数控机床进给系统设计645286135

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数控机床的伺服进给系统课程设计

数控机床的伺服进给系统课程设计

前言 (3)1 机床进给传动控制方向的选择 (4)1.1 开环控制系统 (4)1.2 闭环控制系统 (4)1.3 半闭环控制系统 (4)2 传动系统的设计 (5)2.1 直联传动系统 (5)2.2 带传动系统 (5)2.3 传动系统图 (5)3 数控车床伺服进给系统X 轴设计 (6)3.1 确定滚珠丝杠副的导程()mm P h (6)3.2 确定当量转速与当量载荷 (6)3.3 预期额定动载荷()N C am (7)3.4 确定允许的最小螺纹底径 (8)3.5 确定滚珠丝杠副的规格代号 (9)3.6 确定滚珠丝杠副预紧力()N F p (10)3.7 对预拉伸的滚珠丝杠副 (10)3.8 确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格 (10)3.9 滚珠丝杠副工作图设计 (11)3.10 伺服电动机的选择 (11)3.11 传动系统刚度 (12)4 验算 (14)4.1 传动系统刚度验算及滚珠丝杠副的精度选择 (14)4.2 验算滚珠丝杠副临界压缩载荷()N F c (15)4.3 验算滚珠丝杠副的临界转速()min n n c (15)4.4 验算n D (15)4.5 基本轴向额定静载荷oa C 验算: (16)4.6 强度验算 (16)5. 数控机床伺服进给系统控制部分总体方案设计 ...........错误!未定义书签。

5.1任务分析 ..................................................................错误!未定义书签。

5.2方案设计 ..................................................................错误!未定义书签。

6.数控机床伺服进给系统硬件电路设计 .............................错误!未定义书签。

6.1主电路设计 ..............................................................错误!未定义书签。

数控铣床y向进给系统设计

数控铣床y向进给系统设计

数控铣床y向进给系统设计数控铣床是一种高精度加工设备,广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造等领域。

其核心部件是数控系统和进给系统,其中进给系统是实现加工高精度的关键组成部分之一。

本文将围绕数控铣床的Y向进给系统设计进行详细阐述。

一、Y向进给系统的结构在数控铣床中,Y向进给系统是指铣削过程中,工件在Y轴方向所运动的系统。

在本文中,我们将着重介绍球螺杆进给系统的结构及其特点。

球螺杆进给系统由电机、减速器、球螺杆、导轨、滑块、支撑和离合器等部件组成。

其中球螺杆为主体,用于将电机传动的转速和力矩转换成工件在Y轴方向上的运动。

二、Y向进给系统的控制方式1.经典控制方式经典控制方式指的是将电脑中编写好的程序通过数控系统传送至进给系统,通过控制系统控制工件在Y轴上的移动。

此种控制方式的优点是编写简单,操作方便。

但由于其控制精度依赖于控制器的性能及机械部件的加工精度,因此对高精度零件的加工严重不足。

2.闭环控制方式闭环控制方式是指通过系统反馈,将实际Y向移动位置和理论运动位置进行比较,实现误差补偿。

此种控制方式可以有效提高进给系统的控制精度,特别是对于高精度加工,闭环控制方式更为有效,但是此种方式的加工效率较低,价格也更高。

3.开环控制方式开环控制方式是指没有任何反馈并未补偿误差的控制方式。

此种方式虽然简单,但是存在精度问题,对于一些中低精度零件加工有一定优势。

三、Y向进给系统存在的问题1.进给速度慢在实际加工中,数控铣床在Y轴方向的进给速度往往较慢,无法达到工艺要求。

因此,需要不断提高进给速度,加快工件加工速度。

2.运动精度不高由于数控铣床Y向进给系统的结构、控制方式等因素,导致实际加工过程中存在运动精度不高、振动过大、加工质量不稳定等问题,需要对其进行改善。

3.长时间工作易磨损由于Y向进给系统中各部件运动频繁、负载较大,长时间工作易产生磨损,需要加强维护保养,提高系统使用寿命。

四、Y向进给系统改善措施1.提高进给速度为加快工件加工速度,改善数控铣床Y向进给系统速度是很重要的,可以通过优化各部件间的配合及减轻支持的重量等方式提高进给速度。

358 数控车床横向进给机构设计

358  数控车床横向进给机构设计

0 引言该次毕业设计中,我很有幸分在“数控车床小组”,我所设计的课题为“数控车床 横向进给机构的设计 (经济型中档精度数控机床)”。

进行这一设计主要是为了进一 步地提高数控车床横向进给机构的定位精度、 重复定位精度以及改造手动进给装置以 使其能够可靠地运行。

而且,通过这次毕业设计也可以检验自己的学习情况,锻炼自己, 对今后的学习和工作也有一定程度上的帮助。

信息时代的高新技术流向传统产业,引起后者的深刻变革。

作为传统产业之一的 机械工业,在这场新技术革命冲击下,产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变, 微电子技术、微计算机技术的高速发展使信息、智能与机械装置和动力设备相结合, 促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。

随着计算机技术、电子电力 技术和传感器技术的发展,各先进国家的机电一体化产品层出不穷。

机床、汽车、仪 表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以 及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。

机电一体化到各方面 的技术已越来越受关注,它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消 耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。

在机电一体化技术迅速发展的同时,运 动控制技术作为其关键组成部分,也得到前所未有的大发展,国内外各个厂家相继推 出运动控制的新技术、新产品。

主要有全闭环交流伺服驱动技术(Full Closed AC Servo)、直线电机驱动技术(Linear Motor Driving)、可编程序计算机控制器 (Programmable Computer Controller,PCC)和运动控制卡(Motion Controlling Board)等几项具有代表性的新技术。

数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是综 合应用计算机技术、精密测量及现在机械制造技术等各种先进技术相结合的产物。

