理方式，使世界制造业的格局发生了变化。直以来，数控雕铣机向着高速化高精度化高可靠性复合化智能化柔性化集成化开放性等主要方向发展。其中，以髙切削速度高进给速度高加工精度为主要特征的高速加工技术是当代四大先进制造技术之，是制造技术产生第二次革命性飞跃的项高新技术。它能大幅度提高机械加工精度和生产效率，不仅能适应单件各批量生产，还能加工传统方法难以加工的形状复杂精确度高的零件。所以高速数控雕铣机的应用将更好地发挥数字技术和信息技术对提升制造业水平的重大作用。高速数控雕铣机的特点和现状国内外高速数控雕铣机的现状和发展趋势作为高速加工技术产品的数控雕铣机综合了数控铣和数控雕刻机的所有功能。从理论上讲，凡是能数控铣的或能数控雕刻的工艺内容都可用本机床来完成。国内高速数控机床产品的研究还处于刚起步阶段，在技术上大多还不够成熟，市场占有率较小。在日美西欧等发达国家高速数控机床的技术已较成熟，正处于迅速产业化阶段。虽然国外的高速机在技术上有定的优势，但价格昂贵。目前我国急需国产数控机床高速化，有关企业从国外购买高速数控关键单元设备，由于国外对该单元生产技术不予出口，所以我国目前在高速加工技术处于被动落后的地位。目前，新型大功率数控雕铣机主轴的转速正在由提高到甚至更高，最大连续输出转矩正由提高到甚至更高，快速移动由提高到，定位精度由提高到。重二〇〇年十月二十六日星期复定位精度由提高到。新代数控雕铣机这些综合性能指标的大幅提高，对机床的性能提出了更高的要求。而在高速下同时达到不影响精度，甚至提高精度，在高精度的要求下同时达到高效率往往是困难的。如何大幅度同时提升精度速度及加工效率，使之达到最佳的优化组合，是目前设计者在新机床的设计时所必须解决的难题。典型高速数控雕铣机介绍广州鑫泰定梁式数控雕铣机系列广州鑫泰定梁式数控雕铣机机械性能参数指标见表，模型图见图表雕铣机机械性能参数指标主要机械性能指标项标准值工作台尺寸轴最大工作行程最大进给速度主轴电机功率主轴转速范围最高切削进给速度轴运动定位精度轴重复定位精度机床外形尺寸机器总功率机器轴联动数个二〇〇年十月二十六日星期图雕铣机模型图特点及应用定梁式数控雕铣机系列配备名牌精密数控系统，采用台湾知名厂商高精密直线导轨，具有高强度导向精度和运动平稳性，适合于高速雕铣加工，具备标准化功能，是中档高效的数控加工设备。该系列机床为龙门式结构，整机刚性好，操作方便灵活，扩展性强，可实现三轴联动四轴联动五轴联动，用途广泛，特别适用于文字图案雕刻以及各种形状复杂的二三维凹凸模型的型腔和表面的加工，适于小批量模具零件的生产。数控雕铣机的组成及工作原理数控雕铣机的组成数控雕铣机般由控制介质数控装置伺服机构和机床本体机械部件组成，如图所示，其中实线部分表示开环系统。为了提高加工精度，再加入测量装置，由虚线构成反馈，成为闭环系统。二〇〇年十月二十六日星期图数控雕铣机的组成数控雕铣机的工作原理用数控雕铣机加工零件时，首先将加工零件的几何信息和工艺信息编制成加工程序，由输入部分送入数控装置，经过数控装置的处理运算，按各坐标的分量送到各轴的驱动电路，经过转换放大进行伺服电动机的驱动，带动各轴运动，并进行反馈控制，使刀具与工件及其它辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序轨迹和参数有条不紊地工作，从而加工出零件的全部轮廓。数控雕铣机的加工，是把刀具与工件的运动坐标分割成些最小的单位量，及最小位移量，由数控系统按照零件程序的要求，使坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动，完成对零件的加工。