一种三坐标数控铣床的设计
三坐标立式数控铣床
• 3、1952年，美国PARSONS公司与麻省理工学
院伺服机构研究所协作，研制成功世界上第一台 数控三坐标镗铣床。
• 4、1958年，由清华大学和北京机床研究所研制
了我国第一代电子管101数控机床。
我国第一台数控机床
5、数控系统发展的两个阶段与六代历史： 1) 硬件联接数控（NC系统）：电子管、晶体管、 集成电路 2）软件联接数控（CNC系统）：小型计算机、 微处理器、CNC
伺服单元与驱动装置
3、主传动系统 1）作用：在机床切削加工时传递转矩，产生 主切削力，是形成机床切削速度戒消耗主要动力 的工作运动 。 2）类型：齿轮有级变速、电气无级调速。 3）组成（轳高档）：主轰驱动控制系统、主 轰电动机、主轰机械传动机构。
• 4、强电控制柜
5、轴助装置
FANUC
数控技术在我国的发展情况
1958—1979年间为第一阶段 （“沙滩上建大厦” ）
中国于1958-1960、1962-1965、1973-1978年曾先后三次在全国掀起数控机床的研制、 生产、攻关高潮 。
1979年至今为第二阶段（撑着拐仗走路 ）
中国先后从日、德、美、西班牙引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞 士、匈、奥、韩国引进数控机床先进技术，并开始合作、合资生产，解决了可靠性、 稳定性问题，数控机床逐步开始批量生产并正式用于生产制造。
主要内容
• 1、实习、调研查阅资料，熟悉课题。 3周 • 2、相关理论知识学习、研究，方案论证，总体设
计 3周 • 3、零部件结构设计、计算校核。 7周 • 4、撰写设计说明书。 2周 • 5、答辩准备。 1周
国外的其他数控铣床
• 在国际，德国、美国、日本等几个国家基本掌握
龙门式三坐标数控钻铣床设计
６ 【 要】 摘 普通钻铣床主要应用于 机械修配车间， 适合于 单件小批量生产， 可加工零件范围较广，ｌ ｌ具有较全面的通用 铣床功能， 既可以用于钻削 加工， －￣用于 也． ｊ － 铣削 加工。 提高 为了 普通钻铣床的自 ｌ 动 ６化程度和加工范围， 提出了 机床的总体设计方案， 讨论了 机床的总体布局与传动方案， 研究了 机械传动 ６ ｌ系 统和数控系 统硬件的设计方法， 设计了 一台小型龙门式．坐 Ｅ 标数控钻铣床。 － 该小型龙门式三坐标数 ｌ ｝ 控钻铣床具有结构简单， 性好， 动化程度和加工精度高以 刚 自 及操作维 修方便等优点。 ｌ
表 ２经运动变换虚拟； －后 Ｖ ＲＩ Ｔ测量结果 ｊｒ ￣ Ｅ ＣＵ
较为详细的论述 ， 推导出该类机床后置处理转角计算公式和刀位 点坐标转换计算公式 。 通过对 比工件设计与求解结果的虚拟加工 的结果表明， 该方法正确 、 可行 。另外 ， 该模型能适应不 同的机床 结构形式 ， 而且考虑 了机床结构误差 的影响 ， 为多坐标数控加工
平移运动副的运动量完全正确， 充分证明了所述机床运动变换建模 方法和求解方法的正确性 、 可行性， 同时具有较高的精确性。 表 ３ 比对 Ｕ Ｇ测量结果与 ＶＥ Ｉ Ｔ测量结果 ＲＣＵ
与液压 ，０ ９３ （ ） ７ １． ２ ０ ，７ １ ： — ９ １１
［］ ２ 陈涛 ， 彭芳瑜 ， 周云飞． 基于结构误差补偿 的多坐标 机床后置变换 ［］ Ｊ． 中国制造业信息化 ， ０ ，２２ ：８ ９ ． ２ ３３ （ ）８ — ０ ０
’ 中 图分类 号 ：Ｈ１ ，Ｇ 文 献标 识码 ： Ｔ ３Ｔ ５ Ａ
；
９
精度 、 效率、 品种等的要求越来 越大 ， 传统 的通用机床 、 专用机床
三坐标工作台控制系统设计
1总体方案的确定1.1引言现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1.2、设计任务主要是设计一个具有X、Y、Z三个坐标轴的工作台，能够沿着X、Y、Z轴运动，用于加工机床时不仅可以对空间任意平面加工,而且能对空间曲面加工；还能用于测量装置，可以对工件的三维坐标进行测量。
设计包括其机械结构部分，控制系统部分的软、硬件系统，能够实现基本的运动功能和联动功能。
1.3机械传动部件的选择1.3.1导轨副的选用要设计的工作台，需要承受20kN的载荷，载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行，传动效率高，结构紧，安装预紧方便等优点。
1.3.2丝杠螺母副的选用步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足0.005mm冲当量和01mm的定位精度，滑动丝杠副为能为力，只有选用滚珠丝杆.0副才能达到要求。
1.3.3减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构，选用无间隙齿轮传动减速箱。
1.3.4步进电动机的选用选定的脉冲当量尚未达到0.001mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有因此3000mm/min，故设计不必采用高档次的伺服电动机，因此可以选用混合式步进电动机。
以降低成本，提高性价比。
1.3.5检测装置的选用为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。
三轴数控机床的轨迹控制原理
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直线轨迹控制原理
1. 直线轨迹控制原理也 叫直线插补原理 2. 直线插补：一种插补 直线插补 方式，在此次方式中， 两点间的插补沿着直 线的点群来逼近，沿 此直线控制刀具的运 动。
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宁夏大学
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逐点比较插法直线插补
逐点比较法插补概念： 每走一步都将加工 点与给定轨迹进行比 较，以确定下一步进 Y 给方向。
F = X e Yj − X i Ye > 0
F<0 X
O
当M在OA下方，即F<0时；
F = X e Yj − X i Ye < 0
插补规则 Yj Ye < 当F≥0，则沿+X方向进给一步 X i Xe 当F<0，则沿+Y方向进给一步。
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偏差计算公式： F ≥ 0 ,Fm + 1 = F m − Y e
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三轴数控机床轨迹控制原理
二、直线控制数控机床
• • ① ② ③ ④ 3. 直线控制： 直线控制：运动路线只能沿 机床坐标轴平行移动。 机床坐标轴平行移动。 特点： 特点： 除了能控制点与点之间的准 确定位， 确定位，还要控制两相关点 之间的移动速度和路线。 之间的移动速度和路线。 同时控制的坐标轴只有一个 刀具能以指定的进给速度进 行切削 一般只能加工矩形、 一般只能加工矩形、台阶形 零件。 零件。 具有直线控制功能的机床： 具有直线控制功能的机床： 数控车床、铣床、磨床等。 数控车床、铣床、磨床等。
三轴数控机床轨迹控制原理
学 生：张伟永 学 号：12010130378 指导教师：段建中
三坐标立式数控铣床
更换。
常见故障及排除方法
主轴转动异常
检查主轴电机、传动系统是否正常，润滑是否良好，如有问题及 时维修或更换。
坐标轴移动不灵活
检查坐标轴导轨润滑是否良好，调整坐标轴间隙，确保传动系统 正常。
加工精度异常
检查机器各部件是否正常，如丝杠、轴承等是否磨损严重，如有 需要应及时更换。
04 加工工艺与精度
加工工艺
模具制造业
模具制造业是数控铣床的重要应用领域之一，主要用于模 具型腔、型芯等复杂结构的加工。
市场前景
01
市场需求持续增长
随着制造业的快速发展和技术水平的提高，三坐标立式数控铣床的市场
需求将持续增长。
02 03
竞争格局日益激烈
随着越来越多的企业进入该领域，三坐标立式数控铣床市场的竞争将越 来越激烈，企业需要不断提高产品技术含量和附加值，以提升市场竞争 力。
粗加工
去除大部分余量，为后续精加 工做准备。
半精加工
进一步加工工件，为精加工做 准备。
精加工
完成工件最终尺寸和表面质量 的加工。
切削参数选择
根据工件材料、刀具类型和加 工要求选择合适的切削速度、
进给速度和切削深度。
加工精度
几何精度
包括机床工作台定位精度、重复定位精度等。
控制精度
数控系统对机床运动的控制精度。
安全门
在加工过程中阻止操作者 接触旋转的主轴和刀具。
紧急停止按钮
在紧急情况下迅速停止机 床运动，保障操作人员安 全。