数 控机床作为实现柔性制造系统、 计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础已成为 现在制造技术中不可缺少的生产手段,是机电一体化技术的重要组成部分。

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计

第一章、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示:图1-1数控机床进给系统伺服由于各种数控机床所完成的加工任务不同,它们对进给伺服系统的要求也不尽相同,但通常可概括为以下几方面:可逆运行;速度范围宽;具有足够的传动刚度与高的速度稳定性;快速响应并无超调;高精度;低速大转矩。

1、1、伺服系统对伺服电机的要求(1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0、1r /min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。

(2)电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。

一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。

(3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量与大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数与启动电压。

电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力,才能保证电机可在0、2s以内从静止启动到额定转速。

(4)电机应能随频繁启动、制动与反转。

随着微电子技术、计算机技术与伺服控制技术的发展,数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。

使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。

由位置、速度与电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID,使用灵活,柔性好。

数字伺服系统采用了许多新的控制技术与改进伺服性能的措施,使控制精度与品质大大提高。

数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。

这也就是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。

1、2、伺服系统的分类数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件与检测反馈环节等组成。

驱动控制单元与驱动元件组成伺服驱动系统。

机械传动部件与执行元件组成机械传动系统。

检测元件与反馈电路组成检测系统。

进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统与闭环系统。

闭环控制方式通常就是具有位置反馈的伺服系统。

根据位置检测装置所在位置的不同,闭环系统又分为半闭环系统与全闭环系统。

半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头与装在电机轴端两种类型。

数控机床横向伺服进给系统的设计

数控机床横向伺服进给系统的设计

数控机床横向进给伺服系统的设计目录第一章绪论1.1 毕业设计的目的1.2 毕业设计的内容1.2.1 数控横向进给系统总体设计方案的拟定1.2.2 进给伺服系统机械部分设计计算1.2.3 数控机床(直流、交流)伺服控制方案分析与计算第二章数控进给系统总体设计方案的拟定2.1 毕业设计任务书2.2 总体方案的确定2.2.1 概述2.2.2 数控横向进给系统总体设计方案的拟定第三章机床进给(直流、交流)伺服系统机械部分设计计算3.1 系统切削力的确定3.2 切削力的计算3.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算、和选型3.4 进给伺服系统传动计算3.5 伺服电机的计算和选型第四章数控机床(直流、交流)伺服控制方案分析与计算4.1 数控机床进给(直流、交流)伺服系统组成4.2 数控机床进给(直流、交流)伺服驱动器的选型4.3 数控机床进给(直流、交流)伺服驱动器主电路及辅助电路设计与选型第五章毕业设计体会第六章毕业设计感言附录参考文献第一章绪论1.1毕业设计的目的设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识,解决工程实际问题的能力,提高综合素质和创新能力,受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练,使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高,培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度,加强团队合作精神。

1.2 毕业设计的内容1.2.1数控横向进给系统总体设计方案的拟定1. 系统运动方式的确定。

2. 伺服系统的选择。

3. 执行机构传动方式的确定。

4. 计算机的选择。

1.2.2 进给伺服系统机械部分设计计算1. 进给伺服系统机械部分设计方案的确定。

2. 确定脉冲当量。

3. 滚珠丝杠螺母副的选型。

4. 滚动导轨的选型。

5. 进给伺服系统传动计算。

6. 步进电机的计算和选用。

7. 设计绘制进给伺服系统一个坐标轴的机械装配图。

8. 设计绘制进给伺服系统的一张或两张零件图。

1.2.3 数控机床(直流、交流)伺服控制方案分析与计算1. 数控机床进给(直流、交流)伺服系统组成。

精品数控车床横向进给系统设计

精品数控车床横向进给系统设计

一、数控机床进给系统概述伺服进给系统概述数控机床的伺服进给系统由伺服驱动电路、伺服驱动装置、机械传动机构和执行部件组成。

它的作用是接收数控系统发出的进给速度和位移指令信号,由伺服驱动电路作转换和放大后,经伺服驱动装置(直流、交流伺服电动机,功率步进电机,电业脉冲马达等)和机械传动机构,驱动机床的工作台、主轴刀架等执行部件实现工作进给和快速移动。

数控机床的伺服进给系统与一般机床的进给系统有本质的不同,他能按照指令信号精准地控制执行部件的运动速度与位置,和几个执行部件按必然运动规律所合成的运动轨迹。

伺服进给系统分类数控私服进给系统按有无位置检测和反馈进行分类,有以下三种:(1)开环伺服系统(2)半闭环伺服系统(3)闭环伺服系统伺服进给系统的大体要求(1)精度要求(2)响应速度(3)调速范围(4)低速、大转矩主要设计任务已知参数:最大加工直径D m a x=400m m,工作台及刀架重:30㎏;最大轴向力:130㎏;导轨静摩擦系数:;行程:360m m;步进电机:110B F003;步距角:°;电机转动惯量:J=×10-2㎏.;设计要求:车床控制精度:(即为脉冲当量);加速时间:25m s;最大进给速度:V=m i n。

m a x二、运动设计传动方案拟定数控机床按控制方式分为开环、闭环、半闭环,由于采用直流式交流伺服电机的闭环控制方案,结构复杂,技术难度大,调试和维修困难,造价也高。

闭环控制可以达到很好的机床精度,能补偿机械传动系统中各类误差,消除间隙、干扰等对加工精度的影响,一般应用于要求高的数控设备中,由于数控车床加工精度不十分高,采用闭环系统的必要性不大。

若采用直流或交流伺服电机的半闭环控制,精度较闭环控制的查,可是稳定性好,本钱较低,调试维修较容易;可是对于经济型数控机床来讲必要性不大。

故在本次设计中,采用开环控制步进电机驱动。

肯定设计任务后,初步拟定三种传动方案即1电机直接与丝杠相连;2电机通过同步带的传动带动丝杠转动;3电机通过齿轮传动带动丝杠转动。

数控车床纵向进给系统传动的方案设计(doc 15页)

