【正文】 動(dòng)慣量的計(jì)算工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （） 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可忽略，因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （）3）所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需的力矩 最大切削負(fù)載時(shí)所需的力矩 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 式中 ——空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； ——折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； ——由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩； ——切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； ——折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。例如，可選取系列，滾珠絲杠公稱直徑為φ20mm，基本導(dǎo)程為4mm,負(fù)荷總?cè)?shù)為5圈，型號(hào)為2045E2左，其額定動(dòng)負(fù)荷為5393N，故強(qiáng)度滿足。步進(jìn)電機(jī)安裝在大托板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大托板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動(dòng)精度。但是，采用半閉環(huán)控制，調(diào)試比開環(huán)控制要復(fù)雜得多，設(shè)計(jì)上有其自身的特點(diǎn)，技術(shù)難度較大。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，調(diào)試和維修困難，造價(jià)高?？紤]到重復(fù)定位精度高、工作剛性好、使用壽命長(zhǎng)、工藝性好等特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床一般選用I型四工位自動(dòng)刀架。然后由微機(jī)控制使微電機(jī)正反轉(zhuǎn)。這一功能是由微機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)。（1）刀架的抬起 利用壓縮彈簧的恢復(fù)力來完成刀架的抬起或者是利用螺紋傳動(dòng)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成軸向直線運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到抬起刀架的目的。（7）導(dǎo)軌的熱處理：一般重要的導(dǎo)軌，鑄件粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理，高精度導(dǎo)軌鑄件半精加工后還需進(jìn)行第二次時(shí)效處理。因此，數(shù)控改造一般仍使用滑動(dòng)導(dǎo)軌。（5）導(dǎo)軌的選擇：數(shù)控機(jī)床上，常使用滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。2)鑲條的調(diào)整，這是側(cè)向間隙常用的調(diào)整方法，鑲條有直鑲條和斜鑲條兩種。（2）滑動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，接觸剛度大；缺點(diǎn)是摩擦阻力大，磨損快，動(dòng)靜摩擦系數(shù)差別大，低速易產(chǎn)生爬行。在導(dǎo)軌面上安裝工作臺(tái)、刀架等部件。（6）.繪制機(jī)床改造的工作圖。（3）.擬定技術(shù)措施制定改造的方案 根據(jù)加工對(duì)象要求和被改造機(jī)床實(shí)際情況，擬定應(yīng)采取的技術(shù)措施，制定出機(jī)床的改造方案，選用外購(gòu)件時(shí)一定要保證質(zhì)量。這是選擇方案和驅(qū)動(dòng)部件的依據(jù)，現(xiàn)在多用類比法或測(cè)定法完成。不同的形狀，不同的技術(shù)要求工件，其加工的方法也不同，對(duì)機(jī)床的要求也不盡不同。（3）滾珠絲杠副制動(dòng)方式有：采用具有剎車作用的制動(dòng)電機(jī)；在傳動(dòng)鏈中配置逆轉(zhuǎn)效率低的高減速比系統(tǒng)；采用超越離合器。滾珠絲杠副是由絲杠、螺母、滾珠及滾珠循環(huán)返回裝置等組成。常用的有剛性調(diào)整法和柔性調(diào)整法：剛性調(diào)整法又包括偏心套調(diào)整法和軸向墊片調(diào)整法，柔性調(diào)整又包括軸向彈簧調(diào)整法和周向調(diào)整法。為了保證其傳動(dòng)精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級(jí)都比普通機(jī)床的要高，以保證機(jī)床加工精度。所以可選擇MCS51系列單片機(jī)的擴(kuò)展系統(tǒng)。（4）縱、橫向進(jìn)給是兩套獨(dú)立傳動(dòng)鏈，它們是由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副和滾珠絲杠副組成，其傳動(dòng)比要滿足機(jī)床所需要的分辨率。此次設(shè)計(jì)的基本要求是：工作臺(tái)重w=30kg f=300n , 時(shí)間常數(shù)t=25ms,行程s=190mm,基本導(dǎo)程：l0=4mm,脈沖當(dāng)量sp=,步距角a=,快速進(jìn)給速度Vmax=1m/min 總體設(shè)計(jì)方案的確定總體方案的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式，伺服系統(tǒng)的類型，計(jì)算機(jī)的選擇，以及傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。網(wǎng)絡(luò)資源共享、數(shù)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制、數(shù)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程培訓(xùn)與教學(xué)、數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)。向未來技術(shù)開放:由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容這就意味著系統(tǒng)的開放費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期。（4）體系開放化 具有在不同的工作臺(tái)上均能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能、且可以與其它的系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行互操作的系統(tǒng)。因?yàn)橹苯雨P(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，新一代數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行高速化、加工高精化等方面都有了更高的要求。沒有規(guī)模就不會(huì)有高可能性產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會(huì)有價(jià)格低廉而富有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品；沒有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備就最終難以有出頭之日。它的產(chǎn)生給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，推動(dòng)了加工自動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。但它也存在固有的缺點(diǎn)：1）初始投資大；2）準(zhǔn)備周期長(zhǎng)；3）柔性差。其中主要應(yīng)解決的問題是如何將機(jī)械傳動(dòng)的進(jìn)給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位，進(jìn)給改造成單片機(jī)控制的刀架，自動(dòng)轉(zhuǎn)位以及自動(dòng)進(jìn)給的自動(dòng)加工車床。1) 多品種小批量生產(chǎn)的零件；2) 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件；3) 需要頻繁改變的零件；4) 價(jià)格昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件；5) 需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)：1）加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；2）可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件；3）加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間；4)機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有力的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3～5倍）；5) 機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；6) 對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高。接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/O信號(hào)，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的工作。 主軸運(yùn)動(dòng)指令：實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)。作用：根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件，所有這些工作是由CNC裝置內(nèi)硬件和軟件協(xié)調(diào)配合，合理組織，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊的進(jìn)行工作的，CNC裝置是CNC系統(tǒng)的核心。輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行交互裝置。數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機(jī)床的組成如圖1所示，它可分為六個(gè)部分。計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)多以通用的小型或微型計(jì)算機(jī)為核心，再增加適當(dāng)?shù)慕涌陔娐芳巴鈬O(shè)備，來代替NC數(shù)控柜中的專用電子計(jì)算裝置。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（Computer Numerical Control CNC）以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。1 前言 數(shù)字控制（Numerical Control NC）是一種借助數(shù)字、字符或其它符號(hào)對(duì)某一工作過程（如加工、測(cè)量、裝配等）進(jìn)行可編程控制的自動(dòng)化方法。數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System）實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的裝置。計(jì)算機(jī)在數(shù)控技術(shù)方面的應(yīng)用，出現(xiàn)于70年代，突出的應(yīng)用產(chǎn)品就是CNC。而對(duì)于CNC系統(tǒng)，硬件是通用的、標(biāo)準(zhǔn)化的，對(duì)于各種不同的機(jī)床進(jìn)行控制的要求，只需改變相應(yīng)的控制程序即可，不必制造新的硬件；通用性好；可靠性高，在CNC系統(tǒng)中，加工程序常常是一次送入計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)，避免了在加工過程中由于紙帶輸入機(jī)的故障而產(chǎn)生的停機(jī)現(xiàn)象，由于許多功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，硬件系統(tǒng)所需元器件數(shù)目大為減少，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性大大改善，特別是隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的采用，系統(tǒng)的可靠性大為提高；易于實(shí)現(xiàn)多功能、高復(fù)雜程度的控制，由于