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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（文獻(xiàn)翻譯） 第10 頁(yè) 單位代碼 0 2 學(xué) 號(hào) 080105655 分 類(lèi) 號(hào) TH6 密 級(jí) 秘密 畢業(yè)設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)翻譯 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專(zhuān)業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 金賀 指導(dǎo)教師 薛東彬 2012年 3 月 10 日  針對(duì)不同的數(shù)控機(jī)床一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)床檢查計(jì)劃 Dong-ttoon Kim 情報(bào)和精密機(jī)械部門(mén)，韓國(guó)機(jī)械和材料研究所,大田305 - 343,韓國(guó) Sun-Ho Kim 機(jī)電工程專(zhuān)業(yè)本科工程,東義大學(xué)，Busan 614 - 714釜山、韓國(guó) Kwang-SIK KOH 電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，慶北國(guó)立大學(xué)，大邱廣域市702-701，韓國(guó) 摘要 本文提出了一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)床檢查與數(shù)字控制機(jī)床(CNC)技術(shù)。根據(jù)其體系結(jié)構(gòu)的不同，數(shù)控機(jī)床分為兩種類(lèi)型：一種是封閉式控制結(jié)構(gòu)（CAC），它是傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床；一種是開(kāi)放式控制結(jié)構(gòu)（OAC），這是最近推出的PC-based控制器。由于CAC有一個(gè)封閉的架構(gòu)，所以它依賴于數(shù)控機(jī)床供應(yīng)商制定的規(guī)格。而因?yàn)檫@一點(diǎn)，它的應(yīng)用程序很難在數(shù)控領(lǐng)域?yàn)橛脩羲鶎?shí)現(xiàn)。近日，傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床已被基于PC的開(kāi)放式數(shù)控機(jī)床所取代。然而，現(xiàn)在還有很多傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在OAC配備不足的車(chē)間工作。對(duì)于CAC和OAC數(shù)控機(jī)床基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查，一個(gè)合適的系統(tǒng)環(huán)境是必要的。通過(guò)這項(xiàng)研究，對(duì)包括CAC和OAC在內(nèi)的各種CNC在專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行全球化管理，對(duì)各種CNC基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查設(shè)計(jì)一個(gè)合適的環(huán)境，并對(duì)CAC和OAC檢查方法作比較。這項(xiàng)研究成果可作為一個(gè)數(shù)控機(jī)床集成制造系統(tǒng)的全球監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制的基本模型。在本研究中定義的檢查點(diǎn)分為兩類(lèi)：結(jié)構(gòu)性點(diǎn)和操作點(diǎn)。前者包括軸承的振動(dòng)，主軸單元的溫度，和其他期刊管理點(diǎn)，而后者則包括油檢查，夾具鎖/開(kāi)鎖，加工開(kāi)/關(guān)狀態(tài)。 關(guān)鍵詞：基于Internet的檢查方法，變式數(shù)控，CAC，0AC 1導(dǎo)言 電腦和互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用，導(dǎo)致一個(gè)基于Internet的數(shù)控機(jī)床的控制和監(jiān)測(cè)的全球化管理在專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)系統(tǒng)的需求不斷增加。在過(guò)去，利用可編程邏輯控制器（PLC）的接觸點(diǎn)，監(jiān)測(cè)做為數(shù)控機(jī)床和制造系統(tǒng)外圍設(shè)備的I / O信號(hào)。 但是，這個(gè)程序已經(jīng)被限制到CNC內(nèi)部信息的監(jiān)測(cè)。它很難執(zhí)行用戶在數(shù)控領(lǐng)域定義的程序，這個(gè)程序包括檢查有關(guān)CNC的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，外圍設(shè)備和其他外部單位（Rober and Shin, 1995；Lee et.al.,2004）。而所需的用戶自定義程序是數(shù)控機(jī)床監(jiān)測(cè)與遠(yuǎn)程站點(diǎn)的通信應(yīng)用程序模塊。近日，基于PC的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床取代了傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，從而提供了一個(gè)方便的環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶定義的用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制的數(shù)控程序（Rober and Shin, 1995；Kwon et.al.,2000；Hong et.al.,2003）。然而，很多傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床在OAC配備不足的車(chē)間工作。為了做到對(duì)這種變式數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)程檢查，應(yīng)對(duì)每個(gè)CAC和OAC構(gòu)建合適的環(huán)境。 現(xiàn)在，我們簡(jiǎn)要的概述下相關(guān)的研究。關(guān)于機(jī)床的開(kāi)放式數(shù)控制造系統(tǒng)管理的研究，已經(jīng)快速的實(shí)現(xiàn)了在柔性制造系統(tǒng)和自動(dòng)配置（Wright，1995）和動(dòng)態(tài)重新配置（Oldknow and Yellowley，2001）的研究。一個(gè)開(kāi)關(guān)函數(shù)發(fā)生器的研究解決了在開(kāi)放式結(jié)構(gòu)機(jī)床的維修機(jī)制（Kim et al.，2002）。 機(jī)床的遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測(cè)客戶端 - 服務(wù)器環(huán)境也一直被研究（Oldknow and Yellowley，2003）。這種關(guān)于遠(yuǎn)程服務(wù)的代表性例子是由CNC供應(yīng)商開(kāi)發(fā)的工廠窗口和遠(yuǎn)程系統(tǒng)（Kim et al.，2000;Kang and Kang，1999）。然而，這些系統(tǒng)的特點(diǎn)是當(dāng)?shù)氐挠颦h(huán)境提高基本的技術(shù)支持。此外，這些研究還包括基于互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)床管理，CNC故障診斷的實(shí)現(xiàn)和基本的遠(yuǎn)程服務(wù)（Kim et al.，2003）。在柔性制造系統(tǒng)中基于Web的監(jiān)控也進(jìn)行了研究（Jung et al.，2001）。此外，還研究了維護(hù)數(shù)控機(jī)床的公共交換電信電話網(wǎng)（PSTN）和數(shù)字I / O模塊（Hyun et al.，1998）。 然而，這些研究都集中在CAC機(jī)除外的OAC機(jī)上，而研究的大多數(shù)的服務(wù)功能是通過(guò)電話線或外部網(wǎng)絡(luò)（如Internet）傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。盡管是基于互聯(lián)的應(yīng)用程序，仍要安裝一個(gè)開(kāi)發(fā)商依賴的特殊的客戶端，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下是基于客戶-服務(wù)器的配置。在某些特殊情況下，一個(gè)額外的內(nèi)核是必需的。此外，優(yōu)越的數(shù)控廠商，如西門(mén)子的第三方支持通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。然而，在這情況下，非常困難的是服務(wù)的功能往往不適合車(chē)間修改功能。在國(guó)內(nèi)，甚至有部分?jǐn)?shù)控廠商無(wú)法服務(wù)一般商用的基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查服務(wù)，如通過(guò)lnternet的監(jiān)測(cè)。出現(xiàn)這種情況是因?yàn)榇蟛糠值倪\(yùn)營(yíng)商和數(shù)控廠商都集中在國(guó)內(nèi)數(shù)控市場(chǎng)的穩(wěn)定性和原創(chuàng)能力上面。也就是說(shuō)，大部分的數(shù)控廠商都害怕數(shù)控機(jī)床因過(guò)載而崩潰或因故障造成額外軟件安裝或升級(jí)，所以他們支持遠(yuǎn)程服務(wù)功能。總之，雖然對(duì)OAC有一些研究，但是少有滿意的設(shè)計(jì)，而對(duì)CAC的研究更是非常缺乏。尤其是，基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查與CAC和OAC的變種數(shù)控機(jī)床沒(méi)有得到充分的研究報(bào)告，由于不便開(kāi)發(fā)環(huán)境和較差的軟件可移植性。 本文調(diào)查申請(qǐng)的方法是基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查技術(shù)，對(duì)OAC和CAC兩個(gè)變式數(shù)控機(jī)床進(jìn)行比較。通過(guò)這項(xiàng)研究建議通過(guò)基于Internet檢查變式數(shù)控機(jī)床的有效計(jì)劃。首先，遠(yuǎn)程檢查和控制與CAC的機(jī)床和零部件相關(guān)的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)使用I / O的嵌入式模塊介紹網(wǎng)頁(yè)；其次，本文認(rèn)為模擬和數(shù)字遠(yuǎn)程檢查OAC的機(jī)器通過(guò)實(shí)施相關(guān)的信號(hào)用戶定義的應(yīng)用程序能夠接口與外部服務(wù)器的數(shù)控域，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集單元（DAU），能夠獲得與連接的數(shù)據(jù)機(jī)及周邊設(shè)備的聯(lián)系點(diǎn)。 