数控车床纵向进给系统传动的方案设计(doc 15页)

数控车床纵向进给系统传动的方案设计(doc 15页)第一章、数控机床进给系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示:图1-1数控机床进给系统伺服由于各种数控机床所完成的加工任务不同,它们对进给伺服系统的要求也不尽相同,但通常可概括为以下几方面:可逆运行;速度范围宽;具有足够的传动刚度和高的速度稳定性;快速响应并无超调;高精度;低速大转矩。

1.1、伺服系统对伺服电机的要求(1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r /min 或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。

(2)电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。

一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。

(3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。

电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力,才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。

(4)电机应能随频繁启动、制动和反转。

随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展,数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。

使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方直径为D=400mm,工作台及刀架重:110㎏;最大轴,向力=160㎏;导轨静摩擦系数=0.2;max行程=1280mm;步进电机:110BF003;步距角:0.75°;电机转动惯量:J=1.8×10-2㎏.m2。

第二章、数控车床纵向进给系统传动的方案设计数控机床进给驱动对位置精度、快速响应特性、调速范围等有较高的要求。

实现进给驱动的电机主要有三种:步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机。

目前,步进电机只适应用于经济型数控机床,直流伺服电机在我国正广泛使用,交流伺服电机作为比较理想的驱动元件已成为发展趋势。

数控机床的进给系统当采用不同的驱动元件时,其进给机构可能会有所不同。

电机与丝杠间的联接主要有三种形式,如图2-1所示。

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计数控机床是一种经过控制软件进行操作的自动化机床。

进给系统是数控机床的一个重要组成部分,主要实现工件在加工过程中的运动控制。

进给系统的设计要兼顾稳定性、精度和效率,以满足不同加工需求的要求。

首先,数控机床的进给系统设计需要考虑运动平稳性。

在加工过程中,工件需要按照预定的路径进行运动,因此进给系统需要具备优秀的轨迹控制能力。

可以采用闭环控制方法,通过传感器实时检测工件位置,进行修正和调整,保证工件按照精确的路径进行运动。

其次,数控机床的进给系统设计需要考虑位置精度。

位置精度是指工件在加工过程中的位置误差。

位置误差会对加工质量产生重要影响,特别是对于高精度加工而言。

因此,进给系统需要具备高精度的位置控制能力,能够准确控制工件的位置和轨迹。

另外,数控机床的进给系统设计还需要考虑运动速度和加速度。

工件在加工过程中需要以一定的速度进行运动,因此进给系统需要具备相应的运动速度和加速度控制能力。

运动速度和加速度过大会导致机床振动过大,降低工件加工质量,过小则会影响加工效率。

因此,进给系统需要根据不同加工需求进行合理的速度和加速度设置。

此外,进给系统的设计还需要考虑运动平滑性。

运动平滑性是指工件在运动过程中的平滑度和连续性。

进给系统需要具备平滑的运动特性,避免突变和跳动,从而保证工件表面质量的连续性和一致性。

最后,数控机床的进给系统设计还需要考虑传动方式和控制方式。

传动方式可以选择螺杆传动、齿轮传动或直线导轨传动等,根据加工需求和机床类型进行选择。

控制方式可以选择基于位置、速度或力控制等,根据具体应用进行选择。

综上所述,数控机床的进给系统设计需要兼顾运动平稳性、位置精度、运动速度和加速度、运动平滑性、传动方式和控制方式等因素。

通过合理的设计和调试,可以提高数控机床的加工质量和效率,满足不同加工需求的要求。

数控机床进给系统传动设计.

数控机床进给系统传动设计.

数控机床进给系统传动设计及数控系统设计摘要数控车床又称数字控制(Numbercal control,简称NC)机床。

它是基于数字控制的,采用了数控技术,是一个装有程序控制系统的机床。

它是由主机,CNC,驱动装置,数控机床的辅助装置,编程机及其他一些附属设备所组成。

此次设计包括机床的总体布局设计,纵向进给设计。

其中着重介绍了立柱和底座的结构及选用原则,系统地对结构和布局等环节进行了介绍。

包括结构选择、材料选择、参数选择等。

用数值解析法对数控铣床的床身结构进行了校核。

关键词:数控机床;数控系统;电动机Control System Design of Econmical NC LatheAbstractThe numerical control lathe called the numerical control (Numbercal Control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure control system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed.This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design,Also summarizes the technical parameters. Which focuses on the column and the base structure and selection principles, systematically structure and layout and other aspects were introduced. Including structure selection, material selection, parameter selection. Numerical analysis method using CNC milling machine bed structure were checked.Keywords:N umerical control; Open-loop;Step motor目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1数控机床的课题研究意义 (1)1.2数控机床的发展及趋势 (1)1.3数控铣床的工作原理、特点和结构及分类 (3)第2章数控机床机械结构 (6)2.1进给系统组成 (6)2.2传动系统方案确定 (7)2.3齿形带传动设计 (9)2.3.1带和带传动 (10)2.3.2齿形带的选择 (11)2.4丝杠螺母设计 (13)2.4.1 滚珠丝杠螺母副类型选择 (14)2.4.2 滚珠丝杠螺母副型号及其校核 (15)第3章进给传动部件的选型 (18)3.1导轨的设计 (18)3.1.1 导轨概述 (18)3.1.2直线运动导轨副的基本截面形状分类 (19)3.1.3 直线滚动导轨的选型 (21)3.2滚珠丝杠的设计 (23)3.2.1滚珠丝杠螺母副概述 (23)3.2.2 滚珠丝杠螺母副的循环方式 (24)3.2.3滚珠丝杠间隙与调整 (26)3.2.4 滚珠丝杠的选定原则 (28)3.2.5 滚珠丝杠螺母副支撑方式的选择以及轴承的选择 (29)3.3电机的选择 (35)3.3.1 电机概述 (35)3.3.2 交流、直流电机的调速原理 (35)3.3.3 交流伺服电动机的选择 (41)3.4联轴器选择 (42)第4章Z向进给传动部件的设计 (44)4.1主切削力及其切削分力计算 (44)4.2导轨摩擦力计算 (45)4.3直线滚动导轨的选型与计算 (46)4.4滚珠丝杠的设计计算 (48)4.4.1 计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (48)4.4.2 滚珠丝杠的动负荷计算与直径估算 (48)4.4.3 滚珠丝杠螺母副的承载能力校荷 (55)4.5机械传动系统的刚度计算 (59)4.5.1 机械传动系统抗拉刚度计算 (59)4.5.2 滚珠丝杠螺母副扭转刚度计算 (62)4.6机械传动系统的动态分析 (63)4.7机械传动系统的误差计算与分析 (64)4.8滚珠丝杠精度等级确定 (65)总结 (67)致谢 (69)参考文献 (70)数控车床控制系统设计第1章绪论1.1 数控机床的课题研究意义数控机床具有经济实用,结构简单,操作方便,价格低廉的特点,驱动电机采用步进电动机,多数采用开环控制,由于数控系统具有较高的性能价格比,因而广泛地应用于机床产品的升级换代和普通普通机床的技术改造上。

