1、。主轴脉冲发生器般采用增量式光电编码器，其安装通常有两种方式同轴安装异轴安装。同轴安装方式是直接与车床主轴的后端相联结，这种方式结构简单，但缺点是安装后不能加工穿出车床主轴孔的零件异轴安装方式是通过桥齿轮或同步齿形带传动，使主轴与光电编码器同步转动，其结构复杂，但避免了前述同轴安装的缺点。本设计中是采用异轴安装方式。主轴脉冲发生器输光学元件，安装时应小心轻放，不能有较大的冲击和振动，以防损坏玻璃光栅盘，造成报废。令应注意主轴脉冲发生器的最高运行转速，车床主轴的转速必须小于此转速，以免损坏脉冲发生器。伺服进给系统的改造设计与计算伺服进给机构的设计是普通车床经济型数控改造的主要部分，如果说系统是数控机床的“大脑”，是发布“命令”的指挥机构，那么，伺服驱动系统便是数控机床的“四肢”，是执行机构，它忠实而准确的执行由系统发来的运动命令。伺服控。

2、设计数控机床分级变速箱时,公比的选取有以下三种情况取变速箱的公比等于电机的恒功率调速范围,即。如果为了简化变速箱的结构，希望变速级数少些，则不得不取较大的公比。数控车床在切削阶梯轴成行螺旋面或端面时，有时需要进行恒线速切削。经综合分析比较选有第种情况的公比。取变速箱的公比等于电机的恒功率调速范围,即.则机床主轴的恒功率变速范围为变速箱的变速级数.其中主轴恒功率区变速范围变速箱的公比必须是整数，可取变速箱的变速级数。其转速图如图所示。电动机经定比传动，使变速箱的轴Ⅰ得到恒功率和恒转矩的转速。如果经ⅠⅡⅢ轴之间的两对的齿轮传动，主轴能得到恒功率转速范围。当主轴转速降到时，电动机转速降到额定转速。如果电动机转速继续下降，则将进入恒转矩区，最大输出功率也将随之下降。表现在图的功率特性图上，主轴转速为时，为段，是恒功率。当电动机转速低于额定转速。

3、行比较当•主•时电磁离合器和吸合，和分离，此时整个系统的转动比是，交流电动机的进行恒转矩传动。其转速为电主••。当•主•时电磁离合器和吸合，和分离，此时整个系统的转动比是，交流电动机的进行恒功率传动。其转速为电主••。当•主•时电磁离合器和吸合，和分离，此时整个系统的转动比是，交流电动机的进行恒功率传动。其转速为电主••。当•主•时电磁离合器和吸合，和分离，此时整个系统的转动比是，交流电动机的进行恒功率传动。其转速为电主••。改造后的机床为实现其螺纹加工还须配置主轴脉冲发生器作为车床主轴位置信号的反馈元件。它与车床主轴同步运行，采集主轴运动时的数据信息，发出主轴转角位置变化信号，输入到数控系统内，再由数控系统通过软件控制，以保证主轴每转转时，螺纹车刀也同步在纵向进给个螺纹，并保证螺纹加工中分几次切削时不发生乱扣，即每次螺纹切削进刀位置。

4、速的变换则由电动机转速的变换与齿轮有级变速机构的变换相配合来实现的。机床主运动变速系统中主轴的转速是如何由电动机的转速齿轮有级变速级数相配合来实现的，为了获得主轴的转速必须接通相应的有级变速级数和电动机的调压转速或调磁转速。理论上说电动机的转速可以无级调速，但是，主轴转速代码最多只有种，即使是使用四位代码直接指定主轴转速，也只能按转递增，而且分级越多指令信号的个数越多，更难于实现。因此，实际上还是将主轴转速按等比数列分成若干级，根据主轴转速的代码发出相应的有级级数与电机的调速信号来实现主轴的住动变速。电机的调压或调磁变速，由电动机的驱动电路根据转速指令电压信号来变换。齿轮有级变速则才用夜压或电磁离合器实现。分级变速箱的设计数控机床的分级变速箱由于位于调速电机与主轴之间,因此,设计时除遵循般有级变速箱设计原则外,必须处理好公比的选择.在。