CAC有一個(gè)封閉的架構(gòu)，它是依賴數(shù)控協(xié)力廠商規(guī)范。由于這一點(diǎn)，就已經(jīng)很困難，為用戶實(shí)施在數(shù)控應(yīng)用程序。因此，一個(gè)特殊的，額外的模塊需要基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序（塞納科技，2002年）。對(duì)于這一點(diǎn)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的I / O嵌入式模塊適用于本研究基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查。模塊直接連接到TCP/ IP網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程通信網(wǎng)站。為了獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)控機(jī)床，模塊的I / O信號(hào)在數(shù)控被分配到PLC的I / O信號(hào)。另一方面，OAC有一個(gè)基于PC的開(kāi)放式架構(gòu)，運(yùn)作獨(dú)立于數(shù)控供應(yīng)商的規(guī)范并沒(méi)有額外的模塊是必要的，用于連接遠(yuǎn)程站點(diǎn)。正因?yàn)槿绱?，一個(gè)簡(jiǎn)單的DAU，這是不直接連接到OAC的主要電路板，而不是直接影響到數(shù)控穩(wěn)定，用于信號(hào)傳感和數(shù)據(jù)通過(guò)RS232/422行收購(gòu)無(wú)需額外通信設(shè)備模塊。基于Internet的遠(yuǎn)程機(jī)器檢查與OAC，用戶定義的守護(hù)進(jìn)程的工具通信和應(yīng)用程序Web服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)OAC和內(nèi)部功能內(nèi)外部服務(wù)器。互聯(lián)網(wǎng)通信之間進(jìn)行數(shù)控領(lǐng)域的守護(hù)程序外部服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)腳本程序。 2基于Internet檢查OAC的方法 在OAC的情況，不需要網(wǎng)絡(luò)支持附加設(shè)備模塊，OAC有一個(gè)方便的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。檢查和獲得機(jī)床I / O信號(hào)的數(shù)據(jù)，只需要信號(hào)處理板或外部的DAU數(shù)據(jù)采集。由于大多數(shù)OAC是基于單板計(jì)算機(jī)上的DAU一個(gè)緊湊的結(jié)構(gòu)，比板型（Advantech，2002）更有效可以簡(jiǎn)單地連接I / O信號(hào)。試圖通過(guò)監(jiān)測(cè)加工狀態(tài)，應(yīng)用程序通過(guò)DAU零部件溫度和振動(dòng)的檢查方法，可以通知檢查時(shí)間和零部件的更換時(shí)間。通過(guò)這個(gè)應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床及周邊設(shè)備的模擬和數(shù)字接觸點(diǎn)監(jiān)測(cè)使用的DAU。在實(shí)驗(yàn)中，使用外部的I / O的DAU模塊，以減少硬件設(shè)備的大小，并盡量減少負(fù)荷?；贗nternet的檢查OAC機(jī)床配置使用的DAU如圖1RS485通訊內(nèi)部通過(guò)RS232/485轉(zhuǎn)換規(guī)范。0V至1.5V的范圍內(nèi)分配一個(gè)采樣周期為每秒10次，以獲取模擬傳輸值。為獲取軸承的振動(dòng)和主軸溫度的實(shí)驗(yàn)，傳輸?shù)哪M值在OAC和DAU之間的通信協(xié)議實(shí)時(shí)監(jiān)控，如圖2所示Subsequently，也進(jìn)行檢查開(kāi)/關(guān)狀態(tài)的石油和鉗的基本實(shí)驗(yàn)，如圖3所示功能的應(yīng)用程序代碼，實(shí)現(xiàn)在OAC數(shù)控域的內(nèi)部功能。 基于Internet的檢查應(yīng)用，通訊發(fā)達(dá)的守護(hù)程序在數(shù)控領(lǐng)域?qū)嵤?，在外部服?wù)器由Web服務(wù)的Web scr.ipt方案實(shí)施，使用vbscrip，JavaScript和活動(dòng)服務(wù)器頁(yè)面（ASP），如圖4守護(hù)程序之間的網(wǎng)絡(luò)通信可以在數(shù)控域和外部Web腳本程序。因此，多個(gè)客戶端可以監(jiān)控檢查的數(shù)據(jù)和機(jī)器的狀態(tài)，通過(guò)收購(gòu)數(shù)字和模擬數(shù)據(jù)傳輸從外部數(shù)據(jù)庫(kù)的OAC。數(shù)控通信服務(wù)程序采用標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)連接（ODBC）和數(shù)據(jù)處理，利用結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（SQL）查詢。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，檢查數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)的表中的信息構(gòu)建在數(shù)據(jù)庫(kù)表中。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的遠(yuǎn)程檢查，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序，如圖5所示結(jié)果表明，這種檢查方法是有利的，在其方便的開(kāi)發(fā)環(huán)境在軟件方面，可以很容易地實(shí)現(xiàn)用戶定義的應(yīng)用程序。 圖1基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查OAC的機(jī)器配置使用的DAU 圖2通信協(xié)議之間的OAC的DAU模 圖3模擬輸入（0-1.5V的范圍）的收購(gòu)和數(shù)字輸入（8位直接投資） 圖4 OAC和應(yīng)用程序之間的接口網(wǎng)站SEVER 圖5 檢查OAC的機(jī)器所使用的DAU和應(yīng)用程序  3基于Internet的檢查計(jì)劃和變式數(shù)控機(jī)床的例子 基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查的計(jì)劃變型數(shù)控機(jī)床的建議圖6CAC機(jī)區(qū)旨在檢查通過(guò)下載腳本代碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和嵌入式設(shè)備服務(wù)器的I / O接口機(jī)制。在OAC機(jī)區(qū)檢查所使用的DAU和應(yīng)用程序，如數(shù)據(jù)采集模塊，通信守護(hù)進(jìn)程模塊，和一個(gè)web腳本模塊的模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的變種數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程檢查，通過(guò)擬議的計(jì)劃表見(jiàn)圖7 在CAC的機(jī)床的情況下，一個(gè)Java applet被編碼和下載，以檢查機(jī)床的I / O數(shù)據(jù)和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器向客戶提供檢查結(jié)果。在I / O地址的Java applet代碼和真正的I / O點(diǎn)的機(jī)床之間分配，監(jiān)視和控制遠(yuǎn)程站點(diǎn)。展示的內(nèi)容是對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果 I / O的接觸點(diǎn)與當(dāng)前加工/關(guān)狀態(tài)。 CAC的機(jī)床運(yùn)作周期的啟動(dòng)按鈕正在網(wǎng)頁(yè)瀏覽器上。 在OAC機(jī)床的情況下，收購(gòu)的DAU監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到在遠(yuǎn)程站點(diǎn)，外部服務(wù)器和通信守護(hù)進(jìn)程服務(wù)。它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器激活油傳感器，主軸溫度是0.0007（這是從0至1.5 V范圍內(nèi)的模擬值）。 結(jié)果表明，在前一種情況下，CAC是有利的，它可以很容易地利用網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式設(shè)備，在硬件實(shí)現(xiàn)基于lnternet的檢查系統(tǒng)。然而，用戶定義的應(yīng)用程序和下載數(shù)據(jù)的最大尺寸被限制在512字節(jié)；后者的情況下，在其方便的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以方便地實(shí)現(xiàn)在數(shù)控領(lǐng)域的許多不同的應(yīng)用程序，無(wú)需額外設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。然而，用戶定義的應(yīng)用程序編程工作需要比在前者的情況下實(shí)施通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。 圖6基于互聯(lián)網(wǎng)的檢查環(huán)境變異數(shù)控機(jī)床 圖7 例如基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程檢查變種數(shù)控機(jī)床  4結(jié)論 本文提出了一種新的研究基于Internet檢查傳統(tǒng)的CAC和最近推廣的OAC兩種變式數(shù)控機(jī)床。為了實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)高效的檢查CAC機(jī)，，使用信號(hào)檢測(cè)方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)I / O嵌入式設(shè)備模塊，可以支持互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境，因?yàn)樵贑AC的環(huán)境執(zhí)行用戶定義的應(yīng)用程序，是依賴于數(shù)控廠商規(guī)范了的數(shù)控領(lǐng)域。 為了實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)檢查OAC機(jī)床，數(shù)字和模擬信號(hào)的檢查方法，它不需要額外的網(wǎng)絡(luò)I / O的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嵌入式設(shè)備，有人建議，因?yàn)閿?shù)控域執(zhí)行用戶定義的應(yīng)用程序很容易因方便OAC的環(huán)境。