【正文】 ??? 移動(dòng)部件估算，取 ,30m ?? ?kg NF in ???? NFFF X 0 4 8m i nm a x ????? 32 m inm a x FFFm ?? （ 32） NFFF m m i nm a x ?????? 計(jì)算預(yù)期當(dāng)量載荷： 取預(yù)緊系數(shù) NFfe 。還有一點(diǎn)就是他不能自鎖。 （ 3）它的使用壽命也比 一般的絲杠要長(zhǎng)，因?yàn)樗菨L動(dòng)摩擦，所以他們零件之間的摩擦力就很小，精度就很高從而壽命就很長(zhǎng)。 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 圖 31 滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)圖 （ 1）它具有傳動(dòng)效率，我們只到滾珠絲杠螺母副的機(jī)械傳動(dòng)效率是普通絲杠螺母副的 3到 4倍之多，估計(jì)滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率高達(dá)百分之九十六左右。滾珠絲杠螺母副是把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的東西改變?yōu)樽咧本€運(yùn)動(dòng)的裝置，目前在很多種數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給機(jī)械傳動(dòng)裝置中得到了非常廣泛的使 用。 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3 數(shù)控 車(chē) 床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 數(shù)控 車(chē) 床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)及要求 主軸電機(jī)功率： 3kw X軸方向絲杠最大行程 300mm； Z軸方向絲杠最大行程 1100mm； X軸方向進(jìn)給速度： 2020~5 mm/min； Z軸方向進(jìn)給速度： 2020~01 mm/min； X軸脈沖當(dāng)量： ； Z軸脈沖當(dāng)量： ； X軸快速進(jìn)給速度： 3000~0 mm/min； Z軸快速進(jìn)給速度： 6000~0 mm/min； 橫向移動(dòng)部件質(zhì)量： 30kg； 縱向移動(dòng)部件質(zhì)量： 100kg； 材料選為 HT200。當(dāng)負(fù)載變化的時(shí)候，輸出的速度應(yīng)改是基本不變的也就是說(shuō) F? 非常的小，（如圖 23）所示，當(dāng)負(fù)載發(fā)生突然變化的時(shí)候，這就要求速度的恢復(fù)的時(shí)間很短并且沒(méi)有振蕩，也就是說(shuō) t? 盡可能的短；需要具備足夠的過(guò)載的能力。系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，則加工效率越高。它包含動(dòng)態(tài)誤差也就是我們說(shuō)的瞬態(tài)過(guò)程出現(xiàn)的偏差。它包含絕對(duì)穩(wěn)定性和相對(duì)穩(wěn)定性。進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不 僅僅是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)很重要的組成部分，同時(shí)也是它區(qū)別于一般普通機(jī)床的一個(gè)重要特殊的部分。檢測(cè)與反饋單元就會(huì)將工作臺(tái)的實(shí)際的位置檢測(cè)以后反饋給比較控制環(huán)節(jié)，這樣比較控制環(huán)節(jié)就會(huì)將指令信號(hào)還有反饋信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，取兩者的差值當(dāng)作伺服系統(tǒng)的跟隨誤差經(jīng)驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)控制執(zhí)行原件帶動(dòng)工作臺(tái)的移動(dòng)。 步進(jìn)伺服進(jìn)給伺服系統(tǒng)主要是由這些個(gè)部分組成：位置控制單元還有速度控制單元還有驅(qū)動(dòng)單元還有檢測(cè)與反饋單元和機(jī)械執(zhí)行部件。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的將來(lái)的發(fā)展方向 [3]。 開(kāi)放性 : 根據(jù)國(guó)際上的電氣電子協(xié)會(huì)的定義“一個(gè)開(kāi)放式系統(tǒng)提供了使合理實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序運(yùn)行于來(lái)自多個(gè)控制供應(yīng)商的不同平臺(tái)及與其他系統(tǒng)提供相互操作的能力，并具有一個(gè)用來(lái)與用戶(hù)交互的持續(xù)風(fēng)格。 表 11 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 項(xiàng)目 發(fā)展趨勢(shì) 硬件 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)， PC集成技術(shù)，系統(tǒng)模塊化 軟件 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù) CNC內(nèi)核 三維刀具補(bǔ)償，樣條查補(bǔ) 監(jiān)控與診斷 自適應(yīng)技術(shù)，分布式監(jiān)控，智能故障診斷 編程功能 三維圖形模擬，面向車(chē)間的編程 WOP/CAD/CAM 伺服系統(tǒng) 交流數(shù)字技術(shù)，高速串行數(shù)字網(wǎng)絡(luò)接口 人機(jī)交互 用戶(hù)可設(shè)計(jì)的界面 網(wǎng)絡(luò)功能 制造自動(dòng)化協(xié)議、制造報(bào)文規(guī)范、現(xiàn) 場(chǎng)總線等 智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、集成化 : 21 世紀(jì)的數(shù)控車(chē)床它是有一定的數(shù)控系統(tǒng)的，它們更具有人性化和智能化，數(shù)控機(jī)床的智能在數(shù)控系統(tǒng)中在各個(gè)方面都有體現(xiàn)：為了要加工效率還有加工質(zhì)量的智能化程度，比如說(shuō)自己適應(yīng)控制還有加工工藝參數(shù)的自動(dòng)形成。幾十年來(lái)對(duì)國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的剝析我國(guó)正努力向數(shù)控機(jī)床加工精度發(fā)展。例如： NEF 400/600 是德瑪吉生產(chǎn)的一款數(shù)控機(jī)床 ， 在同類(lèi) 機(jī)床中切削效率最高 ， 幾何精度最好。 我國(guó)從 20 世紀(jì) 50年代開(kāi)始數(shù)控系統(tǒng)的研究，經(jīng)過(guò)多方面的努力和技術(shù)的公關(guān)， 1958 年研制出第一代數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品， 1966 年研制出第二代數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品，1972 年研制出第三代產(chǎn)品， 1975 年我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)入了第四代， 1979 年 10月歐洲國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)在意大利工業(yè)中心米蘭舉行，展覽會(huì)上首次展出了我國(guó)和其他國(guó)家共同制造的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床，這就說(shuō)明了我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)也進(jìn)入了第五代。