買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 床圓 工作臺(tái)附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著生產(chǎn)力水平的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)車(chē)是數(shù)控技術(shù)最普遍的應(yīng)用。數(shù)控車(chē)床今后將向中高擋發(fā)展，中檔采用普及型數(shù)控刀架配套，高檔采用動(dòng)力型刀架，兼有液壓刀架、伺服刀架、立式刀架等品種，預(yù)計(jì)近年來(lái)對(duì)數(shù)控刀架需求量將大大增加。但是 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)更有發(fā)展前途 ,它是一種可以實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給和分度運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)，它常被使用于臥式的鏜床和加工中心上，可提高加工效率，完成更多的工藝，它主要由原動(dòng)力、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、工作臺(tái)等部分組成，并可進(jìn)行間隙消除和蝸輪加緊，是 一種很實(shí)用的加工工具。本課題主要介紹了它的原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)， 并對(duì)以上部分運(yùn)用 圖 ,最后是對(duì) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 提出的一點(diǎn)建議。 關(guān)鍵詞： 機(jī)床圓 工作臺(tái)附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ； 齒輪傳動(dòng) ； 蝸桿傳動(dòng) ； 間隙消除 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 of of NC is in NC is is in to in to a as of it is to in of of to is it to up is it to to of to to to a of 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒論 . 1 數(shù)控技發(fā)展簡(jiǎn)史 . 4 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性 . 5 微觀看改造的必要性 . 5 宏觀看改造的必要性 . 5 機(jī)床數(shù)控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺點(diǎn) . 6 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 . 6 數(shù) 控改造中主要機(jī)械部件改裝的探討 . 7 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) . 8 性能發(fā)展方向 . 8 功能發(fā)展方向 . 9 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 . 10 第 2 章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用 . 12 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) . 12 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 . 13 主要技術(shù)參數(shù) . 13 第 3 章 傳動(dòng)方案的確定 . 14 步進(jìn)電機(jī)的原理 . 14 傳動(dòng)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的要求 . 14 傳動(dòng)方案及其分析 . 15 第 4 章 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 16 選擇齒輪傳動(dòng)的類(lèi)型 . 16 材料的選擇 . 16 齒輪傳動(dòng)對(duì)材料的基本要求 . 16 齒輪常用的材料 . 16 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)常用材料 . 17 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)常用的材料 . 17 大尺寸齒輪及開(kāi)式低俗齒輪傳動(dòng)常用材料 . 18 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) . 18 確定齒輪的主要參數(shù)與主要尺寸 . 20 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 . 21 第 5 章 電液脈沖馬達(dá)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 . 23 第 6 章 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)與校核 . 25 選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型 . 25 材料的選擇 . 25 蝸桿材料 . 25 蝸輪材料 . 26 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) . 26 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 . 26 確定載荷系數(shù) K . 26 確定彈性影響系數(shù) . 27 確定接觸系數(shù) Z . 27 確定許用應(yīng)力 0H . 27 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 . 28 蝸桿 . 28 蝸輪 . 28 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 . 29 第 7 章 軸 . 30 軸的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)步驟 . 30 軸的材料 . 30 軸的強(qiáng)度計(jì)算 . 30 第 8 章 軸上配合件的選用 . 34 齒輪上鍵的選取與校核 . 34 軸承的選用 . 34 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 結(jié) 論 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 致 謝 . 38 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 床圓 工作臺(tái)附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第 1 章 緒 論 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè) 的基礎(chǔ)理論、基本技能和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。而高職類(lèi)學(xué)生更應(yīng)側(cè)重于從生產(chǎn)的第一線獲得生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)和技能，獲得工程技術(shù)經(jīng)用性崗位的基本訓(xùn)練，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，可樹(shù)立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過(guò)渡。使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的知識(shí)，使之系統(tǒng)化、綜合化。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的技能，提高解決本專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，從而擴(kuò)大、深化所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。 培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、實(shí)驗(yàn)研 究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實(shí)踐能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。使學(xué)生學(xué)會(huì)初步掌握解決工程技術(shù)問(wèn)題的正確指導(dǎo)思想、方法手段，樹(shù)立做事嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是解決 數(shù)控 回 轉(zhuǎn) 工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。 目前 數(shù)控 回 轉(zhuǎn) 工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上，它的總的發(fā)展 趨勢(shì)是： （ 1） 在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開(kāi)發(fā)小型 和大型轉(zhuǎn)臺(tái)； （ 2） 在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承 載能力； （ 3） 在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái) 。 