這種方法只需利用的DAU取得的I / O硬件方面的數(shù)據(jù)和采集到的數(shù)據(jù)傳送到外部服務(wù)器通過(guò)在遠(yuǎn)程站點(diǎn)上的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器的遠(yuǎn)程檢查。 隨后，對(duì)CAC和OAC機(jī)的檢查方法進(jìn)行了比較。通過(guò)這項(xiàng)研究，為數(shù)控機(jī)床與數(shù)控變種的CAC和OAC在制造系統(tǒng)，基于互聯(lián)網(wǎng)的變型數(shù)控機(jī)床的檢查，被設(shè)計(jì)為一體的綜合經(jīng)營(yíng)的一個(gè)合適的環(huán)境，如建筑的全球管理。這項(xiàng)研究的結(jié)果可能是一個(gè)全球監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制在變種數(shù)控機(jī)床集成制造系統(tǒng)的基本模型。 在今后的工作中應(yīng)解決以下問(wèn)題：首先，研究人員應(yīng)該調(diào)查優(yōu)越的遠(yuǎn)程檢查環(huán)境的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，可以在嵌入式設(shè)備利用足夠的上下載的代碼；其次，還需要進(jìn)一步研究，可以更簡(jiǎn)單地對(duì)集成和經(jīng)營(yíng)變式數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化和優(yōu)化應(yīng)用程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 感謝 感謝工業(yè)改造技術(shù)項(xiàng)目（商務(wù)部，工業(yè)和能源）提供的財(cái)政支持。 畢業(yè)論文任務(wù)書(shū) 課題： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 李 浩 班 級(jí) B材機(jī)002 學(xué) 號(hào) B0012218 指 導(dǎo) 教 師 沙 愛(ài) 民 教 研 室 主 任 徐 文 寬 系 主 任 葛 友 華 發(fā) 放 日 期 2004.1 一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容 本數(shù)控車(chē)床為經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求用伺服電機(jī)通過(guò)柔性聯(lián)結(jié) 帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)精度須達(dá)原始數(shù)據(jù)，絲杠要有安全防護(hù)罩。 二、設(shè)計(jì)（論文）依據(jù) 1、床身上最大回轉(zhuǎn)直徑φ400 mm； 2、快移速度 X軸4/min； 3、定位精度 X軸 0.035mm； 4、重復(fù)定位精度 X軸 0.0075mm，刀架0.010mm。 三、技術(shù)要求 1、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)和絲杠聯(lián)結(jié)采用柔性結(jié)構(gòu)； 2、須對(duì)電機(jī)大小選擇進(jìn)行驗(yàn)證； 3、對(duì)滾珠絲杠直徑及支承形式選擇，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核； 四.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求 (具體內(nèi)容參照機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)<論文>大綱及實(shí)施細(xì)則的有關(guān)要求填寫(xiě)) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的字?jǐn)?shù)絲不少于一萬(wàn)字，內(nèi)容包括總體方案，有關(guān)設(shè)計(jì)依據(jù)及數(shù)據(jù)選 擇計(jì)算及必要的校核計(jì)算等。 完成的圖紙有： 1、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床總體圖 A3 1張 2、橫向進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖 A0 1張 3、床鞍零件圖 A0 1張 4、橫滑板零件圖 A1 1張 5、 電機(jī)支架零件圖 A1 1張 6、橫向滾珠絲杠副零件圖 A3 1張 7、其他零件圖 A3～A4 3～5張 繪圖總量大于3A0，全部計(jì)算機(jī)繪圖。 3、其它要求 五. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 04.2.16-04.2.28 在實(shí)習(xí)單位和現(xiàn)場(chǎng)搜集設(shè)計(jì)課題的第一手資料 要有現(xiàn)場(chǎng)記錄和草圖 04.3.01-04.3.02 整理畢業(yè)實(shí)習(xí)資料，交實(shí)習(xí)報(bào)告一份 04.3.03-04.3.25 完成設(shè)計(jì)方案的論證及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的算書(shū)草稿和草圖 交指導(dǎo)教師初審 04.3.26-04.4.26 在計(jì)算機(jī)中繪制所有工程圖樣 總裝圖、部裝圖須附草圖 04.4.27-04.4.30 自查和交指導(dǎo)教師審查 04.5.03-04.5.10 修改圖樣 04.5.11-04.5.20 整理計(jì)算書(shū)，并全部用計(jì)算機(jī)打印 04.5.21-04.5.25 審查計(jì)算書(shū)內(nèi)容及格式 交指導(dǎo)老師審查 04.5.26-04.5.31 修改計(jì)算書(shū)，并交全套畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 04.6.01-04.6.07 準(zhǔn)備答辯、參加答辯 六. 主要參考文獻(xiàn)： 1 張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 2 范云漲,陳兆年. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7。 3 陳宏鈞,馬素敏. 金屬速查速算手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1994.7 4 李 洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè). 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1999.1 5 王啟義,蔡群禮,胡寶珍. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì). 東北工學(xué)院出版社 1989.10 6 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)--單行本潤(rùn)滑與密封. 北京化工出版社 2004 1 7 黃祖德. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京理工大學(xué)出版社 1992.6 8 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)禁忌500例. 北京機(jī)械出版社 1996 9 黃鶴訂. 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局--中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品目錄第10冊(cè). 北京機(jī)械出版社 2000 10 滾珠絲杠. 上海川浦機(jī)械實(shí)業(yè)公司樣本 11 同步帶輪.慈溪恒力同步帶輪有限公司。 12 電機(jī)手冊(cè) 南京蘇強(qiáng)數(shù)控機(jī)電有限公司 七、其他 5 畢業(yè)論文任務(wù)書(shū) 課題： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床橫向進(jìn)給設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名 李 浩 班 級(jí) B材機(jī)002 學(xué) 號(hào) B0012218 指 導(dǎo) 教 師 沙 愛(ài) 民 教 研 室 主 任 徐 文 寬 系 主 任 葛 友 華 發(fā) 放 日 期 2004.1 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 經(jīng)濟(jì)型中擋精度數(shù)控機(jī)床橫向進(jìn)給設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 李 浩 班 級(jí) B材機(jī)002 學(xué) 號(hào) B0012218 指導(dǎo)教師 沙 愛(ài) 民 完成日期 二00四年五月二十日 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 課題： 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)生姓名 李 浩 班 級(jí) 材機(jī)002 學(xué) 號(hào) B0012218 指導(dǎo)教師 沙 愛(ài) 民 完成日期 2004-4-25 課題名稱：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課題類(lèi)型： √工程設(shè)計(jì)型 □ 工程技術(shù)研究型 □ 軟件開(kāi)發(fā) □理論研究 （請(qǐng)?jiān)趯?duì)應(yīng)類(lèi)型前面打√） 一、課題簡(jiǎn)介（課題含義、課題來(lái)源、需要解決的問(wèn)題、已知條件）： 本課題是中檔數(shù)控車(chē)床進(jìn)行縱向進(jìn)給系統(tǒng)以及潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)?？v向進(jìn)給要求用伺服電機(jī)通過(guò)柔性聯(lián)接帶動(dòng)滾珠絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)精度須達(dá)原始數(shù)據(jù)，絲杠要有安全防護(hù)罩。 課題來(lái)源于市場(chǎng)的需要，隨著社會(huì)發(fā)展，生產(chǎn)力的提高，原始的車(chē)床已無(wú)法滿足市場(chǎng)的需要。故產(chǎn)生了本課題。 課題要求：橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)電機(jī)與絲杠采用柔性結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)選伺服電機(jī)對(duì)電機(jī)的大小選擇進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)滾珠絲杠直徑及支承形式選擇，進(jìn)行強(qiáng)度校核 已知條件： 1. 床身上最大回轉(zhuǎn)直徑400mm 2. 快移速度 X軸4/min； 3. 定位精度 X軸 0.035mm； 4. 重復(fù)定位精度 X軸 0.0075mm，刀架0.010mm。 