03 操作与维护
操作规程
操作前检查
在开机前，应检查三坐标立式数控铣床的电源、气源、润滑系统 等是否正常，确保机床处于安全状态。
操作步骤
三坐标数控磨床设计-毕业设计
中文摘要本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。
另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。
所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。
三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。
三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。
主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。
所有电机均有单片机进行控制。
此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。
设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。
关键词：数控三坐标铣床英文摘要This design is for tri-coordinate numerical control grinding machine .This machine tool can work along the curve and straight line through co-operation of three axles .By changing the abrasive wheel it can also process different type and outline .And thus improve the quality of its surface .Furthermore, this machine tool can handle the face-improving process of other tools and components .The tri-coordinate NC curved surface grinding machine work head is connected with stand post by means of a mouse-tooth device .It can change the angle between the main axle and work desk. The motion of tri-coordinate direction is urged by DC. The work desk is fixed at both ends, thus it can reach the high accuracy .Three coordinate direction move and urge by direct current serve electrical machinery and realize half close ring system through speed feedback and position feedback. Main shaft adopt and exchange electrical machinery by electrical machinery ,go on step speed regulation to their by converter. All electrical machineries are controlled by the one-chip computer.In this way the product produced are with high quality we mainly design the structure of the numerically controlled milling machine, and find out control prnciple of single tool machine: The design of the transmission structure of X、Y worktable .Mainly the application of boll beany; Assiting system with the control of open-loop system and its working prinples; The design of the whole machine structure and it advantages and disadvantages; The design of the numerically controlled device ,and its control principles. In this design ,we fully consider the practical orders of economy , technology and applicability and choose the least plan to get the least effect.Key Words: Numerical Control Tri-coordinate Milling Machine目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第一章概论 (1)1.1数控机床的产生与发展 (1)1.2何谓数控机床 (1)1.3数控机床的应用范围 (1)1.4数控机床的基本组成 (2)1.5数控机床的分类 (2)1.6数控机床的工作过程 (2)1.7数控机床的特点 (2)1.8磨削概论 (2)1.9三坐标数控磨床 (3)第二章总体结构设计 (6)2.1提高机床的结构刚度的设计 (6)2.2提高机床的抗振性的措施 (7)2.3提高机床灵敏度 (7)第三章进给伺服系统结构设计 (8)3.1进给伺服系统的作用 (8)3.2进给伺服系统的设计要求 (8)3.2.1对进给伺服系统的基本要求 (8)3.2.2 进给伺服系统的设计要求 (9)3.3进给伺服系统的组成 (9)3.4进给伺服系统的分类................................................................. 错误！未定义书签。
XK7130数控铣床(设计)-工作台及床身设计 9
分类号密级XXXX学院毕业设计(论文)XK7130数控铣床（设计）－工作台及床身设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《XK7130数控铣床（设计）－工作台及床身设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：年月日摘要本全面阐述了数控铣床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。
详细介绍了数控铣床的结构设计及校核，并进行了分析。
另外汇总了有关技术参数。
其中着重介绍了滚珠丝杠的原理及选用原则，系统地对滚珠丝杠生产、应用等环节进行了介绍。
包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：铣床，数控，伺服电机，滚珠丝杠AbstractElaborated comprehensively the numerical control CNC planer type milling machine's structure principle, the design feature, elaborated has used step-by-steps the electrical machinery and the ball bearing guide screw nut vice-merit. Introduced in detail the numerical control CNC planer type milling machine's structural design and the examination, and have carried on the analysis. And has compiled the related technical parameter.In which introduced emphatically the ball bearing guide screw principle and selects