然而呢伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)還有制造業(yè)的快速發(fā)展還有裝備制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量的需要，數(shù)控機(jī)床的使用范圍一直在不停的擴(kuò)大而且還不斷的發(fā)展成為了更適應(yīng)生產(chǎn)加工的要求。查閱數(shù)控車(chē)床說(shuō)明書(shū)查找在設(shè)計(jì)中要用到的一些參數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，得出設(shè)計(jì)參數(shù)然后根數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 據(jù)這些尺寸繪制零件圖和裝配圖。 本課題設(shè)計(jì)的目的是，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)以及解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。比如說(shuō)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)選型、滾珠絲杠螺母副的選型與計(jì)算、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度計(jì)算和進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差分析、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型驅(qū)動(dòng)電計(jì)算機(jī)、滾珠絲杠的聯(lián)接、驅(qū)動(dòng)電機(jī)與進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析等等。為了確保機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度還有他們的工作的平穩(wěn)性，我們掌握數(shù)控車(chē)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生意義很大。 Ball screw； Servo system 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒 論 ............................................................................................................................ 1 選課背景及意義 ............................................................................................. 1 課題研究的主要內(nèi)容及目的 ......................................................................... 1 相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 ......................................................................... 2 國(guó)內(nèi)外 數(shù)控車(chē)床的現(xiàn)狀 ...................................................................... 2 數(shù)控車(chē)床的發(fā)展趨勢(shì) .......................................................................... 3 2 數(shù)控車(chē)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理及基本要求 ........................................ 5 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 ............................................. 5 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的基本要求 ......................................................... 5 3 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .................................................................... 8 數(shù)控車(chē)床的步進(jìn)伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)及要求 ..................................... 8 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì) ................................................................................. 8 X 方向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì) ........................................................... 9 Z 方向滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì) ......................................................... 12 步進(jìn)電機(jī)的選擇 ............................................................................................ 14 帶 動(dòng) X方向滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型 ............................................ 15 帶動(dòng) Z方向滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型 ............................................ 16 驅(qū)動(dòng)電機(jī)和滾珠絲杠的聯(lián)接 ....................................................................... 17 導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)和選型 ................................................................................... 18 4 數(shù)控車(chē)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)誤差分析 .............................................................. 20 X 方向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)誤差計(jì)算 ........................................................ 20 Z 方向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的死區(qū)誤差計(jì)算 ........................................................ 20 結(jié)束語(yǔ) .......................................................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 23 致謝 ..........................................................................................