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的市場(chǎng)分析：隨著我 國(guó)制造業(yè) 的發(fā)展，加工中心將會(huì)越來(lái)越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的加工中心將會(huì)達(dá)到每年 600臺(tái)左 右。預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過(guò)剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長(zhǎng)率，特別是那些國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為 裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 20 左右的穩(wěn)定增長(zhǎng)。 數(shù)控技發(fā)展簡(jiǎn)史 1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)，工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比有了質(zhì)的飛躍，他為人類(lèi)進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)和核心的信息技術(shù)，既通過(guò)電視，現(xiàn)代通信等提高了人類(lèi)生活的質(zhì)量，還促進(jìn)生產(chǎn)力飛速向前發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)文明史，生產(chǎn)史的新紀(jì)元。信息技術(shù)的飛速發(fā)展直接導(dǎo)致了知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來(lái)。 六年后，即在 1952 年 ，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上。在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。計(jì)算機(jī)及控制技術(shù)在機(jī)械制造設(shè)備中的應(yīng)用是世紀(jì)內(nèi)制造業(yè)發(fā)展的最重大的技術(shù)進(jìn)步。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控機(jī)床經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。 （ 1）數(shù)控 (段 (1952 )早期計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度低，這對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，不能適應(yīng)機(jī)床實(shí)時(shí)控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺(tái)機(jī)床專(zhuān)用計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱(chēng)為硬件連接數(shù)控 (簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控 (隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段 歷經(jīng)了三代，即 1952年第一代 電子管 ;1959 年第二代 晶體管 ;1965年第三代 小規(guī)模集成電路。 （ 2）計(jì)算機(jī)數(shù)控 (段 (1970到 1970 年，通用小型計(jì)算機(jī)業(yè)已出現(xiàn)并成批量生產(chǎn)。其運(yùn)算速度比五，六十年代有了大幅度的提高，這比專(zhuān)門(mén)“搭”成的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)成本低，可靠性高。于是將它移植過(guò)來(lái)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進(jìn)入了計(jì)算機(jī)數(shù)控 (段。到 1971 年美國(guó) 司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件 運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路集成在一塊芯片上，稱(chēng)之為微處理器 (又稱(chēng)為中央處理單元 (簡(jiǎn)稱(chēng) 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕，不及采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理，而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能還不夠高，但可以采用多處理器結(jié)構(gòu)來(lái)解決。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控。到了 1990 年， (個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)稱(chēng)微機(jī) )的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿(mǎn)足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，而且 生產(chǎn)批量很大，價(jià)格便宜，可靠性高。數(shù)控系統(tǒng)從此進(jìn)入了基于 時(shí)買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 ?？傊?，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1970 年第四代一一小型計(jì)算機(jī) ;1974年第五代 微處理器 ;1990 年第六代 基于 外稱(chēng)為 數(shù)控系統(tǒng)近五十年來(lái)經(jīng)歷了兩個(gè)階段六代的發(fā)展，只是發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解決了可靠性低，價(jià)格極為昂貴，應(yīng)用很不方便等極為關(guān)鍵的問(wèn)題。因此，即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，數(shù)控系統(tǒng)大規(guī)模地得到應(yīng)用和普及，是在七十年代末八十年代初以后的事情，也即數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)了近三十年的發(fā)展才走向普及應(yīng)用的。 國(guó)外早己改稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控 (即 而我國(guó)仍習(xí)稱(chēng)數(shù)控 ( 所以我們?nèi)粘Ｖv的“數(shù)控”實(shí)質(zhì)上已是指“計(jì)算機(jī)數(shù)控”了。 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性 微觀看改造的必要性 微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件 。 由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7 倍。由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以 將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)了 “ 柔性自動(dòng)化 ” 。加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要 “ 修配 ” 。可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力 (一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床 )，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周 期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個(gè)極為重大的突破。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行 性制造單元 )、 性制造系統(tǒng) )以及 算機(jī)集成制造系統(tǒng) )等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。 宏觀看改造的必要性 宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在 70 年代末、 80 年代初已開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) (包括軍、民機(jī)械工業(yè) )進(jìn)行買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 術(shù)改造。 