the principle，To ball bearing links and so on guide screw production, application has systematically carried on the introduction. Including the type choice, the parameter choice, the precision choice, the round-robin mode choice, the principle as well as the factory choice which matches with the main engine and so on.Key Words:milling machine, Numerical control, Step-by-step, serve motor, Ball bearing guide screw nut目录摘要 (III)Abstract..................................................................................................................................... I V 目录 (V)第1章绪论 (7)1.1 数控系统的发展及趋势 (7)1.2 数控铣床加工的基本原理 (8)1.3 课题研究的目的和意义 (9)第2章设计的内容及要求 (10)2.1 设计题目 (10)2.2 设计的内容 (10)2.2.1 数控装置总体方案的确定 (10)2.2.2 机械部分的设计 (10)2.2.3 编写设计说明书 (11)第3章工作台总体方案的确定 (11)3.1 机械传动部件的选择 (11)3.1.1 导轨副的选用 (11)3.1.2 丝杠螺母副的选用 (11)3.1.3 减速装置的选用 (11)3.1.4 伺服电动机的选用 (11)3.1.5 检测装置的选用 (12)3.2 绘制总体方案图 (12)第4章机械系统的设计计算 (12)4.1 滚珠丝杠螺母副的选用设计 (12)4.1.1 滚珠丝杠副的传动原理 (13)4.1.2 滚珠丝杠副的传动特点 (13)4.1.3 滚珠丝杠副的结构与调整 (14)4.1.4 轴向间隙的调整和加预紧力的方法 (15)4.1.5 滚珠丝杠的选型与计算 (17)4.2 滚动直线导轨的选型与计算 (21)4.3 传动计算 (22)4.4 步进电动机的计算及选型 (22)4.4.1 步进电机的计算 (22)4.4.2 计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩 (23)4.4.3 步进电动机的初选 (25)4.4.4 步进电动机的性能校核 (25)第5章铣床床身整体设计 (26)5.1 床身设计应满足的要求 (26)5.2 床身材料的选择及壁厚的设计 (28)5.2.1 床身材料的选择 (28)5.2.2 壁厚的设计 (29)5.2.3 机床床身的制造方法的选择 (29)5.2.4 铸造床身强度校核 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第1章绪论1.1 数控系统的发展及趋势1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
[毕业设计说明书]桌面立式3轴微细加工数控铣床设计
![[毕业设计说明书]桌面立式3轴微细加工数控铣床设计](https://img.taocdn.com/s3/m/c46f010cde80d4d8d15a4f48.png)
SHANDONG UNIVEERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计说明书桌面立式3轴微细加工数控铣床设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年6月摘要当今制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。
其形状结构的特意化、零件材料的多样化、尺寸及表面质量的高精度化成为三维微小零件以及其微型装备的显著特征。
因此，微型化制造技术啊的研究已经成为现在科学研究的前沿和热点。
微型机床系统与微细制造技术受到国内外学术界和工业界的广泛关。
传统的加工系统中，即使最终产品的尺寸很小，所使用的机床依然很大。
故而浪费的空间、资源和能源，并且效率低、灵活性差，加工难度大。
所谓微细加工，就是用微小机床来加工微小零件。
微小机床有助于提高空间利用率和降低成本。
同时由于惯性较小，容易达到高速加工和高精度运动控制。
微型铣削工艺具有加工任意材料、三维复杂形状零件的能力，而数控技术是是制造业实现自动化、柔性化、集成化的基础，因此对微细加工数控铣削机床的研究具有重要的理论意义和实际应用前景。
所以我设计了这种桌面立式3轴微细加工数控铣床。
关键词：桌面铣床微细加工数控In the modern manufacturing, especially in medical apparatus and instruments, microelectronics, aerospace, defense industry, represented by domain, for precision and ultra precision 3 d micro parts demand is increasingly urgent. The shape of the structure of the specially, the diversification of parts material, size and surface quality of high precision become 3 d micro parts and micro equipment characteristic. Therefore, miniaturization manufacturing technology research has become the forefront of scientific research and hot now. Miniature machine tool system with micro manufacturing technology widely held by academia and industry both at home and abroad.Traditional machining system, even if the final product size is small, the use of machine tool remains large. So the space of the waste, resources and energy, and low efficiency, poor flexibility, processing is difficult. The so-called micro machining, is the use of tiny machine tool for processing small parts. Small machine tools can help improve the space utilization and reduce cost. At the same time due to inertia is small, easy to achieve high-speed processing and high precision motion control. Micro milling technology with any material, capable of 3 d complex shape parts, and numerical control technology is the is the foundation of manufacturing automation, flexibility, integration, so the study of micro machining CNC milling machine has important theoretical significance and practical application. So I design this desktop 3 axis micro machining vertical CNC milling machine.Key words:Desktop milling machine