当走刀轨迹为直线或圆弧时，数控装置则在线段的起点和终点坐标之间进行插补，求出系列中间点的坐标值，然后按中间的坐标值，向各坐标输出脉冲数，保证加工出需要的直线或圆弧轮廓。对任意曲面零件的加工，必须使刀具运动的轨迹与该曲面完全吻合，才能加工出所机的工作。通过工作台两端安装的接近开关发出的信号控制工作台的启停以及反向。任何个数控系统都由硬件和软件两部分构成。硬件是整个系统的基础，其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。而软件则是系统的灵魂，只有有了软件系统各硬件部分才能协调工作，发挥作用。单片机系列源于公司的系列，具有典型的单片机结构体系，其基本结构如图所示。专门设计的系统，典型的外围功能单元和归化的端口。图基本结构图单片机的外围电路有片内程序存储器数据存储器二〇〇年十月二十六日星期端口和特殊功能寄存器。外部电路扩展芯片内部有字节的数据存储器，内部地址为，用作工作寄存器堆栈软件标志和数据缓冲器，对内部数据存储器有着丰富的操作指令。但是在数控系统中单用片内数据存储器往往是不够的，因此在本设计中外接芯片来扩展的数据存储器。由于内部只有程序存储器，所以在实际应用中常外接片芯片来扩展程序存储器。为地址锁存允许，当送低位地址时使用，接的端，高电平有效，当不传送数据时无效。低电平有效，偏外取指令控制。当其有效时选通外部存储器，向应的指令字节出现在的数据线上，同是输入到口，将读取向应的指令到指令寄存器。为芯片内部振荡电路输入端，为振荡电路输出端，系统采用内部时钟电路。在引脚上接上晶振电路，使内部产生自激振荡。晶振电路般采用石英晶体和电容组成并联谐振电路。晶振频率可以在之间选择。本设计选取晶振频率为，电容在之间选择。电容的大小对晶振频率有微小影响，因此可以起到频率微调作用。为复位控制，高电平有效。当端输入高电平时，初始化复位，只要输入端保持高电平则循环复位,在复位有效期间也输出高电平。当输入返回低电平后，从地址开始执行程序。单片机通常采用上电复位和手动复位相结合的复位方式，以便在出现紧急情况时能使空置系统迅速复位，不至于造成事故，具体复位电路间控制电路原理图。程序存储器和数据存储器扩展芯片简介。是种只用电源，位紫外线擦除，用非电源编程的只读存储器。引脚功能如下位地址端为片选端为输出允许为输出端为编程端没有内部连接为编程电源为电源为地。用它可以扩展片外程序存储空间。位数据存储器，集成度很高。它的引脚功能如下为位地址线，输入地址与内部存储单元相对应为位数据线为片选信号线，低电平有效为读信号线，低电平有效为写信号线，也是低电平有效。二〇〇年十月二十六日星期工作台工作台位输出板位输入板电源指示灯急停信号手动操作机步进电机驱动器向步进电机驱动器向步进电机驱动器向步进电机向步进电机向步进电机向工作台步进电机运动控制卡控制系统总体设计为保证该系统能够精确定时和实时处理内外信号，在硬件方面采用硕华步进电机控制卡输入输出卡构成数控系统。系统硬件采用总线和模块化结构设计，控制卡插在总线扩展槽上。卡主要是步进电机位移及速度控制限位开关响应刀具半径补偿外部信号输入和控制信号输出插补运算等功能，总体结构设计如图图总体结构图该系统采用了嵌入式结构，所用硬件少，成本低，并利用强大的软件功能与执行机构相结合，大大降低了软件开发的难度，极大地提高了控制系统的开放性，顺应了数控技术的发展。二〇〇年十月二十六日星期零件加工的相关程序数控机床的坐标系统包括坐标系坐标原点及运动方向。建立机床的坐标系是为了确定刀具或工件在机床中的位置，以及机床运动部件的位置及其运动范围。