5、装置中常用的操作元件。电磁离合器用于数控机床的主转动时，能简化变速机构，操作方便，通过若干个安装在各转动轴上的离合器的吸合和分离的不同组合来改变齿轮的传动路线，实现主轴的变速。图电磁离合器变速的主传动系统图图是采用电磁离合器变速的传动系统图，该传动系统由四对相互啮合的齿轮构成二级齿轮变速。每对相啮合的齿轮中有个空套在传动轴上，并与电磁离合器的联接件联接，离合器与传动轴采用花键联接，空套齿轮与传动轴之间只有在电磁离合器吸合时才能传动。因此，通过各离合器的吸合和分离的不同组合可以改变运动的传动路线，实现主轴的变速。对所示系统，四个离合器有种可实现传动的组合，由于有两组齿轮的齿数样，因而有条不同的传动路线，可获得档机械变速表.表.电磁离合器动作与传动比电动机转速•主轴转速•传动比电磁离合器当从装置中输出主轴转速主时，此主轴转速主经过比较器进。

6、制系统是联接数控系统与机床的枢纽，其性能是影响数控机床的精度稳定性可靠性加工效率等方面的重要因素。.伺服系统的组成原理和要求伺服系统的组成原理机床进给伺服系统主要由伺服驱动控制系统与机床进给机械传动机构两大部分组成。机床进给机械传动系统通常由减速齿轮滚珠丝杠机床导轨和工作台拖板等组成。对于伺服驱动控制系统，按其反馈信号的有无，分为开环和闭环两种控制方式。对于开环伺服系统只能由步进电机驱动，它由步进电机驱动电源和电动机组成。闭环伺服系统则分为直流电动机和交流电动机两种驱动方式，并且是双闭环系统，内环是速度环，外环是位置环。速度环中用作速度反馈的检测装置为测速发电机脉冲编码器等。速度控制单元是个独立的单元部件，它由速度调节器电流调节器以及功率驱动放大器等部分组成。位置环是由装置中的位置控制模块速度控制单元位置检测及反馈控制等部分组成。根据。

7、时，最大输出功率将沿段虚线下降。图传动系统及功率特性图当主轴转速降到时，变速箱变速，经传动主轴。这时电动机转速自动地回到最高转速。当电动机又从降到时，主轴从降到，还是为恒功率。在功率特性图上为段。当主轴转速降到时，变速箱变速，经转动主轴。电动机又回到最高转速。主轴从降到，在特性图上为段。主轴的转速已低于原要求的计算转速，以下进入恒转矩段。靠电动机继续降速得到，当电动机转速降到时，主轴转速降到，即为主轴的最低转速，这时电动机的最大输出功率为.即为额定功率的。在图中，应为条直线。为了清楚起见，把它画成三段，并略错开。可以看出，主轴恒功率变速范围是由段组成的，每段的变速范围为电动机的恒功率调速范围。所以，变速箱的公比。电动机的功率根据主轴的需要选择。主轴计算转速为点的转速。表.为主轴转速与有级级数和电动机调压调磁转速的关系.表.主轴转速与有。

8、即有足够的输出扭矩或驱动功率。特别是要满足强力切削和高速切削的要求，并且还要求系统有相应的过载能力，以确保稳定性。对进给伺服系统除了上述五项主要性能指标外，也要求温升低噪声小效率高体积小价格低控制方便线性度好如输出速度与输入电压成线性可靠性高，维修保养方便，对温度湿度等环境要求宽等等。.伺服进给机构的设计内容和设计计算数控机床的伺服进给系统的控制方式有多种，如开环控制闭环控制以及半闭环控制。正如总体设计方案论证中所说，本设计任务的精度要求不高，结合经济型改造的特点，设计者采用以步进电机为驱动的开环控制方式来设计其伺服进给系统。下面对开换系统的控制形式及特点加以简要分析。工作原理及控制特点开环控制系统利用脉冲马达的伺服性能，即对应定的脉冲，必定有定的转角，从而通过丝杠螺母机构使工作台移动定的距离。定位精度虽然开环控制系统很难保证较高的位。