Micro machining CNC摘要 (I)Abstract (II)目录： (III)第一章引言 (1)1.1微型铣床 (1)1.1.1微型铣床的意义 (1)1.1.2近年来微型铣床的国内外研究现状 (1)1.1.3微型铣床设计方案的可行性分析 (2)1.2数控机床 (2)第二章铣床总体设计 (4)2.1铣床的总体布局 (4)2.2控制系统 (5)2.3传动系统 (6)2.3.1主轴及其驱动传动系统 (6)2.3.2进给系统 (8)第三章传动系统的设计计算 (9)3.1电主轴的设计计算 (9)3.2 Y轴方向进给系统的设计计算 (10)3.2.1Y轴方向直线电机的设计 (10)3.2.2Y轴方向导轨的设计计算 (12)3.3 Z轴方向进给系统的设计计算 (14)3.3.1 Z轴方向直线电机的设计计算 (14)3.3.2 Z轴方向导轨的设计计算 (15)3.4 X轴方向进给系统的设计计算 (16)3.4.1 X轴方向直线电机设计计算 (16)3.4.2 X轴方向导轨的设计计算 (18)第四章总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章引言1.1微型铣床1.1.1微型铣床的意义在现代的制造业中，特别以医疗器械、微电子技术、航天、国防工业为代表的领域中，对精密、超精密三维微小零件的需求日益迫切。
三坐标数控毕业设计
三坐标数控毕业设计三坐标数控毕业设计在现代制造业中，三坐标数控技术被广泛应用于各类精密零件的测量和加工领域。
作为一种高精度、高效率的测量方法，三坐标数控具有重要的意义。
本文将探讨三坐标数控毕业设计的相关内容。
一、背景介绍三坐标数控技术是一种通过计算机控制的测量方法，可以实现对物体尺寸、形状和位置的准确测量。
它通过测量物体在三个坐标轴上的坐标数值，计算出物体的尺寸和位置信息，并将结果与设计要求进行比较，从而判断物体的质量是否合格。
二、设计目标在毕业设计中，三坐标数控技术的应用可以帮助学生提高对该技术的理解和掌握程度。
设计目标可以包括但不限于以下几个方面：1. 设计一套完整的三坐标数控系统，包括硬件和软件部分；2. 实现对特定零件的测量和检验功能；3. 提高测量精度和效率；4. 设计简洁、易于操作的用户界面。
三、设计流程三坐标数控毕业设计的设计流程可以包括以下几个步骤：1. 确定设计需求：根据实际情况确定需要测量和检验的零件类型和尺寸范围，以及测量精度要求。
2. 硬件设计：设计三坐标数控系统所需的硬件设备，包括测量平台、传感器、控制器等。
3. 软件设计：编写三坐标数控系统的控制软件，实现测量功能和用户界面设计。
4. 系统集成：将硬件设备和软件进行集成，确保系统的稳定性和可靠性。
5. 测试和优化：对设计的三坐标数控系统进行测试，发现问题并进行优化，以提高系统的性能和稳定性。
6. 结果分析和总结：对设计的三坐标数控系统进行结果分析，总结设计过程中的经验和教训。
四、技术挑战在三坐标数控毕业设计中，可能会面临一些技术挑战，如下所示：1. 测量精度：三坐标数控系统需要具备高精度的测量能力，对传感器和控制算法的要求较高。
2. 系统稳定性：三坐标数控系统需要具备良好的稳定性和可靠性，以确保测量结果的准确性。
3. 用户界面设计：设计一个简洁、易于操作的用户界面是一个挑战，需要考虑用户的使用习惯和操作需求。
4. 数据处理和分析：对测量数据的处理和分析也是一个挑战，需要设计合适的算法和方法。
三坐标数控铣床设计
三坐标数控铣床设计一、引言随着现代工业技术的不断发展，数控机床成为了制造业中不可缺少的关键设备。
其中，三坐标数控铣床以其高精度、高效率的加工能力，在航空、汽车、电子等行业中得到了广泛应用。
本文将对三坐标数控铣床的设计进行详细介绍。
二、设计目标1.提高加工精度和效率：通过引入数控系统和三坐标测量装置，实现高精度加工和自动化控制。
2.提高运行稳定性：设计合理的结构并选用高质量的材料，提高设备的稳定性和可靠性。
3.提高操作性能：设计人性化的操作界面，降低操作难度，提高操作效率。
4.节能环保：采用节能控制系统和材料，减少能耗和环境污染。
三、总体设计思路1.结构设计：采用门式结构，通过稳定的床身和纵横移动平台实现工件的定位和加工。
2.控制系统设计：采用数控系统，实现对设备运动的精确控制，并通过三坐标测量装置对加工精度进行实时监测和修正。
3.加工装置设计：采用高速电主轴，通过不同的刀具和切削参数实现对工件的不同加工需求。
4.操作界面设计：采用触摸屏操作界面，提供直观、方便的操作方式。
四、结构设计1.床身结构设计：采用整体铸造或钢板焊接的方式，保证床身的刚性和稳定性。
2.纵向移动平台设计：采用滑块导轨，通过液压或电动方式实现平台的纵向移动。
3.横向移动平台设计：采用滚珠丝杠传动方式，实现平台的横向移动，并通过伺服电机和编码器实现精确控制。
4.工作台设计：采用真空吸附方式固定工件，通过液压托举装置实现工件的上下移动。
五、控制系统设计1.采用数控系统：通过数控系统实现对设备各个动作的控制，包括平台的移动、主轴的转速和进给速度的调节等。
2.采用三坐标测量装置：通过三坐标测量装置实时检测工件的加工精度，并将数据反馈给数控系统进行修正和自动化控制。
六、加工装置设计1.主轴设计：采用高速电主轴，通过不同的刀具和切削参数实现对工件的不同加工需求。
2.刀具库设计：设计刀具库存放刀具，采用自动换刀装置，实现对不同刀具的快速切换。
基于Solidworks三坐标数控铣床的设计(图文)
基于Solidworks三坐标数控铣床的设计(图文)论文导读：实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。
本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。
本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。
关键词：Solidworks，开放式数控系统，数控铣床，三坐标随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。
由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。
因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。
１总体方案的确定实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。
本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel 软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计。
绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。
2机械部分设计微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。
机械部分Solidworks 虚拟制图如图1所示图1 铣床的机械部分虚拟制图2.1 机床总体传动方案的确定本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。
X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。
电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。
在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。
龙门式三坐标数控钻铣床设计