国家标准统规定了数控机床坐标系中各坐标轴的名称及其正负方向，这样可以简化数控程序编制，并使编制的程序对同类型机床具有互换性。坐标系及其运动方向数控机床坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系，三个基本坐标轴成为和轴，绕和轴做旋转运动的轴分别称为和轴，逆时针方向为正。机床的运动是指刀具和工件之间的相对运动，律假定工件静止，刀具在坐标系内相对工件运动。刀具移动时，其移动的正方向和轴的正方向相同工件移动时，其移动的正方向与轴的正方向相反。零件加工程序举例要求在的精毛坯上铣削个槽，如图，毛坯材料为硬铝，采用的键槽铣刀，按刀具轨迹编制数控加工程序。二〇〇年十月二十六日星期图零件图参考程序如下程序名设置零点偏移，主轴正转，转速，号刀具刀具空间快速移动到点上方处刀具以的转速垂直下刀，深，进给速度点加工到点，进给速度点加工到点，进给速度点加工到点，进给速度抬刀，方向坐标刀具空间快速移动到点上方处刀具垂直下刀，深，进给速度点加工到点，进给速度二〇〇年十月二十六日星期点加工到点，进给速度刀具抬刀，方向坐标刀具空间快速移动到点上方处刀具垂直下刀，深，进给速度点加工到点，进给速度抬刀，方向坐标刀具空间快速移动到点上方刀具垂直下刀，深，进给速度点加工到点，进给速度抬刀，方向坐标刀具空间快速移动到点上方垂直下刀，深，进给速度点加工到点，进给速度抬刀，方向坐标程序结束二〇〇年十月二十六日星期参考文献文怀兴等数控机床系统设计第二版北京化学工业出版社，林宋等现代数控机床北京化学工业出版社，王润孝等机床数控原理与系统西安西安工业大学出版社，白恩远等现代数控机床伺服及检测系统北京国防工业出版社，杜君文等机械制造技术装备及设计天津天津大学出版社，文怀兴等数控机床设计实践指南北京化学工业出版社，王浩等数控机床电气控制北京清华大学出版社，叶晖图解数控系统系统维修技巧北京机械工业出版社，任建平等现代数控机床故障诊断及维修北京国防工业出版社，李峻勤等数控机床及其使用与维修北京国防工业出版社，吴玉厚等数控机床高速主轴系统北京科学出版社，陈世坤电机设计第二版北京机械工业出版社，李伯民现代磨削技术北京机械工业出版社，龚江宏陶瓷材料断裂力学北京清华大学出版社，蔺丽莉数控铣编程从入门到精通北京科学出版社，张英伟数控铣削编程与加工技术第二版北京电子工业出版社，胡家富图解铣工入门北京中国电力出版社，张勇等车床数控化改造实例北京机械工业出版社，杨俊机械数控系统课程设计指导书北京中国科学技术出版社，王也仿可编程控制器应用技术北京机械工业出版社，王世辉对普通车床进行数控化改造的简便设计方法制造业自动化二〇〇年十月二十六日星期致谢本文的研究工作是在导师赵俊生和郭维峰的精心指导下顺利完成的。导师渊博的知识，丰富的科研工作经验，做学问严谨的态度和开阔的思路深深的感染了我,使我受益匪浅。在课题的研究过程中，对论文结构的组织及全文的总构进行了多次细致认真的审改，并提出了宝贵的意见。而各位老师还对我个人的钻研态度价值取向及发展道路等各方面进行了正确的引导。在此次的毕业设计中通过认真查找资料，与同学交流，完成了初稿。这次的设计又让我学到了很多知识，也温故了以前的知识，使我发现自己的知识是多么的少，这将促使我更加发奋地学习。在此即将毕业之际，我对导师和同学对我的帮助表示由衷的感谢和敬意。二〇〇年十月二十六日星期毕业设计说明书数控雕铣机总体设计班级学号姓名学院专业指导教师年月软件工程郭维峰，赵俊生软件学院二〇〇年十月二十六日星期数控雕铣机总体设计摘要数控雕铣机是典型的机电体化产品，它的功能复合化，其核心是在台机床上要完成铣雕等多种操作工序，弥补了加工中心和数控雕