【正文】 在這里，我向各位同窗好友表示衷心的感謝！還要感謝參考文獻(xiàn)中所列參考資料的作者。在指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)下，我理解了相關(guān)的一些知識。其間，我完成的工作有：1）整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選擇，我認(rèn)為這是最重要的一步，是決定設(shè)計(jì)是否合理的重要一步。比如：僅作兩檔轉(zhuǎn)速控制，程序便需約20 個(gè)網(wǎng)絡(luò)，若再以加法、減法指令配合對兩檔轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速，則程序還要增加3～4 個(gè)網(wǎng)絡(luò)；有的程序甚至可達(dá)約30 個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而以移位指令作為步進(jìn)控制的主體編程，獲得的程序簡捷、清晰，僅需15 個(gè)網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)，且程序模塊間的邏輯關(guān)系十分明確。其中M0. 6 和M0. 7 始終為“0”。 三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制要求對三相六拍步進(jìn)電機(jī)的控制，主要為三相繞組的接通與斷開順序控制以及步進(jìn)速度的控制。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。其中西門子最早在我國開展經(jīng)營活動(dòng)可以追溯到1872 年，當(dāng)時(shí)西門子公司向我國出口了第一臺指針式電報(bào)機(jī)。PLC的工作過程是按這樣三個(gè)階段進(jìn)行周期性循環(huán)掃描。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。因此主要是用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉(zhuǎn)速的場合。薄型平鍵傳遞轉(zhuǎn)矩的能力較低，常用于薄壁結(jié)構(gòu)、空心軸及一些徑向尺寸受限制的場合。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。兩端固定的支撐形式，需要軸承無間隙，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？煞蛛x型的接觸球軸承、圓柱滾子軸承。 一般機(jī)械工作時(shí)，因機(jī)械摩擦或工作介質(zhì)的關(guān)系而使軸發(fā)熱，從而有熱脹冷縮產(chǎn)生。球軸承比滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。純軸向載荷作用，選用推力球軸承或推力滾子軸承。又：=xε （327）式中：：為慣量和；=+= ； ε—為電機(jī)最大角加速度（rad/）； 又ε= 其中：= =521r/min，則ε= rad/ 故=xε= 又因?yàn)? （328） 式中：導(dǎo)軌的摩擦力（N）； 傳動(dòng)鏈效率，—； 又= 又：垂直方向的切削力（N）； f導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，f=； 縱向工作臺及夾具質(zhì)量（N）為2156N 則： = 故： ==又：= （329）式中：滾珠絲杠的預(yù)加載荷，滾珠絲杠預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率為95%故===++=（4）快速進(jìn)給時(shí)所需力矩依據(jù)公式=+=+= （330）（5）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩=++ （331） 式中：折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩又：= （332）式中進(jìn)給方向最大切削力（N）==； =++=最大靜轉(zhuǎn)矩選擇：依據(jù)文獻(xiàn)[14]《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》上有：1）對于在最大切削力下工作時(shí)所需要電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩=/=2）對于空載啟動(dòng)時(shí)所需要的電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為：=/=由以上可知以計(jì)算的恒大于，所以就以作為選取步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的依據(jù)。P＝2=（2）選擇帶形和節(jié)距根據(jù)=，節(jié)距＝（3）傳動(dòng)比的選擇帶傳動(dòng)是一種最常見的機(jī)械傳動(dòng)形式，它主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩和改變轉(zhuǎn)速。壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算：滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長桿，若軸向工作負(fù)載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失去穩(wěn)定。初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷不得小于最大動(dòng)載荷C；。NNNNNNNNNNNN字。圖32 XY工作臺考慮到X、Y兩個(gè)方向的加工范圍接近，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計(jì)工作量，X、Y兩個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動(dòng)機(jī)以及檢測裝置擬采用相同的型號與規(guī)格， 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及其依據(jù)X；X、Y方向的定位精度均為mm；㎜；工作荷載 2000N；工作壽命 15000h；時(shí)間常數(shù)T=30ms；快速進(jìn)給速度 工作載荷分析及計(jì)算 銑削力的分析與計(jì)算銑削運(yùn)動(dòng)的特征是主運(yùn)動(dòng)為銑刀繞自身軸線高速回轉(zhuǎn)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺帶動(dòng)工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進(jìn)給（鍵槽銑刀可沿軸線進(jìn)給）。 