了机器运转速度的提高，故生产率仍不理想。
5) 行星式搓滚校直。如图5-15所示，其动搓板变成了滚子1，作连续回转运动，静搓板变成弧形构件3，其上开的槽也是由深变浅而最后消失。这种方案不仅能将棒料校得很直，而且自动化程度和生产率高，所以最后确定采用此工作原理。图5-11平面压板搓滚棒料校直 图5-12 槽压板搓滚棒料校直
图5-13 压杆校直
图5-14 斜槽压板搓滚校直 图5-15 行星式搓滚校直
四、执行机构运动方案的拟定
行星式棒料校直机有两个执行构件，即动搓板滚子和送料滑块。动搓板滚子的运动为单方向等速连续转动，可将其直接装在机器主轴上。送料滑块的运动为往复移动。图5－16给出了两种送料机构方案，其中图a）为曲柄摇杆机构与齿轮、齿条机构组合，图b）为摆动推杆盘形凸轮机构与导杆滑块机构的组合，曲柄（或凸轮）每转一周送出一根棒料。由于凸轮机构能使送料机构的动作和搓板滚子的运动能更好的协调，故图b）的执行机构运动方案优于图a），下面设计计算针对图b）方案进行。
a) b)
图5-16 行星式棒料校直机执行机构运动方案
五、传动系统运动方案的拟定
初步拟定的传动方案如图5-17所示。驱使动搓板滚子1转动的为主传动链，为提高其传动效率，主传动链应尽可能简短，而且还要求冲击振动小，故图中采用了一级带传动和一级齿轮传动。传动链的第一级采用带传动有下列优点：电动机的布置较自由，电动机的安装精度要求较低，带传动有缓冲减振和过载保安作用。
图5-17 行星式棒料校直机传动方案
六、执行机构设计
由于动搓板滚子1直接装在机器主轴上，只有执行构件，没有执行机构，故只需对送料机构进行设计。对于图5－16b）所示得运动方案，送料机构的设计，实际上就是摆动推杆盘状凸轮机构的设计。
凸轮轴的转动是由滚子轴（传动主轴）的转动经过齿轮机构传动减速而得到的。下面来讨论滚子轴与凸轮轴间的传动比应如何确定。
应注意在校直棒料时，不允许两根棒料同时进入校直区，否则将因两根棒料的相互干扰，可能一根棒料也未被校直。所以一定要待前一根棒料退出落下后，后一根棒料才能进入校直区。
设滚子1的直径，棒料的直径为，校直区的工作角为，从棒料进入到退出工作区，滚子1的转角为。因在棒料校直时的运动状态跟行星轮系传动一样，弧形搓板相当于固定的内齿轮，其内经为，角相当于行星架的转角，根据周转轮系的计算式，即可求得滚子1的相应转角，即
故
设已确定为了校直棒料，棒料需在校直区转过的转数为，校直区的工作角为，则滚子1的直径，可由下式确定：
为了保证不出现两根棒料同时在校直区的现象，应在滚子1转过角度时，送料凸轮4才转一转，由此可定出齿轮的传动比为
图中采用了一级齿轮减速(轮为过轮，用它主要是为了协调中心距)。若一级齿轮减速不能满足要求时，可考虑用二级或三级齿轮减速。
对于第一组数据，并设校直区的工作角为＝1200，则由上面公式可求得滚子1的直径＝240mm，滚子1的转角为＝2550，故取1=2600,从而求得齿轮的传动比为ig＝0.722。故取Zc＝26，Za＝36。
送料滑块应将棒料推送到A点，设推送距离对应的圆心角为300，则可求得滑块行程约为120mm，若取摆杆长lCF＝400mm，则其摆角为17.25o。
确定推杆运动规律，设计凸轮轮廓曲线（略）。
七、传动系统设计
原动机选为Y100L2-4异步电动机，电动机额定功率P=3KW ，满载转速n=1420rpm，则传动系统的总传动比为i＝n/n1，其中n1为滚子1的转速。对于第一组数据，n1＝2600×150/3600 =108.3，总传动比为i＝13.11，若取带传动的传动比为ib＝3.0,则齿轮减速器的传动比为ig＝13.11/3.0=4.3，故采用单级斜齿圆柱齿轮减速器。
带传动和单级斜齿圆柱齿轮减速器的设计（略）。
⑵ 数控冲床的送料工作台及数控系统应该如何设计
送料工作台和需要加工的板件大小有关，和冲床关系不大。
对于冲床冲头，只要加个开关取冲头上下位置就可以了
⑶ 冲床自动送料机的原理是什么
自动送料机有很多复种，而制冲床自动送料机主要是针对冲床冲压生产自动送料的。