龙门式三坐标数控钻铣床设计王士军【摘要】普通钻铣床主要应用于机械修配车间,适合于单件小批量生产,可加工零件范围较广,具有较全面的通用铣床功能,既可以用于钻削加工,也可以用于铣削加工.为了提高普通钻铣床的自动化程度和加工范围,提出了机床的总体设计方案,讨论了机床的总体布局与传动方案,研究了机械传动系统和数控系统硬件的设计方法,设计了一台小型龙门式三坐标数控钻铣床.该小型龙门式三坐标数控钻铣床具有结构简单,刚性好,自动化程度和加工精度高以及操作维修方便等优点.%Ordinary drilling and milling machine, which is mainly used in mechanical repair work-shop ,is suitable for production with single piece or small batch.Since it could manufacture parts in a wider range with a comprehensive milling machine functions ,it is usually applied both in drilling and milling.In order to improve automation and processing scope of the ordinary drilling and milling machine ,an overall design plan is presented,in which the machine's overall layout and transmission scheme is discussed,the design method of the mechanical transmission system and CNC system hardware is studied as well as a mini-type coordinate gantry CNC drilling and milling machine is designed.The machine is characterized with those advantages ,such as simple structure ,good rigidity,high degree of automation and processing accuracy as well as easy for operation.and maintenance.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】3页(P159-161)【关键词】钻铣床;数控系统;三坐标;龙门式【作者】王士军【作者单位】山东理工大学,机械工程学院,淄博,255049【正文语种】中文【中图分类】TH13;TG51 引言随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率、品种等的要求越来越大，传统的通用机床、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化机械加工的需求。
三坐标万能工作台式数控枪钻机床设计方案
三坐标万能工作台式数控枪钻机床设计方案1 绪论1.1 本课题的背景及研究目的深孔的加工是我们在从事机械加工过程中经常所要面对的难题。
深孔钻削在航空航天，石油，及新能源等支柱行业都有着非常广泛的运用，这就导致了我们不得不去面对，去解决这一难题。
而且深孔加工难度高、加工工作量大，是机械加工中的关键性工序，随着科学技术的进步，产品的更新换代十分频繁，新型高强度、高硬度的难加工零件不断出现，无论是对深孔加工的质量、加工效率，还是刀具的耐用度都提出了更高的要求。
因此，深孔加工的研究已成为机械加工行业非常关注的问题。
数控钻床是数字控制的以钻削为主的孔加工机床。
数控钻床按其布局形式及功能特点可划分为数控立式钻床、钻削中心、印刷线路板数控钻床、数控深孔钻床及其它大型数控钻床等。
可完成钻、扩、绞、攻丝等多道工序，适用于孔间距离有一定精度要求的零件的生产。
其中数控深孔钻床是数控钻床中最为常见的一种。
本次课题主要讨论数控深孔钻床。
深孔钻床是深孔钻镗床的简称。
它广泛地在纺织机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、航空航天、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业有关零件的深孔加工得到应用。
随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种多样化的要求越来越强烈。
中、小批量生产的比重明显增加，要求现代数控机床成为一种具有柔性、精密、高效、复合、集成功能和低成本的自动化加工设备。
因此数控深孔钻床也随着深孔加工技术的发展而不断更新换代，以便去适应更新型材料，更高精度的去加工。
1.2 国内外研究现状深孔钻床广泛地在我国纺织机械、石油机械、印刷机械、包装机械、医疗器械、航空航天、汽车拖拉机、橡塑模具以及发电机制造、机床制造等行业有关零件的深孔加工得到应用。
基本上可以分三大类:（一）普通型单座标深孔钻床。
我国于1989年我公司的前身德州机床厂为了满足国内加工的需要，自行设计制造了最大钻孔直径20毫米、最大加工深度500、1000毫米的Z2102型深孔钻床，这是我国第一台利用枪钻法钻削的深孔钻床，1990年通过原机械工业部部级鉴定，并评为国家级新产品，填补国内空白，真正投入市场用于生产是在半年以后，中间经过用户批量试验认同，才逐渐推上市场，到目前我公司仅深孔钻床产品年产值已达千万元。
三坐标数控铣床设计
1
英文摘要
Three Coordinate NC Milling Machine Design Basing on the common milling machine，this thesis reconstructs it and turns it to a NC milling with three coordinate.This reconstructed machine can realize cure line and straight line machining pathway by three axis linkage。 The reconstructed milling machine movements along x，y，and Z are drove by step driver，the AC motor is used in principal axis. All above motors are controlled by single chip.This thesis focuses on designing the mechanism of the and mastering the single chip working principle. Which is including to the drive system design of X,Y,Z workbench , the whole machine construction design and the control system design of single chip. In a NC machine tool system, the precision and reliability of the machine tool depend on the serve system. Through the reconstructing ,analyzing and designing of a common milling machine serve system, the machining ability can be improved ,and a big sum money may be saved, the company will benefit from it. [Keywords] Milling Machine, NC , Reconstruct, Three Coordinate
微型三坐标数控铣床的设计
第22卷第6期2008年11月山东理工大学学报(自然科学版)Journal of Sha ndong U nive rsity of Technology (Natural Science Edition)Vol.22No.6Nov.2008收稿日期22作者简介高玉龙(32),男,硕士研究生文章编号:1672-6197(2008)06-0072-03微型三坐标数控铣床的设计高玉龙,赵玉刚,滕一宁(山东理工大学机械工程学院,山东淄博255049)摘 要:为了提高高校及职业技术学校中相关专业的数控教学和工人的数控培训水平,解决使用大型数控机床价格昂贵问题,设计了教学实验型微型数控铣床.借助于Soli dwor ks 和Protel 等软件对数控铣床的整体结构和控制系统进行了设计,此设计满足了普通数控教学和培训的需求.