二、本課題國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況： 數(shù)控技術(shù)從二十世紀(jì)五十年代開(kāi)始發(fā)展至今，數(shù)控裝置從最初的電子管元件、晶體管元件、集成電路到目前使用比較普遍的小型計(jì)算機(jī)和微處理器共經(jīng)歷了五代的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)有多種類(lèi)型。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)主要包括數(shù)控裝置、坐標(biāo)軸驅(qū)動(dòng)(或伺服)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、刀架及輔助功能的強(qiáng)電控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、接口等。 　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)數(shù)控裝置、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半閉環(huán)數(shù)控裝置和點(diǎn)位式經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置三種。對(duì)于數(shù)控車(chē)床改造一般選用步電機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)環(huán)數(shù)控裝置。選擇時(shí)主要考慮以下性能：CPU類(lèi)型、用戶容量、控制軸或聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、設(shè)定單位、插補(bǔ)類(lèi)型、編程尺寸及編程標(biāo)準(zhǔn)，G、M、S、T、F功能、刀補(bǔ)功能、間隙補(bǔ)償功能及循環(huán)功能、顯示方式及顯示信息的形式。絕對(duì)編程、增量編程、程序輸入方式以及報(bào)警、診斷等。根據(jù)需要選擇相應(yīng)的性能。 　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的性能參數(shù)：步進(jìn)電機(jī)性能參數(shù)及安裝尺寸，控制箱與電機(jī)的接線型式。系統(tǒng)的快速度給速度、空載起動(dòng)頻率，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)升頻降頻時(shí)間，起動(dòng)矩頻特性、起動(dòng)慣頻特性、運(yùn)行矩頻特性。驅(qū)動(dòng)電路的型式：高低壓驅(qū)動(dòng)電路、斬波驅(qū)動(dòng)電路、調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)電路、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)型功率放大電路等。不同的電路型式、其工作性能不同，根據(jù)加工需要合理選擇。 　　刀架控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要考慮刀架型式，如四位或八位電動(dòng)刀架，或轉(zhuǎn)塔六位刀架。定位精度及重復(fù)定位精度，換刀時(shí)間、刀具選擇時(shí)刀架的轉(zhuǎn)向、夾緊力。刀桿尺寸及裝夾刀具結(jié)構(gòu)型式等性能參數(shù)。 　　強(qiáng)電接口及弱電接口、主要根據(jù)工作需要選擇。如工件自動(dòng)夾緊。加工螺紋時(shí)，主軸的脈沖編碼器與數(shù)控裝置的接線。程序輸入接口等。 　　國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型有：BCK2—001，BKC2—005，GWK—1A／Ⅱ/Ⅲ,JWK—20T，BKC2—8A，GSK—928，2385—1T等系列產(chǎn)品。廣泛應(yīng)在數(shù)控改裝及老產(chǎn)品改型車(chē)床中。在選擇時(shí)，除性能參數(shù)外，還要考慮其外型，安裝形式等因素。結(jié)合設(shè)計(jì)計(jì)算選擇合適的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。 ，如北京機(jī)床研究所開(kāi)發(fā)研制的JCS-FMC=1，JCS=FMC-2柔性加工單元，XH715型立式加工中心，民明機(jī)床古物 THK4680型全閉環(huán)精密加工中心，沈陽(yáng)中捷友誼廠的TK66100臥式銑削加工中心，青海第一機(jī)床廠的XH754臥式加工中心等。這一切都說(shuō)明，我國(guó)的機(jī)床數(shù)控技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)一定會(huì)趕上甚至超過(guò)世界先進(jìn)水平。 三、完成本課題的總體設(shè)計(jì)思路（本課題的技術(shù)路線簡(jiǎn)介、總體方案論證、對(duì)本課題完成情況的預(yù)計(jì)） 設(shè)計(jì)思路： 1、 進(jìn)行方案論證： a、橫向進(jìn)給選用滾珠絲杠副結(jié)構(gòu) b、進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電機(jī) 2、根據(jù)滾珠絲杠副所受的力計(jì)算確定絲杠副的型號(hào) 3、 伺服電機(jī)的型號(hào)進(jìn)行選擇 4、 繪制草圖并交老師檢查 5、 繪制零件圖草圖 6、 計(jì)算機(jī)繪圖 對(duì)本課題完成情況的預(yù)計(jì)： 在四月份完成草圖設(shè)計(jì)繪圖，并在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行畫(huà)圖，在五月份完成所有繪圖并整理編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 四、課題進(jìn)度安排 起訖日期 工作內(nèi)容 備 注 04.2.16-04.2.28 在實(shí)習(xí)單位和現(xiàn)場(chǎng)搜集設(shè)計(jì)課題的第一手資料 要有現(xiàn)場(chǎng)記錄和草圖 04.3.01-04.3.02 整理畢業(yè)實(shí)習(xí)資料，交實(shí)習(xí)報(bào)告一份 04.3.03-04.3.25 完成設(shè)計(jì)方案的論證及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì) 交指導(dǎo)教師初審 算書(shū)草稿和草圖 04.3.26-04.4.26 在計(jì)算機(jī)中繪制所有工程圖樣 部裝圖須附草圖 04.4.27-04.4.30 自查和交指導(dǎo)教師審查 04.5.03-04.5.10 修改圖樣 04.5.11-04.5.20 整理計(jì)算書(shū)，并全部用計(jì)算機(jī)打印 04.5.21-04.5.25 審查計(jì)算書(shū)內(nèi)容及格式 04.526-04.5.31 修改計(jì)算書(shū)，并交全套畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 04.6.01-04.6.11 準(zhǔn)備答辯、參加答辯 指導(dǎo)導(dǎo)師意見(jiàn): 指導(dǎo)教師（簽名） 2004年 月 日 教研室意見(jiàn)： 教研室主任（簽字） 2004年 月 日 系部意見(jiàn)： 部門(mén)（公章） 系主任（簽名） 2004年 月 日 參考文獻(xiàn) 1 張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 2 范云漲,陳兆年. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 3 陳宏鈞,馬素敏. 金屬速查速算手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1994.7 4 李 洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè). 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1999.1 5 王啟義,蔡群禮,胡寶珍. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì). 東北工學(xué)院出版社 1989.10 6 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)--單行本潤(rùn)滑與密封. 北京化工出版社 2004 1 7 黃祖德. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京理工大學(xué)出版社 1992.6 8 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)禁忌500例. 北京機(jī)械出版社 1996 9 黃鶴訂. 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局--中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品目錄第10冊(cè). 北京機(jī)械出版社 2000.7 10 滾珠絲杠. 上海川浦機(jī)械實(shí)業(yè)公司樣本 11 同步帶輪. 慈溪恒力同步帶輪有限公司 12 電機(jī)手冊(cè) 南京蘇強(qiáng)數(shù)控機(jī)電有限公司 6 摘要 此設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)型中檔精度數(shù)控車(chē)床橫向進(jìn)給系統(tǒng) 。面對(duì)我國(guó)目前機(jī)床數(shù)量少、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小的特點(diǎn)，突出的任務(wù)是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)落后的面貌。而數(shù)控車(chē)床（及其系統(tǒng)）已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)器制造業(yè)中不可缺少的組成部分。所以，實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的有效的、基本的途徑就是普及應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。 進(jìn)給系統(tǒng)是由伺服電機(jī)經(jīng)滾珠絲杠拖動(dòng)工作臺(tái)來(lái)完成的所以設(shè)計(jì)涉及伺服電機(jī)的選擇，滾珠絲杠設(shè)計(jì)等。目前絕大部分的機(jī)床的橫向進(jìn)給均是采用滾珠絲杠來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)的，傳動(dòng)的精確性主要取決于絲杠支承形式，絲杠與伺服電機(jī)的聯(lián)接方式。