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计
摘要:
本文介绍了数控机床进给系统的工作原理,给出了该系统的结构示意图及控制电路,同时还分析了进给系统的控制方式,以及进给系统的优缺点。

最后本文还提出了进给系统的设计思路。

关键词:数控机床;进给系统;控制电路
1.引言
进给系统是数控机床的关键部件之一,主要负责机床的定位定形,是机床加工精度和生产效率的重要保证。

数控机床的进给系统结构复杂,控制复杂,有时需要同时配合三个轴的变速,因此在设计和研究时必须充分考虑诸多因素。

本文将详细介绍数控机床的进给系统,包括其工作原理、控制电路及设计思路。

2.数控机床进给系统工作原理
在实际应用中,数控机床的进给系统可以采用两种控制方式:
(1)恒速控制方式:即夹紧机构和传动机构的速度是恒定的,需要定义加工运行的时间,从而获得指定的加工宽。

数控车床进给系统设计

数控车床进给系统设计

数控车床进给系统设计数控车床是一种自动化程度较高的机床,通过计算机控制实现工件的加工。

数控车床进给系统是数控车床的一个重要组成部分,主要用于控制工件在加工过程中的进给运动。

本文将从数控车床进给系统的基本原理、主要组成部分以及设计要点等方面进行详细介绍。

一、数控车床进给系统的基本原理数控车床进给系统主要通过控制工件在X、Z轴上的运动来实现加工目标。

具体来说,进给系统通过控制伺服电机的动作来驱动滑块沿X轴方向实现进给运动,同时利用滚珠丝杠传动机构和伺服电机实现滑块在Z轴方向的进给运动。

二、数控车床进给系统的主要组成部分1.控制器:控制器是数控车床进给系统的核心部分,主要负责解析加工程序,并将指令转化为伺服电机的运动控制信号。

控制器可以分为硬件控制器和软件控制器两种形式。

2.伺服电机:伺服电机是数控车床进给系统中的驱动元件,主要负责控制滑块的运动。

通过控制电机的转速和转向,可以实现工件在X、Z轴上的进给运动。

3.滚珠丝杠传动机构:滚珠丝杠传动机构作为数控车床进给系统中的关键部件,负责将伺服电机的转动运动转化为滑块的线性运动。

滚珠丝杠传动机构具有高传动效率、刚性好等特点,可以有效提高进给系统的运动精度和工作效率。

4.传感器:传感器用于检测滑块的位置和速度等参数,将检测结果反馈给控制器。

常用的传感器包括编码器、位移传感器、速度传感器等。

三、数控车床进给系统的设计要点1.系统的精度要求:根据加工要求确定进给系统的精度等级,选择合适的滚珠丝杠传动机构和伺服电机。

同时,通过合理的控制算法和参数设置来提高系统的运动精度。

2.系统的刚性要求:数控车床在加工过程中会产生较大的切削力,因此进给系统需要具有较高的刚性来抵抗切削力的作用。

通过采用高刚性的滚珠丝杠传动机构和合理的结构设计来确保系统的刚性。

3.系统的稳定性要求:数控车床的进给系统需要具有较好的稳定性,以保证加工过程中工件的定位精度和表面质量。

通过合适的控制算法和运动参数的设定,可提高系统的稳定性。

毕业设计论文—数控车床进给系统的设计-精品

毕业设计论文—数控车床进给系统的设计-精品

XXX大学本科生毕业论文数控车床进给系统设计院(系):机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化学号:********学生姓名:XXX指导教师:XXX讲师2010年6月专业文档尽在我主页摘要数控技术和数控设备是制造工业现代化的重要基础。

数控车床是机械和电子技术的相结合的产物,它的机械结构随着计算机技术在车床上的普及及应用,以及对车床性能提出的更高的技术要求,而逐步发展变化。

与普通车床的工艺相比较,数控车床工艺装备的制造精度更高、灵活性好、适应性更强,其自动化程度更高。

本课题主要是设计一台小型数控车床的进给系统,也设计了与该进给系统相配的数控车床的其它结构,使之成为一台桌面型数控车床,该车床是一台简易数控车床,具有尺寸小,切削速度高等特点。

本文对桌面型数控车床的基本结构、基本尺寸进行了详细的设计、计算,提出了桌面型数控车床的控制方案,并利用UG NX5对桌面型数控车床的结构进行三维建模,以便更直观地展现设计思想和装配及运动仿真;然后对在设计中选择的各种零件中的典型零件进行校核计算,保证设计的可靠性。