关键词:开放式数控系统;数控铣床;微型;三坐标中图分类号:TG659文献标识码:ADesign o f the three coo r dinate type mini atur e numer ic al contr o l milling machi neGA O Yu 2long ,ZHAO Yu 2gang ,TEN G Yi 2ning(School of Mecha nical Engineering ,Shando ng Univer sity of Tec hnology ,Z ibo 255049,China )A bstract :In order to improve t he efficiency of numerical cont rol teaching and t raini ng i n universi 2ti es and vocat ional t echnical school s and lowe r t he p rice of t he machi ne type miniat ure numerical cont rol milli ng machi ne was desi gned.The w hole st r uct ure a nd t he cont rol syst em of numerical cont rol milling were designed by usi ng soft ware s suc h as Soli dwor ks and Protel.Thi s de si gn meet s t he demand of ordinary numerical co nt rol t rai ni ng and teac hi ng.K ey w or ds :ope n 2archit ect ure CNC ;numerical cont rol milling machine ;mi niat ure ;t hree coordi 2nat e 随着数控机床的普及,采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向,如何能高质量、高效率、低费用地培训操作人员成为亟待解决的问题之一.由于数控机床的教学比较抽象,需要借助实验来加深对课堂知识的理解,生产用的数控机床一般价格都比较昂贵,软件也不是开放式的结构,无法用于学生的实验教学.因此,设计一种功能齐全、结构简单、软件结构开放、成本低且具有代表性的实验型微型数控机床可以满足教学实验和数控培训的要求.1 总体方案的确定实验型微型数控铣床以开放式CNC 体系为指导思想,在Window s98下开发系统的硬件、软件.本研究将用Delphi 语言、Soli dworks 及Prot el 软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIM ER 控制板)、驱动电路、有关外围电路、相应控制软件的设计.绘制出实验型数控铣床的虚拟样机,根据零件图设计零件制造的工艺;在零件加工完成后,进行装配调试,完成微型数控铣床的制作.2 机械部分设计微型铣床的机械部分是机床的主体部分,其设计计算主要包括:总体传动方案的确定,电机、主轴、丝杠的选取等.:20080708:198.2.1 机床总体传动方案的确定本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动.X轴、Y轴的进给是通过电动机带动丝杠,丝杠又与螺母传动来实现.电动机与丝杠的连接可以通过销钉来实现.在传动过程中,电动机带动丝杠做旋转运动,螺母沿导轨做水平移动,从而带动工作台运动.Z轴的进给也是通过电动机带动丝杠,丝杠又与Z轴螺母传动来实现.主轴套与Z轴螺母相连,在传动过程中,电动机带动丝杠做旋转运动,螺母沿导轨做上下移动,从而带动主轴做上下运动.2.2 设计计算部分2.2.1 主轴的选取和校核1)主轴选取立式铣削切削力的计算:对高速钢圆柱铣刀[1]F Z=9.81C FZ×a e0.88×a f0.72×a p×Z×d0-0.86(1)其中:F z为主切削刀;C FZ为由加工金属和切削条件决定的系数;a e为铣削宽度;a f为每齿进给量;a p为切削深度;z为铣刀齿数;d0为刀具直径.上述参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取.工件为碳钢时,取C FZ68.2,a e=5mm,a f=0.1mm, a p=4mm,Z=3,d0=10mm.所以F Z=9.81×68.2×50.88×0.10.72×4×3× 10-0.86=88.4N综合考虑其它因素,按F Z=100N计算.对圆柱铣刀逆加工[1]P H一般取(1～2)F Z,P V取(0.2～0.3)F Z,所以此时取P H=110kW,P V=25kW,则 P=P H2+P V2=112.8kW(2)主轴材料为45#钢,取C=102.估算轴径d≥1023P/n=17.2mm,取d= 18m m2)主轴校核主轴材料为45#钢、调质处理时,σB=650M P a,σS=360MP a,[σ-1b]=60MP a对主轴受力分析校核得dⅠ=3MπI/0.1[σ-1b]=3637/(0.1×60) =4.735m m<18mm(3)dⅡ=3M I/0.1[σ-1b]=32344/(0.1×60) =7.3mm<18mm(4)式中M′I为当量弯距;M I为合成弯距 滚珠丝杠的选取最大动负载 Q=P max3L f n f h(5)其中:f n为载荷系数,取1;f h为硬度系数,取1.1; P max为最大工作载荷;L为使用寿命. P max=k P x+f(P z+2P y+G)(6)其中:k为实验系数,取1.1;f为导轨摩擦系数,取0.15;P x,P y,P z为3个方向的切削力,分别取20N, 0N,37.5N;G取100N.代入(6)式得P max=42.6N. L=60n T/106(7)其中:n为转速,取225r/min;T为使用寿命取15000h.代入(7)式得L=202.5.将P max=42.6N, L=202.5代入(5)式得:Q=275N根据最大动载荷Q和导程P选择的滚珠丝杠的型号为CWM165-2.5-P3.3 机床控制部分设计3.1 系统硬件组成本三坐标数控系统采用单CPU结构(采用的控制PC机主频达到797MHz).由于该三坐标数控铣床主要用于教学演示,故对精度要求不是特别高,因此采用开环控制方式,用步进电机驱动输出,设计数控接口电路进行定时中断、脉冲输出以及其它开关量的输入输出.数控系统硬件组成如图1所示[224].图1 三坐标CNC系统硬件图3.1.1 接口电路设计本数控接口电路主要完成外部开关量的输入和步进电机的控制以及一些机床辅助功能,性能优良、工作可靠.接口电路的结构如图2所示[527].3.1.2 步进电机驱动器输出控制电路为了输出脉冲去控制3个方向的步进电机,以及接收机床行程开关等开关量信号,在电路设计中设计了两片可编程接口芯片55,可以对点数字量进行I O操作但本微型数控铣床三坐标数控37第6期 高玉龙,等:微型三坐标数控铣床的设计:.2.2.28248/.图2 接口电路结构图系统中仅用到了一片8255,另一片暂时未用,用于以后的功能扩展.使用的8255的PA口、PB口、PC 口均工作在基本输入输出方式.8255控制字格式如下:D7:1,D6:0,D5:0,D4:0,D3:0,D2:0,D1:0, D0:0,即控制字为80H.用Delphi编写CNC程序,初始化8255:procedure TForm1.Form Create(Sende r:Ob2 ject);beginasm mov al,80H mov dx,0213H out dx,al……end;在实时中断服务程序中,用8255经光电隔离向3个方向的步进电机驱动器输出控制信号,进而控制3个方向步进电机的运动,如图3所示.图3 输出控制电路4 结束语微型数控铣床具有体积小、价格低、功能完善、安全系数高等优点,是三坐标驱动,与生产型数控铣床工作原理相同,且具有开放的软硬件结构.因此,微型数控铣床将具有广泛的应用前景.参考文献:[1]邱宣怀.机械设计[M].北京:高等教育出版社,1997.[2]赵玉刚,宋现春.数控技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[3]赵国勇,赵玉刚,赵福玲,等.基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究[J].大连理工大学学报,2005,(1):75278.[4]赵玉刚,王 敏.基于IPC和Wi ndo ws的激光加工CNC系统[J].机电一体化,1999,(5):24227.[5]郑学坚,周 斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社,2001.[6]王平嶂,赵玉刚.基于Win dow98的数控火焰切割机CNC系统[J].新技术新工艺,2005,(8):11212.[7]李 刚,杨继东.基于PC的开放式数控系统的开发[J].机床与液压,2006,(4):82283.47山东理工大学学报(自然科学版)2008年 。
三坐标数控磨床设计
三坐标数控磨床设计本次设计为三坐标数控磨床，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线，同时可以通过更换砂轮来加工不同的型腔和轮廓提高其表面质量。