除在制造過(guò)程中采用數(shù)控機(jī)床、 ，還包括在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中推行 擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行 理信息系統(tǒng) )、 以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造 (稱(chēng)之為信息化 )，最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落后 20 年。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重 (數(shù)控化率 )到 1995 ，而日本在 1994 年已達(dá) ，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說(shuō)明了機(jī)床數(shù) 控化改造的必要性。 機(jī)床數(shù)控化改造的內(nèi)容及優(yōu)缺點(diǎn) （ 1） 減少投資額、交貨期短 同購(gòu)置新機(jī)床相比，一般可以節(jié)省 60 80 的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤(pán)自動(dòng)交換裝置的制作與安裝過(guò)于費(fèi)工、費(fèi)錢(qián)，往往改造成本提高 2 3 倍，與購(gòu)置新機(jī)床相比，只能節(jié)省投資 50 左右。 （ 2） 機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限 所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄造構(gòu)件，而不是那種焊接構(gòu)件，改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。但是受到原來(lái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制， 不宜做突破性的改造。 （ 3） 熟悉了解設(shè)備、便于操作維修 購(gòu)買(mǎi)新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿(mǎn)足其加工要求。改造則不然，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見(jiàn)效快。改造的機(jī)床一安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) （ 4） 可充分利用現(xiàn)有的條件 可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購(gòu)入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基。 （ 5） 可以采用最新的控制技術(shù) 可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將傳統(tǒng)機(jī)床改成當(dāng)今先進(jìn)水平的機(jī) 床。 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 （ 1） 進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng) 。 該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要是步進(jìn)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)的位移量、速度和運(yùn)動(dòng)方向。這買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 系統(tǒng)不需要將所測(cè)得的實(shí)際位置和速度反饋到輸入端，故稱(chēng)之為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機(jī)的角位移精度，齒輪絲杠等傳動(dòng)元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 調(diào)試維修方便，工作可靠，成本低，易改裝成功。 （ 2） 異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng)，光柵測(cè)量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際位置反饋信號(hào)，隨時(shí)與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)，直到給定位置與反饋的實(shí)際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對(duì)環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動(dòng)功率更大的特性指標(biāo)?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù) 要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。 （ 3） 交 /直流伺服電機(jī)拖動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng) 。 半閉環(huán)系統(tǒng)檢測(cè)元件安裝在中間傳動(dòng)件上，間接測(cè)量執(zhí)行部件的位置。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。在將角位移檢測(cè)元件與速度檢測(cè)元件和伺服電機(jī)作成一個(gè)整體時(shí)則無(wú)需考慮位置檢測(cè)裝置的安裝問(wèn)題。當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國(guó)外著名公司的如德國(guó) 本 內(nèi)公司如中國(guó)珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈 陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心。選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和用戶(hù)的要求。 數(shù)控改造中主要機(jī)械部件改裝的探討 一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到：有高的靜動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)無(wú)間隙；功率大；便于操作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。 （ 1） 滑動(dòng)導(dǎo)軌副 對(duì)數(shù)控車(chē)床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車(chē)床導(dǎo)向精度和工藝 性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時(shí)要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對(duì)加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤(rùn)滑。 （ 2） 齒輪副 一般機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動(dòng)精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級(jí)都比普通機(jī)床高。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無(wú)間隙傳動(dòng)，因買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 改造時(shí)，機(jī)床主要齒輪必須滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床的要求，以保證機(jī)床加工精度。 （ 3） 滑動(dòng)絲杠與滾珠絲杠 絲杠傳動(dòng)直接關(guān)系到傳動(dòng)鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動(dòng)扭矩要求。被加工件精度要求不高時(shí)可采用滑動(dòng)絲杠，但應(yīng)檢 查原絲杠磨損情況，如螺距誤差及螺距累計(jì)誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動(dòng)絲杠應(yīng)不低于 6 級(jí)，螺母間隙過(guò)大則更換螺母。采用滑動(dòng)絲杠相對(duì)滾珠絲杠價(jià)格較低，但難以滿(mǎn)足精度較高的零件加工。 （ 4） 滾珠絲杠摩擦損失小，效率高，其傳動(dòng)效率可在 90%以上；精度高，壽命長(zhǎng)；啟動(dòng)力矩和運(yùn)動(dòng)時(shí)力矩相接近，可以降低電機(jī)啟動(dòng)力矩。因此可滿(mǎn)足較高精度零件加工要求。 （ 5） 安全防護(hù) 改造效果必須以安全為前提。在機(jī)床改造中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，切不可忽視。滾珠絲杠副是精密元件，工作時(shí)要嚴(yán)防灰塵特別是切屑及硬砂粒進(jìn)入滾道。在縱向絲 杠上也可加整體鐵板防護(hù)罩。大拖板與滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸的兩端面要密封好，絕對(duì)防止硬質(zhì)顆粒狀的異物進(jìn)入滑動(dòng)面損傷導(dǎo)軌。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 性能發(fā)展方向 (1) 高速高精高效化。 