在設(shè)計(jì)中充分考慮到這兩個(gè)問(wèn)題，并且，設(shè)計(jì)精度須達(dá)原始數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：滾珠絲杠 伺服電機(jī) 橫向進(jìn)給 Abstract This design is the feeding operation of numerical control lathe with economic type of intermediate precision In view to the quantity of machine tools in our country is not enough and the scale of industrial production is little at present, the outstanding task is to change our mechanical industrial appearance with less fund in short order. And the numerical control lathe and its system have become an important part in modern manufacturing industry. So, to realize this task, the effective and the basic channel is to use this economic type of numerical control lathe widely. Feeding system goes normally with the ball screw which is droved by servo-motor dragging the workbench up and down. So, this design includes the option of servo motor, the design of ball screw and so on.Now, the landscape orientation feeding of most machine tools is offered by ball screw. The accuracy of the transmission depends on mainly the form of the screw supports and the way of how screw and servo-motor to be joined. Besides the precision of the design needs Bases the primal data. Consider these two questions in the design sufficient. Keyword: holler-type thread Servo motor landscape orientation 目 錄 0引言…………………………………………………………………………… 1 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及現(xiàn)狀介紹………………………………………………… 2 2 總體方案論證 ………………………………………………………………… 4 2.1選擇傳動(dòng)系統(tǒng)…………………………………………………………… 4 2.2選擇傳動(dòng)裝置…………………………………………………………… 5 3具體設(shè)計(jì)說(shuō)明……………………………………………………………………6 3.1橫向進(jìn)給滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)選擇…………………………………………… 6 3.1.1確定滾珠絲杠的支承方式………………………………………………… 6 3.1.2滾珠絲杠副額定載荷…………………………………………… 7 3.1.3 滾珠絲杠副主要參數(shù)的確定…………………………………………… 8 3.1.4滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接……………………………………… 12 3.2伺服電機(jī)型號(hào)選擇…………………………………………………………… 15 3.2.1進(jìn)給電機(jī)功率的確定……………………………………………………… 15 3.2.2伺服電機(jī)型號(hào)……………………………………………………………… 15 3.2.3同步帶輪的選擇……………………………………………………………15 4 結(jié)論……………………………………………………………………………… 17 5 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 18 6 設(shè)計(jì)工作小節(jié)………………………………………………………………… 19 7附件清單………………………………………………………………………… 20 鹽城工學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2004 0、緒論 本設(shè)計(jì)課題為：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。因?yàn)槲覀儧](méi)有精良的加工工具或者是自動(dòng)化系數(shù)等各方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不及西歐等國(guó)家。所以我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)與他們的有著很大的差距的原因，。制造業(yè)是關(guān)系到國(guó)際民生的大事，是富民強(qiáng)國(guó)的必要因素，我國(guó)要有更好的發(fā)展，必須形成我們自己富有特色的現(xiàn)代化制造體系。 隨著時(shí)代的發(fā)展，科技的日新月異，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，數(shù)控機(jī)床及其系統(tǒng)己成為現(xiàn)代化機(jī)器制造業(yè)中不可缺少的組成部分。面對(duì)我國(guó)目前機(jī)床擁有量少、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小的特點(diǎn)，突出的任務(wù)是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能地提高自動(dòng)化程度，保證加工質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。 “橫向進(jìn)給系統(tǒng)”“主傳動(dòng)系統(tǒng)”和“縱向進(jìn)給系統(tǒng)”被稱為車(chē)床的三大核心系統(tǒng)，其重要地位是不言而喻了。三大系統(tǒng)的精確性、準(zhǔn)確性、必將影響加工產(chǎn)品的性能。而實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的有效的、基本的途徑就是普及應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，并對(duì)原有的機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。而這就是我們課題的目的。 前提條件：1.床身上最大回轉(zhuǎn)直徑?400mm 2.快移速度x軸4m/min 3.定位精度 x 軸0.035mm 4.重復(fù)定位精度x軸0.0075mm，刀架 0.010mm 設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)課題要求：橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)與絲杠采用柔性結(jié)構(gòu)，電機(jī)選用伺服電機(jī)，對(duì)電機(jī)的大小選擇進(jìn)行驗(yàn)證，及對(duì)滾珠絲杠直徑和支承形式選擇進(jìn)行強(qiáng)度較核，設(shè)計(jì)精度達(dá)原始數(shù)據(jù)。 本課題所設(shè)計(jì)的進(jìn)給系統(tǒng)是針對(duì)經(jīng)濟(jì)型中檔數(shù)控車(chē)床的，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)成功一旦應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐中， 將使工廠的生產(chǎn)的數(shù)字化水平加強(qiáng)，生產(chǎn)力水平顯著提高 ，勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，經(jīng)濟(jì)效益得到提高。 根據(jù)自己三個(gè)多月來(lái)的設(shè)計(jì)過(guò)程，編寫(xiě)了這本《設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)》， 其中，書(shū)中肯定存在著相當(dāng)?shù)囊恍﹩?wèn)題，期望領(lǐng)導(dǎo)、老師給予批評(píng)，指正。 1、國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及現(xiàn)狀介紹 從上世紀(jì)五十年代數(shù)控技術(shù)開(kāi)始發(fā)展到1965年， 數(shù)控裝置從最初的電子管元件、晶體管元件、集成電路到目前使用比較普遍的小型計(jì)算機(jī)和微處理器共經(jīng)歷了五代的發(fā)展。世界主要工業(yè)國(guó)家的數(shù)控機(jī)床己進(jìn)入了指生產(chǎn)階段。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量，擁有量，數(shù)控化率都在急速上升。 我國(guó)從1958看開(kāi)始研究數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)，60年代針對(duì)壁錐，非圓齒輪等復(fù)雜形狀的工件研制出了數(shù)控壁錐銑床，數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)等設(shè)備，保證了加工質(zhì)量，減少了廢品，提高了效率，取得了良好的效果。70年代針對(duì)航空工業(yè)等加工復(fù)雜形狀零件的急需，從1973年以來(lái)組織了數(shù)控機(jī)床攻關(guān)會(huì)戰(zhàn)，經(jīng)過(guò)三年努力，到1975年己研制出了40多個(gè)品種300多臺(tái)數(shù)控機(jī)床。經(jīng)過(guò)30年的努力，我國(guó)數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的研制也歷經(jīng)了第一代電子管靈敏控、第二代晶體管數(shù)控及第三代集成電路數(shù)控。從1975年到1979年，7年內(nèi)累計(jì)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床4108臺(tái)（其中約3/4以上的數(shù)控線切割機(jī)床）。進(jìn)入80年代，我國(guó)重新重視發(fā) 展數(shù)控技術(shù)，采取了暫從國(guó)外引進(jìn)控制機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)主機(jī)配套的方針。1981年，我國(guó)從日本FANVC公司引進(jìn)了FANVC3系列、5系列、7系列的數(shù)控系統(tǒng)和在直流伺服電機(jī)，直流主軸電機(jī) 技術(shù)，并在北京機(jī)床研究所建立了數(shù)控設(shè)備廠。于1981年底開(kāi)始驗(yàn)收投產(chǎn)，1982年生產(chǎn)約40套系統(tǒng)，1982年生產(chǎn)約100套系統(tǒng)，1985年生產(chǎn)約400套系統(tǒng)，伺服電機(jī)與主軸電機(jī)也配套生產(chǎn)。