【正文】 運(yùn)算處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖；：把數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械位移；用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。：包括，主軸部分、進(jìn)給系統(tǒng)、刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置(ATC)、自動(dòng)托盤(pán)交換裝置(APC)等。 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)數(shù)控機(jī)床的品種和規(guī)格繁多，分類(lèi)方法不一。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已有近500種數(shù)控機(jī)床。根據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和組成，一般分為以下幾類(lèi)： 按坐標(biāo)軸數(shù)分類(lèi)：一般數(shù)控機(jī)床，數(shù)控加工中心機(jī)床，多坐標(biāo)軸數(shù)控機(jī)床；按特點(diǎn)分類(lèi)：點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床，直線控制數(shù)控機(jī)床，輪廓控制數(shù)控機(jī)床；按有無(wú)測(cè)量裝置分類(lèi)：開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)；按功能水平分類(lèi)：經(jīng)濟(jì)型，普及型，高級(jí)型。 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批、多變的零件加工問(wèn)題，是一種靈活的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，尤其對(duì)于約占機(jī)械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來(lái)，數(shù)控機(jī)床有以下幾方面的特點(diǎn)：，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；，一般約提高效率35倍，使用數(shù)控加工中心機(jī)床則可提高生率510倍；；，改善了勞動(dòng)條件；。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀 數(shù)控機(jī)床在我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀 我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國(guó)家，但在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中仍處于較低水平；即使國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)，一方面國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)各類(lèi)機(jī)床產(chǎn)品特別是數(shù)控機(jī)床有大量的需求，而另一方面卻有不少?lài)?guó)產(chǎn)機(jī)床滯銷(xiāo)積壓，國(guó)外機(jī)床產(chǎn)品充斥市場(chǎng)。90年國(guó)外數(shù)控機(jī)床在我國(guó)市場(chǎng)的占有率僅達(dá)15%左右，而95年已達(dá)77%。嚴(yán)重影響我國(guó)數(shù)控機(jī)床自主發(fā)展的勢(shì)頭。 這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，除了有經(jīng)營(yíng)上、產(chǎn)品制造質(zhì)量上和促銷(xiāo)手段上等原因外，一個(gè)主要的原因是我國(guó)生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床品種、性能和結(jié)構(gòu)不夠先進(jìn)，新產(chǎn)品(包括基型、變型和專(zhuān)用機(jī)床)的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，從而不能及時(shí)針對(duì)用戶(hù)的需求提供滿意的產(chǎn)品。具體地說(shuō)，這個(gè)問(wèn)題反映在下列五個(gè)方面： ～18個(gè)月，其中設(shè)計(jì)時(shí)間約為5～8個(gè)月，占總周期的40%左右。而國(guó)外一些先進(jìn)機(jī)床廠同類(lèi)基型產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期為6～9個(gè)月，～2個(gè)月，只占25%。因此無(wú)論是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的總周期還是設(shè)計(jì)所占的時(shí)間比例均與國(guó)外先進(jìn)水平有很大的差距。 (如分析和評(píng)價(jià)軟件、整機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析方法以及機(jī)床性能測(cè)試裝置等)，自行開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品大多基于直觀經(jīng)驗(yàn)和類(lèi)比設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)一次成功的把握性降低，往往需要反復(fù)試制才能定型，從而可能錯(cuò)過(guò)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的良機(jī)。 ,在訂貨時(shí)往往提出一些特殊要求，甚至在產(chǎn)品即將投產(chǎn)時(shí)有的用戶(hù)臨時(shí)提出一些要求，這就需要迅速變型設(shè)計(jì)和修改相應(yīng)的圖紙及技術(shù)文件。在國(guó)外，這項(xiàng)修改工作在計(jì)算機(jī)的輔助下一般僅需數(shù)天至一周，而在我國(guó)機(jī)床廠用手工操作就至少需1～2個(gè)月,且由于這些圖紙和文件涉及多個(gè)部門(mén)，常會(huì)出現(xiàn)漏改和失誤的現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品的質(zhì)量和交貨期。 ，他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，又擔(dān)負(fù)著開(kāi)發(fā)的重任。 、工藝和制造部門(mén)分立，缺乏有效的協(xié)同開(kāi)發(fā)的模式，不能從制訂方案開(kāi)始就融入各方面的正確意見(jiàn),容易造成產(chǎn)品的反復(fù)修改，延長(zhǎng)了開(kāi)發(fā)的周期。 為解決這些問(wèn)題，必須對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，發(fā)展優(yōu)化和仿真技術(shù)，提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能，并建立起基于并行工程(Concurrent Engineering)的使設(shè)計(jì)、工藝和制造人員協(xié)同工作和知識(shí)共享的產(chǎn)品虛擬開(kāi)發(fā)環(huán)境,使用相應(yīng)的產(chǎn)品虛擬開(kāi)發(fā)軟件，這樣才能有效地解決產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的落后局面，使企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 數(shù)控機(jī)床在國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)及現(xiàn)狀無(wú)人化，規(guī)?