冲床自动送料机原理大致就是，原材料通过进料口调节座控制材料宽度，进入伺服驱动滚轮，由上下滚轮互相作用力下往前输送，送料步距，送料长度，速度有NC伺服系统控制。
⑷ 冲床自动送料装置结构图和工作原理
给你介绍下NCF系列滚轮送料机的工作原理吧
送料机与冲床联机时，需要至少2个信版号：送料权、放松（2个信号来自冲床凸轮）
送料机PLC根据设定的送料长度，在收到送料信号后，输出信号到伺服放大器，伺服放大器控制电机运转，电机运转的度数由编码器反馈回伺服放大器，二者配合完成设定的送料长度传送。
当冲床到达下死点时，送料机PLC接收到放松信号，此时PLC输出1个信号驱动电磁阀动作，此电磁阀控制送料机气缸，气缸活塞动作，使送料机构上滚轮松开。
这就是送料机的主要工作过程，如此循环动作，完成冲压过程。
⑸ 什么叫冲床自动送料装置
很简单，自动送料就是不用人工离合了，它自己全自动的。你就把料放上，它自己就会冲压。不明白。私聊问我
⑹ 跪求自动送料冲床课程设计
1,送料长度的设定
2,板厚设定
3,释放角度设定
4,材料压力的调整
5,送料高度调整
⑺ 冲床自动送料机的原理
冲床的模具不一抄样(下出料，上打袭料），送的料也是不一样的（有平板，还有卷板），送料机的结构也是不一样的，基本工作原理就是冲床启动后模具冲头停止在曲轴工作的上止点，送料装置开始送料，送料到位后，冲头下行冲料，然后冲头在曲轴的带动下回行到原位，送料装置再次送料（分循环滚动送料，还有往复送料），冲头再次下行冲压，来回循环
⑻ 冲床自动送料装置结构图和工作原理是什么
给你介绍下NCF系列复滚轮送料机的工作制原理吧
送料机与冲床联机时，需要至少2个信号：送料、放松（2个信号来自冲床凸轮）
送料机PLC根据设定的送料长度，在收到送料信号后，输出信号到伺服放大器，伺服放大器控制电机运转，电机运转的度数由编码器反馈回伺服放大器，二者配合完成设定的送料长度传送。
当冲床到达下死点时，送料机PLC接收到放松信号，此时PLC输出1个信号驱动电磁阀动作，此电磁阀控制送料机气缸，气缸活塞动作，使送料机构上滚轮松开。
这就是送料机的主要工作过程，如此循环动作，完成冲压过程。
⑼ 数控冲床送料机程序
冲床除应用于机械器件的塑性成型外，还作为许多专用设备的本体和母机用于筛网、垫网、防护罩等的冲剪加工。冲床是属于点位控制机床，在中间行程中不进行加工。由于一般加工产品单一，模具不经常进行更换，所以在传统的冲床控制中一般采用继电器控制，送料一般采用手工送料，此种方式存在效率低、速度慢、精度不能保证、安全存在隐患等方面的一系列问题。我国的乡镇企业和中小型民营企业，由于受资金管理等方面的限制，简易式冲压设备使用较多，其送料绝大多数是靠人工手动送料，缺乏保护装置。随着我国工业的发展和冲压制件类型、工艺的复杂化以及人性化生产要求，手工送料的冲压加工生产由于存在着效率、速度、精度、安全等方面的一系列问题，冲压生产的手工送料已逐步出自动送料机构所取代，从而进一步满足了冲压生产自动化，提高生产速度和精度的要求。
1 数控冲床送料系统的现状
1.1 现有送料系统的类型
数控冲床送料系统属于机电一体化产品，它包括机械部分、控制部分、动力源、检测部分及执行元件。现有的自动送料系统，根据控制系统的结构形式，按照控制器的不同，大致可以分成如下几类：
1)专用的数控系统。国外的有法那克、西门子等数控系统；国产的有武汉华中、广州数控等。专用的数控系统具有控制精度高、编程能力强、系统可靠性高、待开发的功能多等优点，但对于冲床来说由于它是点位控制，控制相对简单，如果选用造价昂贵的专用系统无疑是资源上的一种浪费，况且对于具有特定意义的送料装置其控制不一定具有优势。
2)继电器控制。继电器逻辑控制的显著特点是造价低廉，但它有明显的不足之处，因为在现代化生产设备中，往往需要有大量开关量、数字器、脉冲量以及模拟量的控制装置，例如电机的启停、电磁阀的开闭、产品的计数等。此种控制方案其连线多而复杂、体积大、功耗大，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难，另外继电器触点数目有限．因此灵活性和扩展性都很差；其次在控制速度上，继电控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，自然控制速度就很慢，而且机械触点还会出现抖动现象，工作不稳定。