关键词:数控车床;进给系统;高速切削专业文档尽在我主页ABSTRACTCNC technology and CNC equipment are among the most important foundations for the modernizing of the manufacturing industry. CNC lathe machine tool is a kind of machine that combines electronic technology and mechanical technology. Its mechanical structure evolves gradually with the wide application of computer technology on lathe and the higher and higher requirements of the performance of lathe. Compared with conventional lathe, CNC lathe has a better precision, a better flexibility and a better adaptability, and also more automated.The issue is to design the feeding system of a small CNC lathe, yet it also has the design of the corresponding overall structure and system for the feeding system of the lathe machine, making it a desktop CNC lathe. The lathe is a simple CNC lathe, small in size, and high cutting speed feature the machine.The detailed and in depth design and calculation of the basic structure and size of the desktop CNC lathe is included in this paper. The controlling solution for the desktop CNC lathe is also designed in this paper. A 3D modeling of the desktop CNC lathe is done using UG NX5 to get a more intuitive display of the designing idea and also to present the total assembly and the motion simulation. Then some check calculation is done to the typical components among all the components selected to ensure the reliability of the design.Key words: CNC lathe;feed system;high-speed cutting专业文档尽在我主页目录第1章绪论 (1)1.1本课题的研究背景 (1)1.1.1 数控系统发展简史 (1)1.1.2 国内数控机床状况分析 (1)1.1.3 数控系统的发展趋势 (1)1.1.4 国外先进机床介绍 (2)1.2论文主要研究内容 (4)第2章数控车床总体方案设计 (6)2.1引言 (6)2.1.1 数控机床工作原理及组成 (6)2.2技术指标及设计参数确定 (6)2.3数控车床总体结构方案 (9)2.3.1总体结构方案设计 (9)2.3.2数控车床进给伺服系统概述及设计 (9)2.3.3 进给系统的传动机构概述及设计 (11)2.3.4 控制系统设计 (15)2.3.5基本尺寸的确定 (17)2.4本章小结 (18)第3章数控车床机械本体设计 (19)3.1引言 (19)3.2横向进给系统设计 (19)3.2.1 横向进给系统详细设计 (19)3.2.2 横向进给传动系统设计与选择 (21)3.2.3横向进给伺服电机选择 (22)3.3纵向进给系统设计 (23)专业文档尽在我主页3.3.1 纵向进给系统详细设计 (23)3.3.2纵向进给传动系统设计与选择 (24)3.3.3纵向进给伺服电机选择 (24)3.4主轴设计 (25)3.5刀架、尾座与机体设计 (27)3.6UG NX5 软件介绍 (29)3.7总体建模 (30)3.8本章小结 (32)第4章安全性计算与校核 (33)4.1引言 (33)4.2滚珠丝杠副的校核 (33)4.2.1滚珠丝杠的轴向刚度校核 (33)4.2.2滚珠丝杠的挠度校核 (34)4.2.3滚珠丝杠的寿命计算 (36)4.3直线滚动导轨副校核 (37)4.3.1 直线光轴的挠度校核 (37)4.3.3 直线轴承的寿命校核 (38)4.4轴承校核 (39)4.5 本章小结 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)专业文档尽在我主页第1章绪论1.1本课题的研究背景1.1.1 数控系统发展简史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代替脑力劳动的工具。

数控车床进给传动系统设计

数控车床进给传动系统设计

毕业设计数控车床进给传动系统设计院(系)名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师2011年06 月10 日1 绪论 (4)1.1数控机床的概念 (4)1.2 数控机床的组成分类及特点 (4)1.2.1 数控机床的组成 (4)1.2.2 数控机床的分类 (4)1.2.3 数控机床的特点 (4)1.3 数控系统的发展简史及国外发展现状 (5)1.4我国数控系统的发展现状及趋势 (5)1.4.1 数控技术状况 (5)1.5伺服系统的特点 (7)1.6设计的内容、目的和方法 (9)2 进给系统的总体设计 (10)2.1 机床的主要性能参数 (10)2.2进给系统的精度要求及主要工作参数 (10)2.3进给传动控制伺服系统的选择 (11)2.4进给系统的传动要求及传动类型的选择 (12)2.4.1进给系统的传动要求 (12)2.4.2传动类型的选择 (12)2.5电机与丝杠联接方式的选择 (13)2.6 进给传动方案设计 (13)2.7 进给系统的一些其它要求 (14)2.8 总体布局 (14)3 滚珠丝杠螺母副的选择与计算 (15)3.1主切削力的计算 (15)4 横向进给系统 (17)4.1 已知技术参数 (17)4.2 滚珠丝杠的计算及选择 (17)4.2.1 滚珠丝杠导程的确定 (17)4.2.2 确定丝杠的等效转速 (17)4.2.3 估计工作台质量及工作台承重 (18)4.2.4 确定丝杠的等效负载 (18)4.2.5 确定丝杠所受的最大动载荷 (19)4.2.6 选择滚珠丝杠型号 (19)4.3 校核 (20)4.3.1临界压缩负荷 (20)4.3.2临界转速 (21)4.3.3丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率 (21)4.3.4丝杠扭转刚度 (23)4.3.5传动精度计算 (24)4.3.6伺服电机计算 (25)4.3.7电机的选择 (26)5 纵向进给系统 (26)5.1已知技术参数 (26)5.2滚珠丝杠的计算及选择 (27)5.2.2确定丝杠的等效转速: (27)5.2.3估计工作台质量及工作台承重: (27)5.2.4确定丝杠的等效负载: (27)5.3校核 (28)5.3.1临界压缩负荷 (28)5.3.2临界转速 (29)5.3.3丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率 (29)5.3.4 丝杠扭转刚度 (29)5.3.5 传动精度计算 (30)5.3.6伺服电机计算 (31)5.3.7电机的选择 (32)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1数控车床纵向进给传动机构 (35)附录2数控车床横向进给传动机构 (37)附录3数控车床装配图 (38)1 绪论1.1数控机床的概念数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,是技术密集度及自动化程度很高的典型机电一体化加工设备。