這些系統(tǒng)是外國(guó)70年代的水平，功能較全，可靠性能比較高，這樣就使機(jī)床行業(yè)發(fā)展數(shù)控機(jī)床有了可靠的基礎(chǔ)，使我國(guó)的主機(jī)品種與技術(shù)水平都有圈套的發(fā)展與提高?！〗?jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)數(shù)控裝置、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半閉環(huán)數(shù)控裝置和點(diǎn)位式經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置三種。對(duì)于數(shù)控車(chē)床改造一般選用步電機(jī)驅(qū)動(dòng)開(kāi)環(huán)數(shù)控裝置。選擇時(shí)主要考慮以下性能：CPU類(lèi)型、用戶容量、控制軸或聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、設(shè)定單位、插補(bǔ)類(lèi)型、編程尺寸及編程標(biāo)準(zhǔn)，G、M、S、T、F功能、刀補(bǔ)功能、間隙補(bǔ)償功能及循環(huán)功能、顯示方式及顯示信息的形式。絕對(duì)編程、增量編程、程序輸入方式以及報(bào)警、診斷等。根據(jù)需要選擇相應(yīng)的性能。 　　步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的性能參數(shù)：步進(jìn)電機(jī)性能參數(shù)及安裝尺寸，控制箱與電機(jī)的接線型式。系統(tǒng)的快速度給速度、空載起動(dòng)頻率，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)升頻降頻時(shí)間，起動(dòng)矩頻特性、起動(dòng)慣頻特性、運(yùn)行矩頻特性。驅(qū)動(dòng)電路的型式：高低壓驅(qū)動(dòng)電路、斬波驅(qū)動(dòng)電路、調(diào)頻調(diào)壓驅(qū)動(dòng)電路、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、電流檢測(cè)型功率放大電路等。不同的電路型式、其工作性能不同，根據(jù)加工需要合理選擇。 　　刀架控制與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要考慮刀架型式，如四位或八位電動(dòng)刀架，或轉(zhuǎn)塔六位刀架。定位精度及重復(fù)定位精度，換刀時(shí)間、刀具選擇時(shí)刀架的轉(zhuǎn)向、夾緊力。刀桿尺寸及裝夾刀具結(jié)構(gòu)型式等性能參數(shù)。我國(guó)己有少數(shù)產(chǎn)品開(kāi)始進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，還有幾種合作生產(chǎn)的數(shù)機(jī)床返銷(xiāo)國(guó)外。目前，我國(guó)除了能獨(dú)立地設(shè)計(jì)與生產(chǎn)常規(guī)的數(shù)控機(jī)床外，還能生產(chǎn)五坐標(biāo)數(shù)控銑床，加工中心以及柔性制造系統(tǒng)，如北京機(jī)床研究所開(kāi)發(fā)研制的JCS-FMC=1，JCS=FMC-2柔性加工單元，XH715型立式加工中心，民明機(jī)床古物 THK4680型全閉環(huán)精密加工中心，沈陽(yáng)中捷友誼廠的TK66100臥式銑削加工中心，青海第一機(jī)床廠的XH754臥式加工中心等。這一切都說(shuō)明，我國(guó)的機(jī)床數(shù)控技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)趕上或超過(guò)世界先進(jìn)國(guó)家水平。 2．總體方案論證 2．1選擇動(dòng)力系統(tǒng) 經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床動(dòng)力系統(tǒng)可分為三類(lèi) 1． 步進(jìn)電機(jī)式 采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與定位，是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)限于造價(jià)，不再采用其它措施補(bǔ)償位置誤差。由于目前功率步進(jìn)電機(jī)力矩還不太大，所以機(jī)床的空選種速度較低，一般用于半精加工。這種系統(tǒng)具有2-3種插補(bǔ)功能，通過(guò)軟件控制接口，可加工錐面，螺紋，簡(jiǎn)單外形的曲面等十分靈活。由于性價(jià)比較恰當(dāng)，一般中小型企業(yè)在技術(shù)力量和財(cái)力上都比較容易實(shí)現(xiàn)，因此在全國(guó)較容易推廣，普及。 2． 交流點(diǎn)位式 采用交流電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)，用光柵數(shù)字點(diǎn)位控制，與步進(jìn)電機(jī)相比，提高了定位精度。光柵分辨率可達(dá)0.001mm，重復(fù)定位精度為0.005mm，所以加工精度較高。由于采用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，功率大，可進(jìn)行大切屑量加工零件加工中，效果尤為顯著。目前，交流點(diǎn)式系統(tǒng)只能加工柱面，不能加工曲面和螺紋功能上有限，而且成本高，使性能價(jià)格比相對(duì)下降，一般用于大企業(yè)或?qū)I(yè)化工廠使用，國(guó)內(nèi)用的很少。 3．半閉環(huán)連續(xù)控制式 采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以脈沖編碼器檢測(cè)位置，實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)連續(xù)控制。由于采用高性能直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，扭矩大，速度高，過(guò)載能力強(qiáng)，可進(jìn)行強(qiáng)力切削。當(dāng)絲杠螺在6mm左右時(shí)，快速可達(dá)8～9m/min，且不丟步，效率高。該系統(tǒng)功能齊全，還帶有可編程序控制器，使強(qiáng)電計(jì)大大簡(jiǎn)化。 以上三種驅(qū)動(dòng)方式而言，各有利弊。經(jīng)過(guò)比較選擇直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)因?yàn)樗俣雀?，過(guò)載能力強(qiáng)，且擁有可編程序控制器，易學(xué)易用，在機(jī)床伺服控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)人微言輕執(zhí)行單元，具有控制方便可靠，價(jià)格低，且適合于開(kāi)環(huán)控制等特點(diǎn)，因此在簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床中得到廣泛的應(yīng)用。但由于步進(jìn)電機(jī)步距角、功率較小，存在振蕩等弱點(diǎn)的限制，在高精大功率應(yīng)用場(chǎng)合并不很合適，故考慮采用伺服電機(jī)控制。 2.2選擇傳動(dòng)裝置 數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪副（或同步齒形帶副），滾珠 絲杠拖動(dòng)工作臺(tái)。反饋裝置與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)，發(fā)出反饋信號(hào)（亦可把反饋裝置裝在絲杠的端部）；伺服電機(jī)可直接與絲杠聯(lián)接 數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)裝置是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈及其附屬結(jié)構(gòu)。包括齒輪減速機(jī)，絲杠螺母副，導(dǎo)軌、工作臺(tái)等。在數(shù)控機(jī)床數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù)儀式，傳動(dòng)裝置是伺服系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此，數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)裝置與普通機(jī)床中傳動(dòng)裝置上有重要差別，故它的設(shè)計(jì)與通機(jī)床傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)不同。數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)要求除了有較高的定位精度外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，即系統(tǒng)跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快，穩(wěn)定性要好，為確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出了無(wú)間隙，低磨擦、低慣量、高剛度、高諧振頻率心臟有適應(yīng)阻尼比的要求。 設(shè)計(jì)任務(wù)要完成的設(shè)計(jì)是橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)此種系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置采用螺旋傳動(dòng)。 螺旋傳動(dòng)主要用來(lái)把旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或把直線傳動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其中，有傳遞能量為主的傳力螺旋，有以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，并要求有較高的傳動(dòng)精度的傳動(dòng)螺旋，還有調(diào)節(jié)整零件相互位置的調(diào)整螺旋。螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又有滑動(dòng)絲杠螺母，滾珠絲杠螺母和液壓絲杠螺母機(jī)構(gòu)之別。 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中，螺旋傳動(dòng)主要來(lái)實(shí)現(xiàn)精密的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并廣泛采用滾珠絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 選用滾珠絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因?yàn)榇朔N機(jī)構(gòu)有如下特點(diǎn)： 1. 傳動(dòng)效率高，磨擦損失小。滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為η：0.92～0.96，比常規(guī)的絲杠螺母副提高了3～4倍（滑動(dòng)絲杠效率為0.2 ～0.4）,因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠副的1/4 ～1/3。 