另外该机床也能够对其它一些工具零件进行表面加工。
所设计的三坐标数控磨床，磨头与立柱之间用鼠齿器相连，可以改变主轴与工作台的角度。
三个坐标方向的移动均由交流伺服电机带动丝杠驱动，所选用的联轴器为十字滑块联轴器，工作台选用双推与双推轴承组成两端固定支承，达到所要求的高精度。
三个方向通过速度反馈和位置反馈实现闭环系统。
主轴电机采用交流电机，由变频器对其进行无级调速。
所有电机均有单片机进行控制。
此设计主要对数控磨床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；伺服系统应用开环控制，了解它的工作原理；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；数控装置的设计，了解其控制原理。
设计中充分考虑经济性、工艺性、适用性等要求，选择最好的方案，以达到最佳的效果。
设计任务书1、三坐标数控磨床的主要技术要求（1）X、Y、Z行程分别为300mm、300mm 、300mm。
（2）进给精度为0.001mm（3）X、Y、Z轴快速移动速度分别为10m/min、10m/min、10m/min(4 )工作台面尺寸420×300mm2、课题内容及工作量（1）三坐标数控磨床总体布置图Ao 1张（2）X-Y工作台装配图（机构图）Ao1张（3）磨头机构装配图Ao1张（4）单片机控制原理图Ao1张（5）设计说明书15000字、开题报告2000字（6）外文翻译5000汉字（7）编制源程序100句以上注：所有的尺寸均由计算机绘制1.1数控机床的产生与发展1952年，美国麻省理工学院成功的研制出一套三坐标联动，利用脉动乘法器原理的实验性数控系统，并把它装在一台立式铣床上。
当时用的电子元件是电子管，这就是世界上的第一台数控机床。
用三坐标数控铣床加工空间曲面时的圆弧插值算法
Ａｌ ｏ ｉｈ ｆＣｉｃ ｌ ｒＩ ｔ ｒ ｏ ａ ｉ ｎ ｉ ａ ｈ ｎ ｎ ｐ ｃ ｒ ｅ ｃ ｙ ｇ ｒｔ ｍ ｏ ｒ ｕ ａ ｎ ｅ ｐ ｌ ｔ Ｍ ｃ ｉ ｉ ｇ Ｓ ａ ｅＣｕ ｖ ｄ Ｆａ ｅｂ ｏ ｎ Ｔｈ ｅ － ｏ ｄ ｎ ｔ ｒ ｅ Ｃｏ ｒ ｉ ａ ｅＮＣ ｉ ｉ ｇＭ ａ ｈ ｎ Ｍ ｌ ｎ ｃ ｉｅ ｌ
ｄ ｔ ｒ ｎ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｒ ｌ ｆｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｃ ｅ ｎ Ｓｐ ｔｆ ｒ ｒ ｄ Ｔ ｅ ｆ ｒ ｕ ａ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｉ ｅｅ ｍｉ ｅ ｎ ｈ ｏ ｍｕ ａ ｏ ｏ ｒ ｉ ａｅ ｉ ｒ ｍｅ ｔｉ ｕ ｗａ ． ｎ ｏ ｈ ｏ ｍ ｌ ａ ｅ ｕ ｅ ｎ
维普资讯
２ｏ ０ ７年
工 程 图 学 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＥＮＧＩ ＯＦ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＧＲＡＰ ＣＳ ＨＩ
２ｏ ０７
ＮＯ ４ ．
第 ４期
用三坐标数控铣床加工空 间曲面 时的 圆弧插值算法
王秀梅 曹秋 霞 赵建敏２ ， ，
（ ．河南机 电高等专科 学校 ，河南 新 乡 ４ ３ ０ ；２ １ ５ ０ ２ ．河南第一工具厂 ，河南 新 乡 ４ ３ ０ ５ ０２）
摘
要：论述 了 在三坐标数控铣床上采用球 头铣 刀铣削空间复杂形面时圆弧插值
的计算方法。 把刀具中心等距曲线轨迹的计算归结为计算零件轮廓上点的坐标， 确定 了ｈ ． ￣－ Ｙ － 空间等距曲线时插值点的计算流程 图。 利用圆弧插值算法推导 出了坐标增量 ＋计算公式， 此公式可应用到数控装置修正刀具的半径 ， 从而提 高零件廓形的ｈ ．精度。 ￣－ Ｙ － 此算法也可应用 到端铣刀加工时圆弧插值 的计算。 关 键 词：计算机应用；数控；空间曲面；圆弧插值；球头铣刀 中图分 类号 ：Ｔ ９ ． Ｐ３３０ ８
三坐标立式数控铣床
排屑装置用于将切削过程中产生的切屑和冷却液排出机床，保持机床内部清洁。防护装置则用于保护 操作者免受切削飞溅和高温辐射的影响，提高操作安全性。照明装置则提供足够的照明，使操作者能 够清晰地观察加工区域的情况。
通过引入人工智能、大数据等技术，实现 三坐标立式数控铣床的智能化控制，提高 加工效率和精度。
复合加工
模块化设计
将多种加工技术（如铣削、车削、钻孔等 ）集成在一台设备上，实现复合加工，提 高加工效率和降低成本。
采用模块化设计，方便设备的升级和改造 ，满足不同客户的需求。
市场前景与展望
市场需求
随着制造业的不断发展，三坐 标立式数控铣床的市场需求不
特点
高精度、高效率、加工范围广、 自动化程度高、操作简便。
工作原理
01
通过数控系统对三个直线坐标轴 （X、Y、Z轴）进行精确控制， 实现刀具对工件的加工。
02
加工过程中，刀具在数控系统的 控制下，按照预设的加工程序进 行切削运动，从而实现工件的加 工。
分类与用途
分类
根据结构形式和功能的不同，三坐标 立式数控铣床可分为普通型和加工中 心型。
冷却系统
冷却系统是三坐标立式数控铣床的辅助装置之一，它的主要作用是冷却切削区域，降低切削温度，防止工件热变形和刀具磨 损。
冷却系统通常包括冷却液、冷却泵、管道和喷嘴等部件。冷却液在切削区域形成一层薄薄的水膜，吸收切削热量并降低切削 温度。同时，冷却液还能起到润滑作用，减少刀具与工件之间的摩擦。
辅助装置
断增长。
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一种三坐标数控铣床的设计摘要:本文介绍对三坐标数控铣床进行分析和设计，该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。
从而了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y、Z工作台的传动机构设计，机床整体结构的设计，并提供了相应的原理图和电路图。
提高了数控铣床的加工能力和加工范围，节省了直接购买机床的部分资金，具有很好的经济效益。
关键词:铣床, 数控,伺服,闭环, 半闭环, 三坐标1．引言随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入自适应控制﹑模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程﹑前馈控制﹑模糊控制﹑学习控制﹑自适应控制﹑工艺参数自动生成﹑三维刀具补偿﹑运动参数动态补偿等功能，而且人机截面极为友好，并且有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。
伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。
直线电机驱动系统以使用化。
用数控铣床加工零件时，首先应编制该零件的加工程序，这是数控铣床的工作指令。
将加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变速﹑启动﹑停止﹑进给运动的方向﹑速度和位移量，以及工件装置和冷却润滑的开关等动作，使刀具与被加工零件以及其它辅助装置严格按照加工工序规定的顺序﹑运动轨迹加工出符合要求的零件。
三坐标数控铣床的进给运动是数字控制的直接对象，不论点位控制还是连续控制，被加工工件的最后坐标精度和轮廓精度都受到进给运动的传动精度﹑灵敏度和稳定性的影响。
为此，要注意以下三点进给运动要求：(1) 减少运动件的摩擦力。
进给系统虽有许多元件，但摩擦阻力主要来自丝杠和导轨。
丝杠和导轨结构的滚动化是减少摩擦的重要措施之一。
(2) 提高传动精度和刚度。
在进给系统中滚珠丝杠和支承结构是决定其传动精度和刚度的主要部件，因此，必须首先保证它们的加工精度。
(3) 减少运动惯量。
进给系统中每个元件的惯量对伺服机构的启动和制动特性都有直接的影响。
尤其是处于高速运转的零件，其惯性的影响更大。
设计是在原有普通铣床的基础上,对其进行改造,成为三坐标数控铣床。
该机床能通过三轴联动，实现曲线直线等不同的加工路线。
所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用交流电机，所有电机均由单片机进行控制。
2．数控铣床的构成与工作原理2.1数控铣床的组成1控制介质数控机床工作时，不需要操作工人直接操纵机床，但机床又必须执行人的意图，这就需要在人与机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物即称为控制介质。