9、级级数和电动机调压调磁转速的关系•有级级数•Ⅰ••Ⅱ••Ⅲ••Ⅳ••图为转矩特性。从至，转矩随转速下降而上升。至点为主轴输出的最大转矩。为转矩区。至也是由三段拼成的。分段有级变速传动方案确定传动方案的设计计算由前面计算得，带传动的传动比取故取齿轮的设计计算大小齿轮都采用号钢调质，选小齿轮硬度为，大齿轮硬度为，精度选用六级，模数.,齿宽,螺旋角所以还应该校核齿轮表面接触疲劳强度，弯曲疲劳强度。经校核均合格，其校核过程略。.电磁离合器的设计计算有级变速的自动变换方法般有液压或电磁离合器两种。液压变速机构是通过液压缸活塞杆带动拔叉推动滑移齿轮移动来实现变速，双联滑移齿轮用个液压缸，而三联滑移齿轮必须使用两个液压缸实现三位移位。电磁离合器是应用电磁效用接通或切断运动的元件，由于它便于实现自动操作，并有现成的系列产品可供选用，因而它已成为自动。

10、自动完成整个加工过程，它不象普通机床那样，中间可以由操作者测量工件后再通过操纵手轮来修正加工偏差。由于数控机床是按加工程序次完成加工，所以进给系统的定位精度直接决定了工件的加工精度，这也是考核数控机床的项至关重要的性能指标。通常影响数控加工精度的主要因素有数控系统精度主要取决于插补运算精度伺服系统精度机床机械精度如主轴刀架工作台回转精度，刀具工件装夹精度等。其中伺服系统精度起主要作用。快即快速响应性。机床进给伺服系统实际上就是种高精度的位置随动系统，它不但要求静态误差小，也要求动态响应快，具体表现在起停的升降速过程短，有较高的加速度，即要求系统的机电时间常数小，反应灵敏。宽即有较宽的调速范围。通常数控机床在实际运行中，对工作台的进给速度要求满足两项指标轻载快速趋近定位速度即编程指令的速度切削进给速度即编程指令等后面的值所要求的速度。足。

11、置控制精度，对于影响定位精度的机械传动装置的刚度摩擦惯量间隙等的要求较高，般在之间但对于经济型数控车床来说，定位精度要求并不高。稳定性结构简单，调试方便，工作可靠，稳定性好。纵向进给系统的设计与计算进给系统的设计内容经济型数控车床的改造般是将丝杠光杠及安装座拆去，配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电动机及减速箱安装在车床的车尾。书控车床通过步进电动机经减速驱动滚珠丝杠，带动刀架左右移动。纵向进给系统设计的主要内容有滚珠丝杠副的设计计算及选择减速比的确定及减速箱的设计步进电动机的选择等。纵向进给系统的设计计算已知条件纵向脉冲当量.脉冲纵向最高进给速度车床工作台质量根据图形尺寸粗略计算。时间常数纵向进给切削力的确定根据机床设计手册查出，式中进给系统所需电机功率主传动电机功率由前面的设计计算可知取比例系数为则.根据机床设计手册查出。

12、其位置检测信号所取部位不同，它又分为半闭环和全闭环两种。半闭环采用转角位置检测装置，安装于滚珠丝杠端部，或直接与伺服电动机转子的后端相连与伺服电动机成体对于全闭环系统需要采用直线位置检测装置，安装于机床导轨与工作台拖板之间。通常伺服驱动控制单元与电动机由个生产厂家配套提供甚至包括位置检测装置。伺服系统的要求伺服系统是把数控信息转化为机床进给运动的执行机构。为确保机床的加工质量和效率，机床对其伺服系统有“稳准快宽足”五个要求，它反映了伺服驱动系统的五项性能指标,具体的内容如下稳即稳定性，也就是要求系统有较好的抗干扰性，保证电源环境负载等所产生的波动对其影响甚小，有较硬的调速机械特性，过载能力强，稳定性好，适应性好，以确保工件加工的致性。准及准确性，为确保加工质量，除要求系统稳定外，还必须有较高的准确定位精度。数控机床是由数控系统发出指令。

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