数控机床伺服进给系统的设计

数控机床伺服进给系统的设计

数控机床伺服进给系统的设计数控机床伺服进给系统设计:性能优化与应用发展随着制造业的飞速发展,数控机床在现代化生产过程中扮演着举足轻重的角色。

伺服进给系统作为数控机床的核心部分,直接影响着机床的加工精度、速度和稳定性。

本文将深入探讨数控机床伺服进给系统的设计,以期为相关领域的工程技术人员提供有益的参考。

伺服进给系统,即伺服驱动系统,是一种随动系统,其作用是根据输入的指令信号,驱动执行机构进行位置、速度和加速度的控制。

在数控机床中,伺服进给系统主要由伺服电机、传感器和控制器组成。

伺服电机是伺服进给系统的动力源,通过改变电机的转速和转矩,实现执行机构的位置和速度控制。

传感器主要用于实时监测执行机构的位置、速度等参数,并将信息反馈给控制器。

控制器则是整个系统的核心,负责接收来自数控系统的指令,并根据传感器反馈的信息对伺服电机进行调控。

根据应用场景的不同,伺服电机可分为直流伺服电机和交流伺服电机。

直流伺服电机调速性能优异,但维护较为复杂;交流伺服电机结构简单、体积小,调速性能满足大多数应用需求。

在设计中,应根据实际需要选择合适的电机类型。

传感器在伺服进给系统中发挥着重要作用。

对于位置传感器,可以选择光栅、编码器等;对于速度传感器,可以选择测速发电机、光电编码器等;对于加速度传感器,可以选择振动加速度传感器等。

在设计中,应根据具体的应用场景选择相应的传感器类型。

控制器是伺服进给系统的核心,其性能直接影响整个系统的稳定性和精度。

在设计中,应着重考虑控制器的运算速度、精度和稳定性。

还需考虑控制器与数控系统、伺服电机之间的接口设计。

在伺服进给系统中,可能存在电源干扰、电磁干扰等多种干扰源。

为了提高系统的抗干扰能力和稳定性,需要进行相应的抗干扰设计。

例如,采用隔离电源、屏蔽线缆、滤波器等抗干扰措施;同时,对系统进行稳定性分析,采取措施防止系统振荡和失稳。

为验证伺服进给系统设计的有效性,需要进行实验测试。

应搭建实验平台,包括数控系统、伺服电机、传感器、控制器及相关连接线缆等。

数控车床进给系统设计

数控车床进给系统设计

目录:一、原始参数...................................................(1) 二、计算过程...................................................(1) 1选择脉冲当量................................................(1) 2计算纵向外圆切削力..........................................(1) 3滚珠丝杆螺母副的计算和选型..................................(1) 4齿轮传动比计算..............................................(3) 5步进电机的计算和选型. (3)(一)原始参数:最大工件回转直径:400mm ; 最大工件长度:900mm ; 主传动电机功率:4.5kw ; 主轴转速范围:30~2500rpm ; 溜板及刀架重力:纵向90kg ; 最大快进速度:纵向3m/min ; 刀架进给速度:纵向0.6mm/min ; 启动加速时间:20ms ; 机床定位精度:01.0±m(二)计算过程: 一、选择脉冲当量:根据机床精度确定脉冲当量,纵向:0.01mm\步。

二、计算纵向外圆切削力。

主切削力Z F (N)按经验公式估算:ND F Z 536040067.067.05.15.1max =⨯==按切削力各分力比例分配:4.0:25.0:1::=y x z F F FNF N F y x 214453604.01340536025.0=⨯==⨯=⇒三、滚珠丝杆螺母副的计算和选型 1、纵向进给丝杆1) 计算进给牵引力)(N F m)('G F f KF F z x m ++=纵向进给导轨为综合型导轨K 取1.15; 滑动导轨摩擦系数0.15~0.18取16.0'=f ;溜板及刀架重力G=900N ;N F m 6.2542)9005360(16.0134015.1=+⨯+⨯=∴ 2) 计算最大动负载C : osL V n 1000=61060nT L =m w F f L C 3=初选丝杆导程mm t sp 6=最大切削力的进给速度s V ,可取最高进给速度的(31~21)m i n /5065.06.01000r n =⨯⨯=∴使用寿命T 取15000h 4510150005060106066=⨯⨯==∴nT L运转系数w f ,一般运转取1.2~1.5N F f L C m w 5.108526.25422.14533=⨯⨯==∴ 3) 滚珠丝杆螺母副的选型查表,采用40061L W 外循环,螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杆副,1列2.5圈,其额定动载为16400N ,精度为3级。