2. 給予適當(dāng)預(yù)緊，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，反向時(shí)就可以消除空程死區(qū)。定位精度高，剛度好。 3. 有可逆性，可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線傳動(dòng)，也可以從直線傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即絲杠和螺母都可以作為主動(dòng)件。 4. 磨損小，使用壽命長(zhǎng)，精度保持性好。 3 、具體設(shè)計(jì)說(shuō)明 3．1橫向進(jìn)給滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)選擇： 在一般情況下，設(shè)計(jì)滾珠絲杠時(shí)，必須知道下列條件：最大工作負(fù)載 Fmax（或平均工作負(fù)載Fm）作用下的使用壽命T，絲杠的工作長(zhǎng)度L（或螺母的有效行程），絲杠的轉(zhuǎn)速n（平均轉(zhuǎn)速n），滾道的硬度HRC及絲杠的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，然后按下列步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。 1、 計(jì)算作用在滾珠絲杠上的最大動(dòng)負(fù)載Ca的數(shù)值。 2、 從滾珠絲杠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，找出相應(yīng)尺寸系列對(duì)應(yīng)的最大動(dòng)載荷Ca的相近值，并初選型號(hào)。 3、 根據(jù)具體工作要求，對(duì)于結(jié)果尺寸、循環(huán)方式、調(diào)隙方法及傳動(dòng)效率等方面的要求，從初選的幾個(gè)型號(hào)中再挑選出比較合適的公稱直徑d0、導(dǎo)程L0、滾珠列數(shù)k、滾珠圈數(shù)j等確定某一型號(hào)。 4、 根據(jù)所選出的型號(hào)，列出（或算出）其主要參數(shù)的數(shù)值；驗(yàn)算其剛度及穩(wěn)定性系數(shù)是否滿足要求。若不滿足要求，則需要另選其它型號(hào)，再做上述的計(jì)算和驗(yàn)算直至滿足要求為止。 3．1．1確定滾珠絲杠的支承方式： 一、 滾珠絲杠常用的支承方式見(jiàn)下圖。 圖a為一端軸向固定一端自由，常用于短絲杠和豎直安裝的絲杠。圖為一端固定一端簡(jiǎn)支，常用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲杠。圖c為兩端固定，常用于長(zhǎng)絲杠或高轉(zhuǎn)速、要求高速精度、高剛度的地方。這種方式還可以預(yù)拉伸。這種安裝方式雖優(yōu)點(diǎn)顯著，但工藝比較困難。 滾珠絲杠都用滾動(dòng)軸承支承?？捎玫臐L動(dòng)軸承種類(lèi)很多。從目前情況看來(lái)，本課題可選用角接觸球軸承： 這種軸承可以組配。( a )圖為一對(duì)背靠背，( b )圖為一以面對(duì)面。都承受兩個(gè)方向的載荷。由于螺母（固定在床鞍上）與絲杠（固定在床鞍上）與絲杠（固定在床身上）的同軸度難免有某些誤差，希望軸承有一定的自動(dòng)調(diào)心作用。面對(duì)面組配時(shí)，兩接觸線與軸線交點(diǎn)之間的距離比背靠背時(shí)小，調(diào)心較易。所以絲杠軸承面對(duì)面配用得比較多。 這種軸承是在預(yù)加載荷的條件下組配的。背靠背組配時(shí)，內(nèi)圈端面各磨去δ裝配時(shí)壓緊內(nèi)圈。就可施加預(yù)加載荷。 簡(jiǎn)支端常用深溝球軸承，不預(yù)緊。 本課題設(shè)計(jì)采用的是角接觸球軸承，原因在于： 1.橫向進(jìn)給系統(tǒng)既承受縱向的力，又要承受橫向進(jìn)給力，考慮到系統(tǒng)受力情況； 2. 為了保證加工精度，橫向進(jìn)給系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡范圍決定了采用角接觸球軸承。 3.1.2 滾珠絲杠副額定載荷： （1）額定動(dòng)載荷Ca 即在一組有相同參數(shù)的滾珠死杠副中，把90%達(dá)到10轉(zhuǎn)而不發(fā)生疲勞剝傷 所能承受的純軸向載荷稱為額定動(dòng)載，以Ca表示。 （2）額定靜載荷Cao: 在滾珠絲杠副靜止（或轉(zhuǎn)速〈10r/min〉狀態(tài)下，承受最大接觸應(yīng)力的滾珠和滾道接觸面的塑性變形量只和為滾珠直徑0.00001倍時(shí)的軸向載荷，稱為額定靜載荷，以Cao表示。 3.1.3 滾珠絲杠幅主要參數(shù)的確定： （1）按預(yù)期壽命Ln及軸向載荷Fa進(jìn)行選擇： Ln=(Ca/Fa)×10（轉(zhuǎn)）[1] （3-1） 一般情況下，F(xiàn)a可以用平均載荷Fm予以代替： Fm= [1] （3-2） 式中；Ln為預(yù)期設(shè)計(jì)壽命， Fmax為最大軸向載荷， Fmin為最小軸向載荷。 對(duì)于機(jī)床Ln通常取Ln=20×10（轉(zhuǎn)） 則：Ca=Fm:2.71Fm [1] （3-3） 本課題設(shè)計(jì)的要求，系統(tǒng)最大進(jìn)給力為2750N，橫向進(jìn)給為一半即1375N，所以得： Fmax=680N（經(jīng)驗(yàn)值） Fmin=35%Fmax =238N 所以Fm==537.7N 故：Ca=2.71Fm=2.71×237.7=644.2N (2)按承受的最大軸向力Fmax確定參數(shù)計(jì)算靜負(fù)荷Cmo： Cmo=KKFmax 即CmoCmo=1.5×2×680=2062.5N 故；絲杠的額定動(dòng)載荷Ca≥644.2N 絲杠的額定靜載荷Ca>2062.5N 選擇：代號(hào)為2005-4型的滾珠絲杠，其基本直徑20mm，大徑19.5mm 基本導(dǎo)程5mm 4.對(duì)選定的滾珠絲杠幅參數(shù)進(jìn)行核算： （1）最大軸向壓縮載荷F 滾珠絲杠受壓力作用后，在彈性范圍內(nèi)的臨界穩(wěn)定載荷Fc由下式計(jì)算： Fc= [4] （3-4） 式中：m=20×10（N/mm） dc為公稱直徑（mm）. d為滾珠直徑（mm） Ls為絲杠軸的支撐距離（mm） 則： 水平安置時(shí)[n]=4 [n]—許用穩(wěn)定安全系數(shù) F 即F為最大載向壓縮載荷>Fa (2). 極限轉(zhuǎn)速的計(jì)算為使絲杠副在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生共振現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)其極限轉(zhuǎn)速進(jìn)行核算。當(dāng)絲杠發(fā)生共振時(shí)轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速，以Nc表示： Nc=121 [4] （3-5） 式中：為公稱直徑； d為滾珠直徑 為支承結(jié)構(gòu)系數(shù) K=2.5 極限轉(zhuǎn)速n滿足： n < 0.8Nc Nc=121x10(20-3.175) （3）滾珠絲杠副的預(yù)加副載 為了消除螺母間隙，提高滾珠絲杠副的剛性，與定位精度，在絲杠和螺母 間施加預(yù)加載荷Fp，其預(yù)加載荷大小為： Fp＝Fmax/3＝229N[4] （3-6） （4） 滾珠絲杠副的剛度 滾珠絲杠副的剛度K： 式中： K為滾珠絲杠副的剛度； K j為滾珠的軸向接觸剛度； K1為螺母的安裝剛度； Kg 為絲杠軸的安裝剛度 當(dāng)有預(yù)加負(fù)荷Fp且為額定動(dòng)載荷的1/10時(shí)，Kj可近似的以下式表示： [4] （3-7） 式中：F為軸向工作載荷（N） db為滾珠直徑，（mm） Z＝Z’×圈數(shù)×列數(shù) Z’為一圈滾珠數(shù) 內(nèi)循環(huán) Z’=d0/db-(3～5)粒 d0為公稱直徑 210為滾子數(shù) ∴Kj＝0.54＝5.2×103 N/μm 、螺母支撐剛度K1： K1＝[5] （3-8） 其中：A為螺母橫截面積 E＝2.1×105 Ln為螺母支承面至有效滾延間的長(zhǎng)度 A＝0.4×103 mm2 故，K1＝（0.4×103×2.1×105）/（1000×103）＝0.85×103（N/μm） 、絲杠軸的支承剛性Kg 當(dāng)采用圖示的支承方式： Kg==(A*E)/（1546×108）＝0.7×103（N/μm）[10] （3-9） 滾珠絲杠副的剛度K： 因?yàn)椋? 所以K=1/( )=2.3×103 （N/μm） （5）驅(qū)動(dòng)力矩及驅(qū)動(dòng)功率 使絲杠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所需驅(qū)動(dòng)力矩： Ma＝（F×Ph）/（2000×π×η ） (N.m) [10] （3-10） 公稱導(dǎo)程Ph＝2.5mm η＝0.9 所以Ma＝0.61N.m 由預(yù)緊力所產(chǎn)生的摩擦力矩 Mf＝K× （N.m）[10] （3-11） Mf=2.3×103×N.m 總驅(qū)動(dòng)力矩：M＝Ma＋Mf M=Ma+Mf=0.63N.m[10] （3-12） 所需功率 W＝ （Kw）[1] （3-13） W= 式中：F為軸向載荷 Ph為公稱直徑 η為效率 3．1. 4 滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接 滾珠絲可通過(guò)齒輪副或步齒形帶與伺服電機(jī)相接；也可通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與伺服電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)接。 為了消除絲杠與電機(jī)軸之間的同軸度和垂直誤差，可用撓性聯(lián)軸節(jié)或波紋管聯(lián)軸節(jié)。一般為撓性聯(lián)軸節(jié)。柔性片分別用螺釘和球面墊圈與兩邊的聯(lián)軸套相聯(lián)。通過(guò)柔性片傳遞力矩。柔性片由不銹鋼制成，每片厚0.25mm。這種聯(lián)軸節(jié)已由專(zhuān)門(mén)工廠生產(chǎn)，其性能尺寸見(jiàn)《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》第3冊(cè)P496。 伺服電動(dòng)機(jī)有直流和交流兩類(lèi)。直流伺服電動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)較早。交流伺服電動(dòng)機(jī)國(guó)外于70年代末期開(kāi)始應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。由于交流伺服電動(dòng)機(jī)沒(méi)有電刷，因此壽命長(zhǎng)，允許的轉(zhuǎn)速高，還適當(dāng)宜于易燃易爆的環(huán)境中使用。交流伺服電動(dòng)機(jī)發(fā)展得快，在國(guó)外已基本上取代了直流伺服電動(dòng)機(jī)。在我國(guó)，交流服電動(dòng)機(jī)也已采用，直流伺服電動(dòng)機(jī)仍有應(yīng)用仍較多。 伺服控制系統(tǒng)一般都是閉環(huán)或半閉環(huán)控制系統(tǒng)： 圖中給出了典型的伺服控制系統(tǒng)的框圖。