3)单片机控制。单片机具有结构简单、使用方便、价格便宜等优点，它更擅长于数据计算与数据处理，一般更广泛地被应用于数据采集和中央控制室控制，完全由单片机控制。特别是运动控制台也由单片机直接发送脉冲控制，这种方式下，单片机的负荷特别重，另外工业现场的电磁等于扰信号，会对单片机产生强烈的干扰，所以采用单片机赢接进入现场控制对其进行抗干扰处理也是不得不考虑的问题。
4) PLC控制。这也是目前自动送料系统比较常用的一种控制方法，方案简单，硬件可选范围广，软件编程容易，调试一般也不会出现太大问题。但是这种方案也有一些无法避免的缺点，比如灵活性相对比较差，针对某个具体应用场合，很难选择出一套完全与应用相吻合的系统，往往造成系统资源浪费，而且在某些特殊应用的情况下，有些技术细节难以实现。
1.2执行元件
现有的自动送料系统中比较普遍选用步进电机作为驱动执行组件。步进电机与驱动电路组成的开环数控系统，既简单、廉价．又非常可靠。但是步进电机不能直接使用交流电源和直流电源，自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差，而且存在振荡和失步现象，控制精度不高，如果控制不当容易产生共振，难以运转到较高的转速。
2 改进后方案
随着我国冲压行业的发展，冲压设备性能与世界的接轨，冲压生产自动化程度的进一步提高，对冲压生产的送料技术也提出了越来越高的要求，以满足与冲压设备的配套。
2.1嵌入式数控冲床送抖系统
根据目前自动送料系统存在的一些不足，提出了一种基于ARM的嵌入式数控冲床送料系统。从大体上看，嵌入式计算机系统主要有以下优点：
1)专用性。嵌入式系统通常是面向特定应用，因此嵌入式CPU大多供特定用户群设计的系统中，通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点。
2)实时响应。按照嵌入式系统的定义，它用于某种技术过程的核心处理环节，满足技术过程的时限要求，自然具有实时处理的特性。
3)健壮可靠。嵌入式产品的使用人员多为非计算机专业人士，使用环境条件较为恶劣，其健壮性及可靠性是该类产品的必备条件。
2.2伺服电机的选择
系统采用直线电机来驱动X、y轴进给。在机床进给系统中，采用直线电动机宜接驱动与原旋转电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）之间的一切机械中间动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零（这种传动方式被称为“零传动”）。这种“零传动”方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能指标和优点
1)高速响应。由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械传动件（如丝杠等）．使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。
2)高精度。直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的传动间隙和误差，减少了插补运动因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。
3)高传动刚度。由于“直接驱动”避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时也提高了其传动刚度。