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计

数控机床进给系统设计数控机床是一种利用数字控制技术来操作机床进行加工的设备。

其中,进给系统是数控机床的核心部件之一,主要负责实现机床轴向运动的精确控制。

本文将从设计原理、系统构成和性能要求三个方面,对数控机床进给系统进行详细阐述。

一、设计原理数控机床进给系统的设计基于三轴坐标系,即X轴、Y轴和Z轴。

当工件需要在不同方向上进行加工时,可以通过对这三个坐标轴的控制,实现工件在平面和立体方向上的运动。

进给系统的基本原理是将需要控制的轴运动距离和速度转换为数字信号,通过数字控制器产生的脉冲信号驱动伺服电机,实现机床的精确控制。

二、系统构成数控机床进给系统由三个主要组成部分构成:数字控制器、伺服驱动器和伺服电机。

数字控制器是整个系统的大脑,负责生成运动指令、计算速度和位置等参数,并将其转换为脉冲信号。

伺服驱动器接收数字控制器发送的脉冲信号,将其转换为电流信号,并通过电机的转矩控制反馈实现机床运动控制。

伺服电机则是进给系统的执行机构,根据伺服驱动器的控制信号,转化为机床轴向的运动。

三、性能要求数控机床进给系统在设计中需要具备多项重要性能要求,以满足机床加工的精度和效率要求。

首先,系统需要具备高速响应能力,能够快速准确地响应指令并实时控制机床轴向运动。

其次,系统需要具备高精度定位能力,能够实现亚微米级的定位精度,以满足精密加工的要求。

此外,系统还需具备较大的负载能力,能够承受较大的加工力矩,以应对各种加工过程中的需求。

同时,在设计中还需要考虑系统的稳定性和可靠性,以确保系统的长期稳定运行,并减少维护和故障排除的成本。

总结起来,数控机床进给系统是数控机床的核心组成部分之一,其设计原理基于三轴坐标系的控制,通过数字控制器、伺服驱动器和伺服电机的协同工作,实现机床轴向运动的精确控制。

进给系统的设计需要满足高速响应、高精度定位、较大负载和稳定可靠等多项性能要求,以保障机床加工的高效精度。

(毕业设计私人版本)数控车床横向进给系统的设计

(毕业设计私人版本)数控车床横向进给系统的设计

毕业设计年级:系部:专业:机电工程课题名称:数控机床横向进给设计学生姓名:指导教师:教师职称:讲师2010年6月20日摘要数控机床集中了传统的自动机床、精密机床和万能机床三者的优点,将高效率、高精度和高柔性集中于一体。

而数控机床横向进给技术水平的提高首先依赖于进给和主轴驱动特性的改善以及功能的扩大,为此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电机、机械传动等方面都有很高的要求。

数车床改造是指以机械位置作为控制对象的自动控制系统。

在数控机床中,伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置横向进给控制系统。

伺服系统接受来自CNC 装置的进给脉冲,经变换和放大,再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。

这些轴有的带动工作台,使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动,加工出所要求的复杂形状工件。

横向进给系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节,是数控机床的重要组成部分。

它包含机械、电子、电机(早期产品还包含液压)等各种部件,并涉及到强电与弱电控制,是一个比较复杂的控制系统。

横向进给的确是一个相当复杂的任务。

提高伺服系统的技术性能和可靠性,对于数控机床具有重大意义,研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。

关键词:横向进给数控化车床改造目录摘要................................................ .2 Abstract..................................................... (3)目录 (4)第一章引言 (5)1.1 设计目的及方法 (5)1.2 进给系统概述 (6)第二章进给传动设计 (7)2.1 主切削力计算及技术参数 (7)2.2 滚珠丝杠螺母副的选择与计算 (9)2.2.1滚珠丝杠螺母副的选择 (9)2.2.2丝杠螺母副的计算 (10)2.2.3滚珠丝杠螺母副的校核 (12)第三章动力计算 (17)3.1 支撑轴承的设计 (17)3.2 伺服电机的选择 (17)结论 (18)致谢语 (19)参考文献 (20)第一章引言1.1 设计目的及方法设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识,解决工程实际问题的能力,提高综合素质和创新能力,受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练,使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高,培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度,加强团队合作精神。

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摘要本设计是把普通数控车床改造成经济型数控车床。

经济型数控车床就是指价格低廉、操作使用方便、比较适合我国国情的,动化的机床。

采用数控机床,可以降低工人的劳动强度,节省劳动力(一个人可以看管多台机床),减少工装,缩短新产品试制周期和生产周期,可对市场需求作出快速反应。

在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算。

比如:导轨的设计选型、滚珠丝杠螺母副的选型与计算。

还进行了进给传动系统的刚度计算、进给传动系统的误差分析、驱动电机的选型计算、驱动电机与滚珠丝杠的联接、驱动电机与进给传动系统的动态特性分析等。

【关键词】车床、数控、传动系统AbstractThis project is to alter the common lathe into the economical lathe. The economical lathe is a advanced and roboticized lathe that has low price, convenient operation, and adapt to the situation of our country and has installed cnc system. During the project we particularly dealt with the choice and calculation of every assembly. Such as:The choice and calculation of guideway, ballscrew nut pair and drive electromotor. Caculate the inflexibility of feed transmission system. Analyse the error of feed transmission system. Junction between drive electromotor and ballscrew. Dynamic analysis of drive electromotor and feed transmission system .【Key words】Lathe;CNC;Transmission System目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (4)1数控车床设计概述 (5)1.1电动机的选择 (6)1.2电动机类型和结构型式的选择 (7)2进给伺服系统概述 (8)3横向进给系统的设计计算 (10)3.1设计参数 (10)3.2切削力及其切削分力计算 (10)3.3轨摩擦力的计算 (10)3.4算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (11)3.5定进给传动链的传动比i和传动级数 (11)3.6珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (11)3.7珠丝杠螺母副承载能力校核 (13)3.8计算器械传动的刚度 (14)3.9驱动电机的选型与计算 (15)3.10械传动系统的动态分析 (18)3.11机械传动系统的误差计算与分析 (18)3.12确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (19)4进给系统的结构设计 (20)4.1滚珠丝杠螺母副的设计 (20)4.2齿轮传动副的设计 (21)4.3齿轮箱的设计 (22)4.4床身及导轨 (22)4.5中间轴的设计 (25)4.6轴承端盖的设计 (25)总结与体会 (26)致谢词 (27)【参考文献】 (28)前言我国目前机床总量380余万台,而其中数控机床总数只有11.34万台,即我国机床数控化率不到3%。