2）定位精度高。滑動(dòng)導(dǎo)軌分為普通滑動(dòng)導(dǎo)軌和塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。 （2） 操作方便。使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。單片機(jī)主要的應(yīng)用領(lǐng)域如下： （1） 在測控系統(tǒng)中的應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用類型有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、分級控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。開環(huán)控制意味著不需要關(guān)于（轉(zhuǎn)子）位置方面的反饋信息。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。直流伺服電機(jī)特性原則上與一般直流電機(jī)相同，但有很大的改進(jìn)和變化，已不能簡單的用電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)來描述，需用數(shù)據(jù)表和特性曲線來描述，使用時(shí)要查閱這些表和特性曲線。蝸桿傳動(dòng)的缺點(diǎn)：摩擦損失較大，效率低，工作時(shí)發(fā)熱量大。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價(jià)值低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當(dāng)然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難有出頭之日。在我國對外開放進(jìn)一步深化的新環(huán)境下，發(fā)展我國數(shù)控技術(shù)及裝備，提高我國制造業(yè)信息化水平和國際競爭能力尤為重要。其中伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺在X、Y方向的直線移動(dòng)。裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)的水品和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備，又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。然而，隨著市場競爭的日趨激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代周期縮短，小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)所占的比重越來越大，約占總加工量的80％以上。本設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控工作臺采用開環(huán)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)部分采用步進(jìn)電機(jī)通過同步帶一級減速傳動(dòng)，減速器輸出軸連接到滾珠絲杠上，絲杠上的絲杠螺母副帶動(dòng)工作臺實(shí)現(xiàn)XY方向進(jìn)給。本文設(shè)計(jì)的XY數(shù)控工作臺充分地利用了可編程序控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，在擴(kuò)大了其加工范圍的同時(shí)，精度和可靠性也得到了進(jìn)一步的提高。這些設(shè)備的使用大大提高了機(jī)械加工自動(dòng)化的程度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了制造業(yè)的發(fā)展。 XY數(shù)控工作臺研究意義數(shù)控技術(shù)可以說是先進(jìn)制造技術(shù)的基本，體現(xiàn)著數(shù)控技術(shù)的數(shù)控機(jī)床成為制造業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于測量、激光焊接、激光切割，涂膠、打孔，插件、小型數(shù)控機(jī)床、射線掃描、雕銑機(jī)及實(shí)用教學(xué)等場合。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨越式發(fā)展。2 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)： （1） 工作可靠，壽命長； （2） 傳動(dòng)比恒定； （3） 效率高； （4） 結(jié)構(gòu)緊湊； （5） 適用性廣。齒形帶無需特別張緊，故作用在軸和軸承上的載荷小，傳動(dòng)效率也高。：結(jié)構(gòu)簡單，制造容量大，主要用在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。由于脈沖信號數(shù)與步距角的線性關(guān)系，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。8．由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。因此通常在精確度要求不是很高時(shí)，采用步進(jìn)電機(jī)是合理的。 （2） 控制功能強(qiáng)。單片機(jī)抗干擾能力中等，對環(huán)境要求高，性價(jià)比一般。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路時(shí)主要考慮以下功能：（1）接收鍵盤數(shù)據(jù)，控制LED顯示；（2）接收操作面板的開關(guān)與按鈕信息；（3）接受銑床限位開關(guān)信號；（4）控制X，Y向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)；（5）控制切削液泵啟動(dòng)/停止；（6）與PC機(jī)的串行通信。 （7） 體積小、重量輕、性價(jià)比高、省電。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要有供油系統(tǒng)，油的清潔度要求高。 絲杠螺母副的選用伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)絲杠副不能滿足要求，只有選用滾珠絲杠副才能達(dá)到要求。其中切向銑削力 是沿銑刀主運(yùn)動(dòng)方向的分力，它消耗銑床電機(jī)功率（即銑削功率）最多。它包括滾珠絲杠的走刀抗力及與移動(dòng)體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。否則，應(yīng)考慮選用較大公稱直徑的滾珠絲杠。選用4級精度的滾珠絲杠。則J1== J2== JS==則可算得： =+/ = （324）（2）慣量匹配驗(yàn)算由[12] 《機(jī)電傳動(dòng)控制》初選二相混合式步進(jìn)電機(jī)86BYG350AH0201。各種軸承承受載荷能力一般以額定載荷比表示。 ⑶載荷性質(zhì)保持架的材料與結(jié)構(gòu)對軸承轉(zhuǎn)速影響很大。小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承；在內(nèi)徑尺寸（即軸尺寸）已確定，若徑向尺寸受限，可選用滾針軸承或直徑系列為8，9，0的軸承；若寬度尺寸受限，可選用寬度系列為8，0的軸承。結(jié)構(gòu)簡單軸向剛度低，適用于短絲杠和垂直絲杠。角接觸球軸承型號為7305AC，深溝球軸承型號為6305。圓頭平鍵宜放在軸上用鍵槽銑刀銑出的鍵槽中，鍵在鍵槽中軸向固定良好。工作時(shí)，靠鍵的楔緊作用來傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)還可以承受單向的軸向載荷，對輪轂起到單向的軸向固定作用。 本設(shè)計(jì)中要求鍵的連接結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性較好，故選用普通平鍵中的圓頭（A型）平鍵。輸出單元將CPU 送出的開關(guān)狀態(tài)控制信號通過輸出電路的光電隔離，以繼電器觸點(diǎn)形式、集電極開路的晶體管形式或晶閘管形式，輔以外部功率電源，將狀態(tài)控制信號放大轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場所需要的強(qiáng)電信號輸出，以驅(qū)動(dòng)繼電器、接觸器電磁閥等執(zhí)行元件。PLC的主要生產(chǎn)廠家：目前生產(chǎn)PLC的廠家較多。 S7200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。由于CPU 對程序的串行掃描工作方式，會造成輸入/ 輸出的滯后，而由掃描方式引起的滯后時(shí)間，最長可達(dá)兩個(gè)多掃描周期，程序越長，這種滯后越明顯，則控制精度就越低。然后，將各模塊進(jìn)行連接,最后經(jīng)過調(diào)試、完善、實(shí)現(xiàn)控制要求。模塊1 :步進(jìn)速度選擇、分別對應(yīng)低速（）、中速（）、高速（），并且相互之間具有互鎖作用。數(shù)控工作臺是數(shù)控技術(shù)的一個(gè)縮影，作為我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，做好這門設(shè)計(jì)是非常重要的，于是我決定努力把它做好。5）減速箱的設(shè)計(jì)，由于大三曾經(jīng)設(shè)計(jì)過減速箱，所以這個(gè)對我們來說比較熟悉，但是對于這種熟悉的系統(tǒng)我們更不應(yīng)該掉以輕心。在我四年學(xué)習(xí)期間，各個(gè)授課老師的言傳身教，認(rèn)真教課，使我學(xué)到了扎實(shí)的公共基礎(chǔ)課程和專業(yè)知識。參考文獻(xiàn)[1].，.[2] （3）.機(jī)械工業(yè)出版社,2003[3].：機(jī)械工業(yè)出版社出版，2003.[4].[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2000[5].王愛玲，白恩遠(yuǎn)，,2001[6].：機(jī)械工業(yè)出版社出版，1993，5678[7].濮良貴，：高等教育出版社出版，2003，3231.[8].劉鴻文，高等教育出版社出版，2004，211231.[9].:化學(xué)工業(yè)出版社，2007，1294.[10].：北京理工大學(xué)出版社，2007，68111.[11]. ,2004[12].鄧星鐘，機(jī)電傳動(dòng)控制．華中科技大學(xué)出版社,2002[13].張立勛,孟慶鑫,[M].哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2000[14].：高等教育出版社出版，1995[15].：化學(xué)工業(yè)出版社出版，1994，355341.[16].，2007.[17].：電子工業(yè)出版社，2008，337342.[18].：機(jī)械工業(yè)出版社，2005，2392.附錄一 英語論文High Precision Finish Cutting by Dry WEDMAbstractThis paper describes the development of a new dry wire electrical discharge machining (dryWEDM) method, which is conducted in a gas atmosphere without using dielectric liquid to improve the accuracy of finish cutting. In dryWEDM, the vibration of the wire electrode is minute due to the negligibly small process reaction force. In addition, as the gap distance is narrower than that in conventional WEDM using dielectric liquid, and there is no corrosion of the workpiece, high accuracy in finish cutting can be real