的数控车床总体设计及横向进给设计摘要中控制，甚至远距离遥控。高精度数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。我国近几年数控机床虽然发展较快，但与国际先进水平还存在定的差距，主要表现在可靠性差，外观质量差，产品开发周期长，应变能力差。为了缩小与世界先进水平的差距，有关专家建议机床企业应在以下个方面着力研究．加大力度实施质量工程，提高数控机床的无故障率。．跟踪国际水平，使数控机床向高效高精方面发展。．加大成套设计开发能力上求突破。．发挥服务优势，扩大市场占有率。．多品种制造，满足不同层次的用户。．模块化设计，缩短开发周期，快速响应市场。数控机床使用范围越来越大，国内国际市场容量也越来越大，但竞争也会加剧，我们只有紧跟先进技术进步的大方向，并不断创新，才能赶超世界先进水平。第章数控机床总体方案的制订及比较.总体方案比较总体方案应考虑车床数控系统的运动方式进给伺服系统的类型数控系统的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。数控车床后应具有单坐标定位，两坐标直线插补圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。属于经济型数控机床，在保证定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电动机的开环控制系统。比较项目方案方案二确定后的方案具体原因主轴箱分级变速采用调速电机齿轮传动采用三相异步电机减速器方案变速级数比较多满足多种加工需要，也符合任务书要求进给机构滚珠丝杠步进电机滚珠丝杠伺服电机方案脉冲当量步进电机控制的准确刀架四工位回转刀架六工位回转刀架都可以各有各的好处尾座液压尾座手动普通尾座液压尾座可通过数控系统调整方便数控系统位单片机位单片机方案基本需求可以满足.设计要求设计参数包括车床的部分技术参数和设计数控进给伺服系统所需要的参数。现列出卧式车床的技术数据名称技术参数在床身上工件最大直径在刀架上顶尖间最大距离公制螺纹种加工螺纹范围英制螺纹种模数螺纹.种径节螺纹种最大通过直径孔锥度莫氏主轴正转转速级数正转转速范围反转转速级数反转转速范围纵向级数进给量纵向范围横向级数横向范围滑板行程横向纵向最大行程刀架最大回转角刀杠支承面至中心的距离刀杠截面顶尖套莫氏锥度尾座横向最大移动量外形尺寸长宽高圆度.工作精度圆柱度.平面度.表面粗糙度主电动机.电动机功率总功率.改造设计参数如下最大加工直径在床面上在床鞍上最大加工长度快进速度纵向.横向.最大切削进给速度纵向.横向.溜板及刀架重力纵向横向代码制脉冲分配方式逐点比较法输入方式增量值绝对值通用控制坐标数脉冲当量纵向.脉冲横向.脉冲机床定位精度.刀具补偿量.进给传动链间隙补偿量纵向.横向.自动升降速性能有.数控车床方案确定主传动系统设计为了保证主轴在运动时有准确的定位，安装主传动的定位检测装置。采用电气式主轴准停装置，利用磁力传感器检测定位。只要数控系统发出指令信号，主轴就可以准确的定位。这种磁力传感器的工作原理是，在主轴上装上永磁铁和主轴起旋转，在距离磁铁的旋转轨迹外，固定个磁传感器，当传感器发出信号后经过放大，由定向电路使电动机准确的停止在规定的周向位置上。将主传动采用变频交流电动机无级调速。低档转速为，高档转速为的数控车床总体设计及横向进给设计摘要，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成体，这样，使结构更加紧凑。．混合控制数控机床将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式开环补偿型。图为开环补偿型控制方式。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。半闭环补偿型。图为半闭环补偿型控制方式。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统。其中是速度测量元件如测速发电机，是角度测量元件，是直线位移测量元件。数控机床的组成数控机床通常由控制系统伺服系统检测系统机械传动系统及其他辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动指令，使刀具和零件执行数控代码规定的运动检测系统则是用来检测机床执行件工作台转台滑板等的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置辅助系统种类繁多，如固定循环能进行各种多次重复加工自动换刀可交换指定刀具传动间隙补偿偿机械传动系统产生的间隙误差等等。数控机床的数字控制数控装置包括程序读入装置和由电子线路组成的输入部分运算部分控制部分和输出部分等。数控装置按所能实现的控制功能分为点位控制直线控制连续轨迹控制三类。点位控制是只控制刀具或工作台从点移至另点的准确定位，然后进行定点加工，而点与点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床数控镗床和数控坐标镗床等。直线控制是除控制直线轨迹的起点和终点的准确定位外，还要控制在这两点之间以指定的进给速度进行直线切削。采用这类控制的有平面铣削用的数控车床，以及阶梯轴车削和磨削用的数控车床和数控磨床等。连续轨迹控制或称轮廓控制能够连续控制两个或两个以上坐标方向的联合运动。为了使刀具按规定的轨迹加工工件的曲线轮廓，数控装置具有插补运算的功能，使刀具的运动轨迹以最小的误差逼近规定的轮廓曲线，并协调各坐标方向的运动速度，以便在切削过程中始终保持规定的进给速度。采用这类控制的有能加工曲面用的数控车床数控车床数控磨床和加工中心等。数控机床的伺服机构伺服机构分为开环半闭环和闭环三种类型。开环伺服机构是由步进电机驱动线路，和步进电机组成。每脉冲信号使步进电机转动定的角度，通过滚珠丝杠推动工作台移动定的距离。这种伺服机构比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。半闭环伺服机构是由比较线路伺服放大线路伺服马达速度检测器和位置检测器组成。位置检测器装在丝杠或伺服马达的端部，利用丝杠的回转角度间接测出工作台的位置。常用的伺服马达有宽调速直流电动机宽调速交流电动机和电液伺服马达。位置检测器有旋转变压器光电式脉冲发生器和圆光栅等。这种伺服机构所能达到的精度速度和动态特性优于开环伺服机构，为大多数中小型数控机床所采用。闭环伺服机构的工作原理和组成与半闭环伺服机构相同，只是位置检测器安装在工作台上，可直接测出工作台的实际位置，故反馈精度高于半闭环控制，但掌握调试的难度较大，常用于高精度和大型数控机床。闭环伺服机构所用伺服马达与半闭环相同，位置检测器则用长光栅长感应同步器或长磁栅。数控机床的关键零部件为了保证机床具有很大的工艺适应性能和连续稳定工作的能力，数控机床结构设计的特点是具有足够的刚度精度抗振性热稳定性和精度保持性。进给系统的机械传动链采用滚珠丝杠静压丝杠和无间隙齿轮副等，以尽量减小反向间隙。机床采用塑料减摩导轨滚动导轨或静压导轨，以提高运动的平稳性并使低速运动时不出现爬行现象。由于采用了宽调速的进给伺服电动机和宽调速的主轴电动机，可以不用或少用齿轮传动和齿轮变速，这就简化了机床的传动机构。机床布局便于排屑和工件装卸，部分数控机床带有自动排屑器和自动工件交换装置。大部分数控机床采用具有微处理器的可编程序控制器，以代替强电柜中大量的继电器，提高了机床强电控制的可靠性和灵活性。随着微电子技术计算机技术和软件技术的迅速发展，数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能可靠性也大大提高数控系统本身将普遍实现自动编程。数控机床的发展方向未来数控机床的类型将更加多样化，多工序集中加工的数控机床品种越