這是一個(gè)三環(huán)控制系統(tǒng)，外環(huán)是位置控制環(huán)，是決定系統(tǒng)主要性質(zhì)的基本控制環(huán)，它決定著系統(tǒng)的位置控制精度；速度控制環(huán)用于實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)和速度控制精度；電壓控制環(huán)可實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服放大器的電壓控制。 半閉環(huán)控制： 半閉環(huán)控制系統(tǒng)不但有前向的指令控制通道，而且有檢測(cè)元件輸出的反饋控制通道，而檢測(cè)元件是安裝在絲杠軸或電機(jī)軸上的，檢測(cè)同角位移后，推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移。以偏差值實(shí)現(xiàn)位置控制。此系統(tǒng)由于檢測(cè)元件檢測(cè)的反饋信號(hào)不包含從旋轉(zhuǎn)軸到工作臺(tái)之間的傳動(dòng)鏈的誤差，這部分誤差將不能被自動(dòng)補(bǔ)償。因此這種由等效反饋信號(hào)組成的控制系統(tǒng)為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制： 閉環(huán)控制與半閉環(huán)控制其組成原理及控制方法基本相同。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，要求以工作臺(tái)（或刀架）的最終控制輸出作為反饋信號(hào)，即要求測(cè)量元件安裝在工作臺(tái)上，而不是安裝在絲杠或電機(jī)軸上。但因直接測(cè)量工作臺(tái)的實(shí)際位移，需配備如光柵、磁柵或感應(yīng)同步器等安裝和維修要求都比較高的位置檢測(cè)元件，這使整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格提高。由于閉環(huán)控制能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)誤差進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，因此，其精度比半閉環(huán)控制要高，精度取決于位置檢測(cè)元件的測(cè)量精度。總之，這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是精度高、速度快，但調(diào)試和維修比較復(fù)雜，適宜于大型和精密的數(shù)控機(jī)床。 3．2. 伺服電機(jī)型號(hào)選擇 ： 3．2.1進(jìn)給電機(jī)功率的確定 在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度較低的情況下，空載功率很小，計(jì)算時(shí)可以略去，進(jìn)給電機(jī)的功率可根據(jù)進(jìn)給的有效功率和傳動(dòng)件的機(jī)械效率來(lái)計(jì)算： 即： (*)[11] （3-14） 式中： Ns------進(jìn)給電動(dòng)機(jī)功率（KW） Q-------進(jìn)給抗力（公斤力） Vs------進(jìn)給速度（米/分） Ys------進(jìn)給傳動(dòng)的總機(jī)械效率（一般可取0.15～0.20） 根據(jù)資料顯示,CDJK6140系列車(chē)床的最大切削主力F=2750N 即Pz=2750N 故進(jìn)給力 ： Px=0.5Pz =1375N Ys取0.2 Vs=0.4m/min 代入(*) 式 3．1.2伺服電機(jī)型號(hào) 考慮到進(jìn)給系統(tǒng)的過(guò)載現(xiàn)象, 選擇的電機(jī)功率應(yīng)該大于選擇的電機(jī)功率。（根據(jù)參照電機(jī)手冊(cè). 南京蘇強(qiáng)數(shù)控機(jī)電有限公司） 所以，選擇型號(hào)為110SNMA6 I型 的永磁無(wú)刷伺服電機(jī)。 額定功率 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)速 額定電流 轉(zhuǎn)子慣量 機(jī)械時(shí)間常數(shù) 電機(jī)時(shí)間常數(shù) 1. 256kw 6N.m 2000r.Pm 5.0A 0.718×10 kg.m 0.8ms 6.14ms 3．1.3同步帶輪的選擇 為了保證傳動(dòng)精度，本設(shè)計(jì)采用同步帶輪來(lái)傳動(dòng)。同步帶輪傳動(dòng)不僅能夠保證良好的傳動(dòng)精度，還能降低傳動(dòng)產(chǎn)生的噪音，對(duì)磨損的要求也同時(shí)符合要求。一般同步帶輪有統(tǒng)一生產(chǎn)，本課題設(shè)計(jì)選用的是慈溪恒力同步帶輪有限公司生產(chǎn)，規(guī)格如下： 4、結(jié)論 至今為止，基本上完成了本課程的設(shè)計(jì)要求，課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：絲杠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，伺服電機(jī)與絲杠的連接形式設(shè)計(jì)、絲杠與床鞍的連接設(shè)計(jì)、絲杠的支承方式設(shè)計(jì)、伺服電機(jī)的選擇 。 進(jìn)給系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)精度、直接將導(dǎo)致整個(gè)機(jī)床的加工精度。因此，絲杠精度的選擇，絲杠的支承如何保證軸向定位精度等關(guān)鍵性問(wèn)題是急需解決的。由于自身的經(jīng)驗(yàn)有限，面對(duì)這些關(guān)鍵性問(wèn)題只能從理論上去尋求解決的方法。因此，自己所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中仍相距甚遠(yuǎn)。 電機(jī)的選擇也相當(dāng)重要，對(duì)于整個(gè)進(jìn)給系統(tǒng)的來(lái)說(shuō)，要求嚴(yán)格。 5、參考文獻(xiàn) 1 張新義.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 2 李 洪.實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè). 沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 1999.1 3 陳宏鈞,馬素敏. 金屬速查速算手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1994.7 4 范云漲,陳兆年. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 5 王啟義,蔡群禮,胡寶珍. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì). 東北工學(xué)院出版社 1989.10 6 黃祖德. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京理工大學(xué)出版社 1992.6 7 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)禁忌500例. 北京機(jī)械出版社 1996 8 黃鶴訂. 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局--中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品目錄第10冊(cè). 北京機(jī)械出版社 2000.7 9 滾珠絲杠. 上海川浦機(jī)械實(shí)業(yè)公司樣本 10 同步帶輪. 慈溪恒力同步帶輪有限公司 11 電機(jī)手冊(cè). 南京蘇強(qiáng)數(shù)控機(jī)電有限公司 6、設(shè)計(jì)工作小結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我四年來(lái)學(xué)習(xí)和實(shí)踐的一個(gè)綜合鍛煉和考核， 是踏上社會(huì)前在學(xué)校的一次磨練，要充分發(fā)揮自己的知識(shí)。在設(shè)計(jì)中，我基本將四年來(lái)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了綜合運(yùn)用，并了解了本專(zhuān)業(yè)方面最新科技動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)以前學(xué)習(xí)的把握，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，也充分展示了自己的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)能力。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)歷了實(shí)際考察、資料收集、方案論證、工程圖的繪制、說(shuō)明書(shū)的書(shū)寫(xiě)等設(shè)計(jì)過(guò)程，這使我掌握了設(shè)計(jì)的一般步驟，為以后走上工作崗位進(jìn)行其它方面的工作奠定了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。 從這次設(shè)計(jì)中體會(huì)到：在平時(shí)要搞好、搞懂每個(gè)知識(shí)點(diǎn)； 要虛心并誠(chéng)心地向老師、同學(xué)請(qǐng)教； 做事需要講團(tuán)體協(xié)作 ； 考慮問(wèn)題應(yīng)該多方面、多角度，力爭(zhēng)按最嚴(yán)格的工作要求做事； 培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力與嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，體會(huì)到了工程技術(shù)人員所應(yīng)該具備的基本素質(zhì)。 由于本人理論及實(shí)踐水平有限，設(shè)計(jì)圖樣、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)定有許多錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)指出，提出批評(píng)和修改意見(jiàn)。 最后，向在設(shè)計(jì)期間給予關(guān)心指導(dǎo)的沙愛(ài)民老師謹(jǐn)以最誠(chéng)摯的謝意！同時(shí)也謝謝幫助我的同學(xué)。 7、附件清單 橫向進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖 CJK40000 A0 1張 刮削板 CJK40101 A4 1張 把手 CJK40102 A3 1張 套筒 CJK40103 A3 1張 絲杠 CJK40104 A3 1張 橫滑板 CJK30105 A1 1張 螺母座 CJK30106 A3 1張 壓板 CJK30107 A4 1張 墊板 CJK30108 A4 1張 外殼護(hù)罩 CJK30109 A3 1張 同步帶輪 CJK30111 A4 1張 軸套 CJK30114 A4 1張 調(diào)整螺釘 CJK30117 A4 1張 鋃條 CJK30118 A3 1張 擋板 CJK30119 A4 1張 法蘭座 CJK30122 A3 1張 擋邊 CJK30123 A4 1張 同步帶輪 CJK30111 A4 1張 電纜罩 CJK30156 A3 1張 壓板 CJK30162 A4 1張 擋塊 CJK30169 A4 1張 橫向電機(jī)支架 CJK30170 A1 1張 床鞍 CJK50000 A0 1張 21