2．数控系统数控装置是一种控制系统，是数控机床的中心环节。
它能自动阅读输入载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床进出并加工零件，数控系统通常由输入装置、控制器、运算器和输出装置4大部分组成。
3．伺服系统伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。
伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或使执行部分动作，以加工出符合要求的工件。
每一个脉冲使机床移动部件产生的位移量叫做脉冲当量。
目前所使用的数控系统脉冲当量通常为0.001mm/脉冲。
伺服系统一般由基本结构比较元件、调节元件、执行元件、被控对象、测量、反馈元件组成。
4．辅助控制系统辅助控制系统是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。
5．机床本体机床本体是数控机床的主体，由机床的基础大件（如床身、底座）和各运动部件（如工作台、床鞍、主轴等）所组成。
2.2数控铣床的关键结构部件（1）伺服系统驱动电机[1]步进电动机步进电动机通常用于开环伺服系统机床。
[2]直流伺服电动机①小惯量直流电动机②宽调速直流电动机③无刷直流电动机[3]交流伺服电动机近年来新型功率开关器件、专用集成电路和新的控制算法等的发展带动了交流驱动电源的发展，使其调速性能更能适应数控机床伺服系统的要求。
交流速度控制系统正逐步取代直流速度控制系统。
（2）位置检测装置检测装置是把位移和速度测量信号作为反馈信号，并将反馈信号转换成数字送回计算机，和脉冲指令信号相比较，以控制驱动元件正确运转。
[1] 感应同步器感应同步器是一种电磁式的高精度位移检测元件，按其结构方式的不同可分为直线式和旋转式两种，前者用于长度测量，后者用于角度测量。
感应同步器的特点是：精度高，工作可靠，抗干扰性强，维护简单，寿命长，可测量长距离位置，成本低，易于批量生产。
[2] 光栅光栅就是在一块长条形的光学玻璃上均匀地刻划很多条与运动方向垂直的条纹，条纹之间的距离成为栅距。
光栅测量装置是一种非接触式测量，利用光路减少了机械误差，具有精度高，响应速度快等特点，因此是数控机床和数显系统常用的检测元件。
[3] 磁栅磁栅是用电磁的方法计算磁波数目的一种位置检测元件，磁栅测量装置由磁性标尺、读取磁头和检测电路组成。
磁栅位置检测电路的特点是：容易制造，检测精度高（能达到每米±3mm），安装使用方便，对环境条件要求较低，若磁性标尺膨胀系数与机床一致，可在一般车间使用。
由于磁头与磁栅为有接触的相对运动，因而有磨损，使用寿命受到一定的限制。
一般使用寿命可达到5年，涂上保护膜后寿命则可进一步延长。
[4] 旋转变压器旋转变压器是一种角位移检测元件，由定子和转子组成，分为有刷和无刷两种形式。
有刷旋转变压器定子和转子均为两相交流分布绕组。
数控机床检测装置主要使用无刷旋转变压器，因为无刷旋转变压器具有可靠性高、寿命长、体积小、不用维修以及输出信号大、抗干扰能力强等优点。
[5] 脉冲编码器脉冲编码器是把机械转角转化为电脉冲的一种常用角位移传感器。
[6] 测速发电机测速发电机是速度反馈元件，相当于一台永磁式直流电动机。
（3）进给运动传动部件滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的新型理想传动装置。
具有如下优点。
[1]传动效率高。
[2]摩擦力小。
[3]使用寿命长。
[4]经预紧后可以消除轴向间隙，提高系统的刚度。
[5]反向运动时无空行程，可以提高轴向运动精度。
(4)CRT显示及其接口(5)数控机床通信RS-232接口2.3工作原理根据零件形状、尺寸、精度和表面粗糙度等技术要求制定加工工艺，选择加工参数。
通过手工编程或利用CAM 软件自动编程，将编好的加工程序输入到控制器。
控制器对加工程序处理后，向伺服装置传送指令。
伺服装置向伺服电机发出控制信号。
主轴电机使刀具旋转，X、Y 和Z向的伺服电机控制刀具和工件按一定的轨迹相对运动，从而实现工件的切削。
数控铣床的床身固定在底座上，用于安装和支承机床各部件，控制台上有彩色液晶显示器、机床操作按钮和各种开关及指示灯。
纵向工作台、横向溜板安装在升降台上，通过纵向进给伺服电机、横向进给伺服电机和垂直升降进给伺服电机的驱动，完成X、Y、Z坐标的进给。
电器柜安装在床身立柱的后面，其中装有电器控制部分。
工作原理如图（1）如图1 工作原理3．数控铣床的设计3.1 主传动系统的设计主传动系统一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行元件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。
动力源给执行元件提供动力，并使其得到一定的运动速度和方向,变速装置传递动力以及变换运动速度，执行元件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。
3.2主轴系统计算三角胶带传动的计算和选定三角带的选用应保证有效地传递最大功率（不打滑）并有足够的使用寿命（一定的疲劳强度）。
(1) 确定计算功率P dP A d K =P 4.14122.1=⨯=kW式中：K A —工况系数P —电机额定功率 Kw(2) 选择三角带型号根据P d 、n 1由图7-8选SPA 型窄V 带(3) 确定带轮直径D 1、D 2小带轮直径D 1应满足：D ≥1D m in 查表7-4取D mm 90min =,故选择D mm1001=(4) 计算胶带速度 s m s m n D v /25/5.660000125010010006011<=⨯⨯=⨯=ππ故 D 1选择合格D mm iD 200100212=⨯==(5) 确定中心距a 和带长L d)(7.021D D +)(2210D D a +≤≤得 mm a mm 6002100≤≤初选 mm a 3000=带长 mm a D D D D a L d 10784)()(220212210'=-+++=π查表7-3，取mm L d 1000=中心距 mm a a dd 26120=+=a 的调整范围：mm L a a d 246015.0min =-=mm L a a d 29103.0max =+=(6) 验算小带伦包角1α ︒︒⨯--=3.57180121a D D α得 ︒︒>=1201621α， 即满足条件。
(7) 确定V 带根数z LdK K P P P z α)(00∆+=由表7-6a 查得 kW 27.20=P )11(10ib K n K -=∆P由表7-10查得 3107862.2-⨯=b K由表7-11查得 1199.1=i K )1199.111(1250107862.23-⨯⨯=∆-i PkW 38.0=由表7-9查得 96.0=αK由表7-3查得 89.0=L K代入求根公式，得 96.089.0)38.027.2(4.14⨯⨯+=z02.6=取z=6,符合表7-4推荐的轮槽数(8) 确定出拉力0F20)1(500qv K zv F d +-=α由表7-5得 m kg q /12.0= 205.612.0)115.2(5.664.14500⨯+-⨯=F N 282= (9) 计算作用在轴上的压力Q 2sin 21αz Q = 2162sin 28262⨯⨯⨯= N 3383=3.3 进给伺服系统的设计3.3.1 对进给伺服系统的基本要求进给伺服系统不但是数控机床的一个重要组成部分，也是数控机床区别于一般机床的一个特殊部分。
数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为：定位精度高；跟踪指令信号的响应快；系统的稳定好。
(1) 稳定性伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的扰动信号消失后，系统能够恢复到原来的稳定状态下运行,或者在输入的指令信号作用下，系统能够达到新的稳定运行状态的能力。
伺服系统的稳定性是系统本身的一种特性，取决于系统的结构及组成元件的参数（如惯性、刚度、阻尼、增益等），，与外界的作用信号（包括指令信号或扰动信号）的性质或形式无关。
(2) 精度伺服系统的精度是指系统的输出量复现输入量的精确程度。
伺服系统工作过程中通常存在三种误差：动态误差、稳定性误差和静态误差。
实际中只要保证系统的误差满足精度指标就行。
(3) 快速响应性快速响应特性是指系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度。