；a(chǎn)對(duì)加工設(shè)備提出了高速度，高精度，高效率的要求，交流伺服系統(tǒng)具有高響應(yīng)，免維護(hù)（無(wú)碳刷，換向器等磨損元部件），高可靠性等特點(diǎn)，正好適應(yīng)了這一需求。例如，日本法努克公司，三菱電機(jī)公司，安川電機(jī)公司，德國(guó)西門(mén)子公司，aeg公司，力士樂(lè)indramat公司，美國(guó)抗體公司，通用電氣公司等均先后在1984年前后將交流伺服系統(tǒng)付諸實(shí)用。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，微電子制造工藝的日臻完善，使得DSP運(yùn)算速度呈幾何數(shù)上升，達(dá)到了伺服環(huán)路高速實(shí)時(shí)控制的要求，一些運(yùn)動(dòng)控制芯片制造商還將電機(jī)控制所必需的外圍電路(如A/D轉(zhuǎn)換器、位置/速度檢測(cè)倍頻計(jì)數(shù)器、PWM發(fā)生器等)與DSP內(nèi)核集成于一體，使得伺服控制回路采樣時(shí)間達(dá)到100?s以?xún)?nèi)，由單一芯片實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加、減速控制，電子齒輪同步控制，位置、速度、電流三環(huán)的數(shù)字化補(bǔ)償控制。一些新的控制算法如速度前饋、加速度前饋、低通濾波、凹陷濾波等得以實(shí)現(xiàn)。目前一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的伺服系統(tǒng)生產(chǎn)廠家基本上均能夠提供全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)或者可以與自己的CNC系統(tǒng)相配套，如日本FANUC公司、三菱電機(jī)公司、安川電機(jī)公司、松下公司、山洋電機(jī)公司、德國(guó)Siemens公司、力士樂(lè)Indramat公司、Lenze公司、Kollmorgen公司、Relliance公司、Baldor公司、PacificScientific公司等。在1987年，由德國(guó)機(jī)床協(xié)會(huì)和德國(guó)電力電子協(xié)會(huì)聯(lián)合提出數(shù)字驅(qū)動(dòng)接口國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即SERCOS(SerialRealtimeCommunicationSystem串行實(shí)時(shí)通信系統(tǒng))接口作為高性能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)據(jù)串行實(shí)時(shí)通信接口，這兩個(gè)協(xié)會(huì)將電機(jī)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)的主要制造商組成一個(gè)聯(lián)合工作組。最初加入SERCOS工作組的公司有AEC、ABB、AMK、Banmuller、Bosch、Indramat、Siemens、PacificScientific等幾家公司。與此同時(shí)，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的ASIC芯片、SERCON816，傳輸速度為2/4/8/16Mbit/s，SERCOS與其它串行現(xiàn)場(chǎng)總線相比，有效數(shù)據(jù)傳輸率高，例如Ethement以100Mbit/s速度傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，有效數(shù)據(jù)傳輸率為5～10Mbit/s；SERCOS以16Mbit/s速度傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，有效數(shù)據(jù)傳輸率為11Mbit/s。CAN(controllerAreaNetwork)用于運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，必須提供額外的存儲(chǔ)緩沖器及信號(hào)管理資源，其成本大約是SERCOS接口的2倍，另一個(gè)特點(diǎn)是它的光纖噪聲抑制能力強(qiáng)、傳輸可靠性高。雖然SERCOS接口初終是為CNC與數(shù)字伺服接口而開(kāi)發(fā)，迄今已被廣泛應(yīng)用于通用運(yùn)動(dòng)控制器與數(shù)字伺服之間的接口。目前已能滿足在2ms內(nèi)，使一臺(tái)控制器與多達(dá)32個(gè)伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。SERCOS為數(shù)字伺服網(wǎng)絡(luò)化鋪就了一條寬闊大道，可以預(yù)見(jiàn)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，帶有SERCOS接口的伺服系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)入家庭、辦公室、工廠車(chē)間乃至各個(gè)與伺服應(yīng)用相關(guān)的領(lǐng)域。 CK516立式數(shù)控車(chē)床的總體方案設(shè)計(jì)CK516立式數(shù)控車(chē)床具有高轉(zhuǎn)速、大扭矩、高剛性等特點(diǎn)，主要用于加工輪轂、剎車(chē)轂等各類(lèi)短軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件，車(chē)削螺紋、圓弧、圓錐、回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外曲面、端面溝槽、鉆、擴(kuò)、鉸等，適用于形狀復(fù)雜的中小批量零件，以及精度、尺寸一致性要求高的大批量零件的加工。CK516立式數(shù)控車(chē)床的機(jī)械傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)，可以分為主軸組件設(shè)計(jì)、主傳動(dòng)設(shè)計(jì)、變速箱中傳動(dòng)軸和齒輪設(shè)計(jì)、X、Z向進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)等小題目，由6名同學(xué)共同完成。我們6位同學(xué)經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，分析討論，反復(fù)論證，最終確定了機(jī)床的總體方案。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并參考實(shí)際情況，初步選定機(jī)床主要參數(shù)如下：床身上最大回轉(zhuǎn)直徑 mm 800 最大車(chē)削直徑 mm 600最大車(chē)削高度 mm 600主軸轉(zhuǎn)速范圍（四段無(wú)級(jí)） r/min 451000主軸孔前端錐度 mm 120主電機(jī)功率 kw 15X/Z軸伺服電機(jī) (1) 主運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)采用主軸箱與變速箱分離的傳動(dòng)布局。主傳動(dòng)由變頻電機(jī)經(jīng)四級(jí)變速箱、三角帶窄V帶傳至主軸。 (2) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用半閉環(huán)伺服控制，因此在X、Z兩個(gè)方向上，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均采用滾珠絲杠螺母副，其動(dòng)力由伺服電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器傳遞。(3) 數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)采用FANUC0i系統(tǒng)。