数控铣床总体设计及垂直进给系统设计摘要指系统在给定输入或受外界干扰作用下，能在短暂的调节后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。快速响应，无超调它是衡量伺服系统动态品质的重要指标，反映了系统的跟踪精度。低速大转矩机床加工的特点是在低速时进行重切削。因此，要求伺服系统在低速时要有大的转矩输出。调速范围宽指机械要求电机能提供的最高转速和最低转速之比。在数控机床中，由于加工用刀具被加工材质及零件加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求伺服系统具有足够宽的调速范围。导轨副的设计铣床采用的是铸铁淬火钢滑动导轨，动静摩擦系数相差较大，低速易出现爬行，平稳性和定位精度较低，能量损失大。在数控设计中可采用在原导轨上粘贴聚四乙炔软带涂层的方法，以减小摩擦系数，增加耐磨性，且具有良好的自润滑性和抗震性，该方法实现易费用低。.微机系统的硬件与软件设计控制系统设计的总体考虑确定功能指标明确硬软件分工重视接口设计认真选择微机。系统软件的设计本系统采用单片机对步进电机进行控制，使机床移动部件沿坐标方向移动，实现刀具与工件的相对运动，完成零件加工。软件系统由初始化模块键盘处理模块显示模块输入输出处理模块等组成。其中步进电机控制程序由软件实现脉冲分配由单片机实现环形分配，通过改变相应端口的状态完成控制过程。硬件系统设计本系统采用系列单片机芯片为控制器，片的作为程序存储器扩展芯片数据存储器扩展芯片用片的而选用片可编程并行接口芯片作为系统扩展的口，对轴步进电机及主轴进行控制,通过键盘的命令可使工作台联动，并可以灵活地输入切削程序和数据。用片做为机床开关刀架控制信号及主轴编码器反馈信号口用片作为键盘显示器接口，识别键盘按键信号，对显示器自动扫描，完成键盘输入和显示控制功能采用做为统地址译码器寻址，并用为地址锁存器，并由对各步进电机脉冲信号进行环形分配，如图所示。图数控系统硬件结构框图为避免强电干扰可采用光电耦合电路进行光电隔离。因为输出的信号功率很小，故用功率放大器对输出的脉冲信号放大，以驱动步进电机工作。.设计方案论证机床的数控设计，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。数控铣床是机电体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有相似之处。然而，现代的数控机床不是简单将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机床的基础上，仅对局部加以改进而成。传统机床存在着些弱点，如刚性不足，抗震性差，热变形大，滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度，表面质量，生产率以及使用寿命等要求。现代机床的部件结构，整体布局，外部造型都已经形成了数控机床独特的机械部件。因此，我们在对数控机床进行数控设计的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能的与数控机床相接近。机床的设计主要应具备两个条件.机床基础件必须有足够的刚度.改装的费用要合适，经济性好。改装前要对机床的性能指标做出决定，改装后其各项指标能达到数控加工的要求。将台铣床改装成微机数控铣床，要求原机床的改动尽量少，以降低成本，提高性价比。根据这个要求保留原机床的主轴旋转运动以及纵横向进给的机动部分，设计后的数控铣床要求结构简单经济实用易于推广普及。因此采用步进电机为饲服元件，用来驱动纵横向工作台的进给运动。拆除机床上原有的纵横向丝杠螺母元件，改用步进电机和减速齿轮驱动的滚珠丝杠螺母副。并数控铣床总体设计及垂直进给系统设计摘要靠性和降低整机的价格。应当注意，单独签订合同购买附件的单价大大高于随同主机起供货的附件单价,应尽可能在购买主机时并购置部分易损部件及其他附件。.经济性。经济性是指选用的数控机床在满足加工要求的条件下,所支付的“钱”最少或较为合理的。经济性往往是和实用性紧密相连的,机床选得实用经济,可避免不必要的浪费,避免以高代价换来功能过多而又不实用的较复杂的数控机床，避免在操作使用维护保养等诸多方面带来困难。数控机床的设计使用寿命般为年,主要以数控方面的使用寿命为准。同时还得考虑市场占有率,市场占有率高的数控设备说明是旺销产品,已受到多数用户的青睐和肯定,般不会有太多的质量问题。选购数控机床应考虑投资回报,能够在短期内收回投资的机床才是好机床。因为数控机床的主要优势是实现工序集中，从而提高生产率和加工精度，所以数控机床既适于单件小批生产，又适于大批量生产。多数中小型企业购买的数控机床用于批量生产，因为批量生产不仅节省编程对刀等辅助时间，提高机床利用率而且对操作者的技术要求不高，人工费用也相对较低。所以用于大批量生产的机床投资回报较快。少数产品附加值高，具有定经济实力的企业，为了生产组织方便而购买用于单件生产的数控机床。机床利用率较低时，不仅要考虑设备的使用费用，比如润滑油冷却液电力消耗等，还要计算设备折旧。另外个不可忽视的因素是设备的贬值，数控机床的升级更新较快，同配置的台机床，现在售价万，三年后可能降至万，这样算起来贬值和折旧样不可忽视。所以没有定型产品或产品附加值较低的中小型企业，在购置贵重数控设备之前，定要充分研究收回投资的周期。有些企业事先确定较稳定的批量加工意向，甚至已经接到订单，选购机床时要求机床厂为其准备工装编制程序培训工人，即所谓“交钥匙”工程，这是投资数控机床最理想的情况。.稳定可靠性。数控设备的可靠性是广大数控设备用户必须关心的焦点问题,因此在选用数控设备时应注意生产厂家的规模和市场占有率,确认其产品是否达到国家规定的平均无故障时间标准规定为。目前多数机床厂都采购成熟的数控系统和零部件进行组装。国内应用较多的数控系统有日本德国的西门子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多，而床身中的直线导轨主轴又分别来自德国和台湾等地。所以机床的主要零部件的质量般是可靠的，需要重点考察的是数控机床组装企业的售后服务网络是否健全,服务队伍的素质是否能胜任工作,服务能否及时,是否能履行承诺等。.数控机床的发展趋向数控机床是由美国发明家约翰•帕森斯上个世纪发明的。随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电体化时代，其中数控机床就是代表产品之。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。技术发展趋势高速精密复合智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在.机床复合技术进步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣车复合车铣复合车镗钻齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“台机床就是个加工厂”“次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。五轴联动加工中心．数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。如自动调整干涉防碰撞功能断电后工件自动退出安全区断电保护功能加工零件检测和自动补偿学习功能高精度加工零件智能化参数选用功能加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品质。．机器人使柔性化组合