近10年来,我国数控机床年产量约为0.6~0.8万台,年产值约为18亿元。

机床的数控化率仅为6%。

这些机床中,役龄10年以上的占60%以上;10年以下的机床中,自动/半自动机床不到20%,FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数(美国和日本自动和半自动机床占60%以上)。

可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。

用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的的生存和发展。

所以必须大力提高机床的数控化率。

而相对于传统机床,数控机床有以下明显的优越性:●可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

●可以实现加工的柔性自动化,从而效率比传统机床提高3~7倍。

●加工零件的精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要“修配”。

●可实现多任务序的集中,减少零件在机床间的频繁搬运。

●拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能,可实现长时间无人看管加工。

因此,采用数控机床,可以降低工人的劳动强度,节省劳动力(一个人可以看管多台机床),减少工装,缩短新产品试制周期和生产周期,可对市场需求作出快速反应。

此外,机床数控化还是推行FMC (柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(计算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。

数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

本次设计的内容是机床总体方案设计及总体布局图绘制、纵向及横向伺服进给机构的理论计算、结构设计及绘制装配图、典型零件绘制、数控系统(硬件连接图)设计、典型零件的数控车削加工程序编制及外文数据文献翻译,并撰写毕业设计论文。

设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识,解决工程实际问题的能力,提高综合素质和创新能力,受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练,使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高,培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度,加强团队合作精神。

在设计中,先通过参观及查阅等了解有关系统的工作原理,作用及结构特点。

选择合适的算法,根据计算结果查阅手册,得出相关的结构或零件。

1数控车床设计概述用数控机床加工零件时,首先应将加工零件的几何信息和工艺信息变成加工程序,由输入部分送入数控装置,经过数控装置的处理、运算,按各坐标轴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,并进行回馈控制,使刀具和工件及其它辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数有条件不紊乱地作,从而加工出零件的全部轮廓。

数控机床具有很好的柔性,当加工对象变换时,只需重新编制加工程序即可,原来的程序可存储备用,不必像组合机床那样需要针对新加工零件重新设计机床,致使生产准备时间过长。

经济型数控车床,对于保证和提高被加工零件的精度,主要依靠两方面来实现:一是系统的控制精度;二是机床本身的机械传动精度。

数控车床的进给传动系统,由于必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制。

所以,数控车床与普通卧式车床相比应具有有更好的精度.以确保机械传动系统的传动精度和工作平稳性。

数控改造对机械传动系统的要求为:(1)尽量采用低摩擦的传动副。

如滚动导轨和滚珠丝杠螺母副,以减小摩擦力。

(2)选用最佳的降速比,为达到数控机床所要求的脉冲当量,使运动位移尽可能加速达到跟踪指今。

(3)尽量缩短传动链以及用预紧的办法提高传动系统的刚度。

(4)尽量消除传动间隙,以减小反向行程误差。

如采用消除间隙的联轴节和消除传动齿轮间隙的机构等。

(5)尽景满足低振动和高可靠性方面的要求。

为此应选择间隙小、传动精度高高、运动平稳、效率高以及传递扭矩大的传动组件。

从应用的方面考虑,结合目前国内大多数的情况,可采用更换滚珠丝杠来代替原机床上的T型丝杠。

也可对原车床上T型丝杠加以修复,但此时必须相应修配与与此相配合的螺母,尽量减小其间隙,提高配合精度。

—般说来.如原车床的工作性能良好.精度尚未降低,则应尽量保留机床的传动系统。

使改造后的数控车床同时具有微机控制和原机床操作的双重功能。

如原车床使用时间较长.运动部件磨损严重.除了对导轨精度进行修复外.还应将传动部件拆除或更换,以确保改造后车床的传动精度。

数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床组成机床本体的各机械部件组成,如图1.1:图1.1数控机床的组成1.1电动机的选择(1)根据机械的负载特性和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求,选择电动机类型。

(2)根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求,考虑电动机的温升限制、超载能力额启动转矩,选择电动机功率,并确定冷却通风方式。

所选电动机功率应留有余量,负荷率一般取0.8~0.9。

(3)根据使用场所的环境条件,如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护措施,选择电动机的结构型式。

(4)根据企业的电网电压标准和对功率因素的要求,确定电动机的电压等级和类型。

(5)根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的要求,以及机械减速机构的复杂程度,选择电动机额定转速。

此外,还要考虑节能、可靠性、供货情况、价格、维护等等因素。

测量装置1.2电动机类型和结构型式的选择由于不同的机床要求不同的主轴输出性能(旋转速度,输出功率,动态刚度,振动抑制等),因此,主轴选用标准与实际使用需要是紧密相关的。

总的来说,选择主轴驱动系统将在价格与性能之间找出一种理想的折衷。

表1.1简要给出了用户所期望的主轴驱动系统的性能。

下面将对各种交流主轴系统进行对比、分析。

表1.1 理想主轴驱动系统性能感应电机交流主轴驱动系统是当前商用主轴驱动系统的主流,其功率范围从零点几个kW到上百kW,广泛地应用于各种数控机床上。

2进给伺服系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图2.1所示:图2.1 数控机床进给伺服系统由于各种数控机床所完成的加工任务不同,它们对进给伺服系统的要求也不尽相同,但通常可概括为以下几方面:可逆运行;速度范围宽;具有足够的传动刚度和高的速度稳定性;快速响应并无超调;高精度;低速大转矩。

伺服系统对伺服电机的要求:(1)从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r /min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。

(2)电机应具有大的较长时间的超载能力,以满足低速大转矩的要求。

一般直流伺服电机要求在数分钟内超载4-6倍而不损坏。

(3)为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。

电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力,才能保证电机可在0.2s 以内从静止启动到额定转速。

(4)电机应能随频繁启动、制动和反转。

随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展,数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。

使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。

由位置、速度和电流构成的三环回馈全部数字化、软件处理数字PID,使用灵活,柔性好。

数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施,使控制精度和质量大大提高。

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