4)速度快、加减速过程短。直线电动机用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削豹最大进给速度（要求达60—100 m/min或更高）是没有同题的。也由于上述“零传动”的高速响应性，使其加、减速过程大大缩短，可以实现起动时瞬间达到高速，而且高速运行时又能瞬间停止。可获得较高的加速度，一般可达2一1Og。而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1一0. 5g。
5)行程长度不受限制。在导轨上通过串联直线电器机，就可以无限延长其行程长度。
6)运动安静、噪声低。由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触）．其运动时噪声将大大降低。
7)效率高。由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗，传动效率大大提高。
2.3系纯硬件设计
改进后的系统硬件结构框图如图l所示。上位机为PC机，通过串口与下位机ARM通信，下位机控制触摸屏和直线电机。
控制部分采用低成本、高性能、低功耗的微处理器S3C2410为核心控制器。它是一款32位RISC架构的低成本、高性能、低功耗徽处理器，主频为200MHz，内含1个LCD控制器（支持STN和’rFT带有触摸屏的液晶显示器）、SDRAM控制器、3个通道的ART、4个通道的DMA、4个具有PWM功能的计时器和1个内部时钟、8通道的10位ADC、触摸屏接口等。S3C24J O商集成度简化了应用系统硬件设计，提高了应用系统可靠性和稳定性。操作部分以触摸屏为操作单元，人机交互直观方便、界面友好、操作简单，实现送料自动、手动、启动、停止等操作以及一些系统参数的设置。运动部分X、y轴均选用Kollmorgen公司DDL系列无铁芯式的直线伺服电机，电机的定子采用U型结构，转子采用无铁芯式设计。直线电机结构简单，工作安全可靠，同时省去了中间机械环节，定位精度比较高，位置检测元件选用光栅尺，检测精度较高。整个系统采用闭环控制，大大提高了系统精度。
2.4系统软件设计
系统软件主要包括上位机软件和下位机软件两部分，如图2所示。上位机软件主要负责NC代码生成、翻译以及与下位机和其它PC机通信；下位机软件主要包括5大模块：基本控制模块、数据通信模块、运动控制模块、人机交互模块及事务处理模块”1。
整个软件系统中，下位机软件为整个系统核心。我们选择选用源码公开、可移植性好、简单易学的Linux实时操作系统作为软件运行环境，由它来完成对5大任务模块的管理调度，结合系统的硬件设备实现送料系统的各项功能。基本控制模块管理系统的一些基本操作，包括设备驱动程序的管理、系统硬件初始化设置的管理等；数据通信模块负责数据的接收以及适当的数据处理；运动控制模块包括插补运算、电机的加减速控制与位置控制，是系统控制的核心；人机交互模块包括液晶显示和触摸屏输人等，本文界面设计使用基于Qt的嵌入式图形库开发工具Qt/Embedded．它是用户应用程序和内核之间的一个图形库框架；为了保证系统的完整性，设置事务处理模块来管理报警以及一些异常事务。
5大模块之间的通信与调度均在操作系统的管理下完成。系统中规定每个模块为一个具体的任务，即通常所说的线程方式或进程方式。嵌入式操作系统的作用就是决定在特定的某一时刻系统应该运行哪一个进程。一般系统中的进程有3种状态：运行状态(Running)、就绪状态(Ready)及等待状态(Waitting)，这些状态之间的切换是通过操作系统提供的消息机制诸如邮箱、信号量、消息队列等来完成，模块之间并无其它耦合。如果系统功能需增减，只要在相应的任务中进行模块的添加与删除，便可实现系统多功能和多样化，从而使系统具有开放性和可扩充性。
3结束语 http://www.jinshengdajixie.com
本文从控制器和伺服驱动两个方谶分析了现有数控冲床送料系统的现状，并根据这些送料系统的不足，提出了一种额的幕于ARM的嵌入式系统方案，采用直线电机作为X、y轴控制电机，节约了人力资源，节约了原材料，可靠性得到改善，控制精度和现代化程度得到大大提高。