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速 系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè) 元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 (2) 柔性化 。 包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪 性強(qiáng)，便于滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 (3) 工藝復(fù)合性和多軸化。 以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門(mén)子 880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24軸。 (4) 實(shí)時(shí)智能化。 早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是 如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的各種買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專(zhuān)家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專(zhuān)家系統(tǒng)、故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在 高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。 功能發(fā)展方向 (1) 用戶(hù)界面圖形化。用戶(hù)界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶(hù)對(duì)界面的要求不同，因而開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面的工作量極大，用戶(hù)界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前 擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶(hù)界面提出了更高要求。圖形用戶(hù)界面極大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)的使用，人們可以通過(guò)窗 口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2) 科學(xué)計(jì)算可視化。科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于 自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng) 設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。 (3) 插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化。多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、 2D+2 螺旋插補(bǔ)、 補(bǔ)、 補(bǔ) (非均勻有理 B 樣條插補(bǔ) )、樣條插補(bǔ) (A、 B、 C 樣條 )、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?(4) 內(nèi)裝高性能 數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能 制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車(chē)床銑床買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 標(biāo)準(zhǔn) 戶(hù)程序?qū)嵗?，用?hù)可在標(biāo)準(zhǔn) 戶(hù)程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。 (5) 多媒體技術(shù)應(yīng)用。多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 (1) 集成化。采用高度集成化 片和大規(guī)?？删幊碳呻娐?及專(zhuān)用集成電路 片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用 板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和 衡的新興顯示技術(shù)，是 21 世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 (2) 模塊化。硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如 儲(chǔ)器、位置伺服 、 輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。 (3) 網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。 (4) 通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式。采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、 擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類(lèi)型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專(zhuān)用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、 伺服控制、自適應(yīng)控制、買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng) 態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 章 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用 數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與 X、 Y、 Z 三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了數(shù)控機(jī)床加工范圍。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于數(shù)控鏜床和銑床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方 式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。 圖 2自動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。它的進(jìn)給、分度轉(zhuǎn)位和定位鎖緊都是由給定的指令進(jìn)行控制的。工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)，經(jīng)齒輪減速后由 1 一蝸桿 2 一蝸輪 3、 4 一夾緊瓦 5 一小液壓缸 6 一活塞 7 一彈簧 8 一鋼球 9 一支座 10 一光柵 11、 12 一軸承 圖 2動(dòng)換刀數(shù)控鏜床的回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 為了消除蝸桿副的傳動(dòng)間隙，采用了雙螺距漸厚蝸桿，通過(guò)移動(dòng)蝸桿的軸向位置宋調(diào)整間隙。這種蝸桿的左右兩側(cè)面具有不同的螺距，因此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚 。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。 當(dāng)工作臺(tái)靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。為此，在蝸輪底部的輻射方向裝有 8 對(duì)夾緊瓦 4 和 3，并在底座 9 上均布同樣數(shù)量的小液壓缸 5。當(dāng)小液壓缸的上腔接通壓力油時(shí)，活塞 6 便壓向鋼球 8， 撐開(kāi)夾緊瓦，并夾緊蝸輪 2。在工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，先使小液壓缸的上腔接通回油路，在彈簧 7 的作用下，鋼球 8 抬起，夾緊瓦將蝸輪松開(kāi)。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾動(dòng)軸承支承，并由圓錐滾柱軸承 12 及雙列向心圓柱滾子軸承 11 保持準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)中心。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位精度主要取決于蝸桿副的傳 動(dòng)精度，因而必須采用高精度蝸桿副。在半閉環(huán)控制系統(tǒng)中，可以在實(shí)際測(cè)量工作臺(tái)靜態(tài)定位誤差之后，確定需要補(bǔ)償角度的位置和補(bǔ)償?shù)闹担洃浽谘a(bǔ)償回路中，由數(shù)控裝置進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在全閉環(huán)控制系統(tǒng)中，由高精度的圓光柵 10 發(fā)出工作臺(tái)精確到位信號(hào)，反饋給數(shù)控裝置進(jìn)行控制。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)有零點(diǎn)，當(dāng)它作回零運(yùn)