【正文】 和解決問題。通過螺距補(bǔ)償，定位誤差大幅度減小。硬限位是伺服軸運(yùn)動超程的最后一道防護(hù)，越過硬限位后的很短距離就到達(dá)機(jī)械硬限位。而且接近開關(guān)還可用作脈沖監(jiān)控。 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)定DMT5T使用交流伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其驅(qū)動器STEPDRIVE：C。利用點(diǎn)動方式測試進(jìn)給軸的動態(tài)特性，設(shè)定坐標(biāo)的最高速度，并選擇合適的加速度。 第四章 機(jī)床參數(shù)的設(shè)定與調(diào)試 系統(tǒng)參數(shù)決定系統(tǒng)工作方式，系統(tǒng)要正常工作，必須正確設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)。7 經(jīng)濟(jì)性好。3 吸收振動。這種方法實(shí)現(xiàn)比較方便，費(fèi)用低，動、靜摩擦因數(shù)相差小，耐磨性和抗咬傷力強(qiáng)，具有良好的自潤滑性和抗振性，進(jìn)給運(yùn)動無爬行，運(yùn)動平穩(wěn)，因而得到了廣泛采用。若導(dǎo)軌受力后變形過大，不僅破壞了導(dǎo)向精度，而且惡化了導(dǎo)軌的工作條件。數(shù)控銑床對導(dǎo)軌的主要要求如下?！稭max/()計(jì)算。參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量為Jm=10（kg 7. 穩(wěn)定性校核： 根據(jù)壓桿工作，不失穩(wěn)的條件是： [nk]=~4而其中E=21106N/cm2；L—絲杠工作長度（cm) 取L=；I—界面慣性矩 u—由支撐條件決定的軸端系數(shù)，一端固定一端自由，此處u=2則I=Pk= KN nk=[ nk ]=所以，X向滾珠絲杠穩(wěn)定性足夠。經(jīng)差步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動力矩表（《經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)》張新義主編）得：Mq/Mjmax=,于是Mq==16=電機(jī)正常工作頻率 fmax=Vmax/60δpfmax=3833Hz 20000Hz 電機(jī)能正常啟動運(yùn)行，故選用合適。 脈沖當(dāng)量δ=JM= = = 因此總的轉(zhuǎn)動慣量為J=++（ + ）/4= = ⑵電機(jī)力矩計(jì)算機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計(jì)算： 快速空載啟動時(shí)所需力矩 最大切削力矩時(shí)所需力矩 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 其中 — 空載啟動時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩（NM)— 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 （NM)—由于絲杠預(yù)緊引起折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩（NM)—切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 （NM）—折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 （NM)①計(jì)算加速力矩： nmax——電機(jī)最高轉(zhuǎn)速；ta——起動加速時(shí)間；J——折算到電動機(jī)軸上的總慣量；將數(shù)據(jù)代入，得：時(shí)間常數(shù)ta=25ms代入得： 又af= Z=4, f = afZ =主軸轉(zhuǎn)速n=300r/min所以nt=300r/min得 ②計(jì)算折算到電機(jī)軸上的磨擦力矩Mf： F0——導(dǎo)軌摩擦力；L0——絲杠螺距；i——齒輪降速比；η ——傳動鏈總效率，；當(dāng)η=，k=, f=；③由于絲杠預(yù)緊引起折算到電機(jī)軸上的附加磨擦力矩M0：當(dāng)滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的效率η0=，預(yù)加載荷 Fp0=1/3Fx ④最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩M切 所以快速啟動時(shí)所需力矩 M= Mamax + Mf + M0 = NM切削時(shí)所需力矩 M= Mat + Mf + M0 + Mt = 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M = Mf + M0 = 經(jīng)比較所需要最大力矩發(fā)生在快速啟動時(shí)為： Mmax=(3)步進(jìn)電機(jī)的匹配選擇在銑削加工時(shí)，由于材料不均勻等因素的影響，會引起負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增加，為避免計(jì)算機(jī)上的誤差以及負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大引起步進(jìn)電機(jī)丟步，從而引起加工誤差，可以適當(dāng)考慮安全系數(shù)。cm2）。該方案較于方案一將會出現(xiàn)較大的同軸度誤差，但采用適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┛梢越鉀Q。對于x5032銑床的改造，根據(jù)縱向裝置的具體情況，選用此種支承方式。f=～,則Φ=arctanf=1039。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，當(dāng)考慮慣量，轉(zhuǎn)矩或脈沖當(dāng)量的要求，必須進(jìn)行減速的情況下，采用齒輪傳動。對于x5032銑床，采用雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)。（6） 同步性好。由于主要存在的是滾動摩擦，不僅動，靜摩擦因數(shù)都很小，且其差值很小，因而起動轉(zhuǎn)矩小，動作靈敏，即使在低速情況下也不會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。2. 滾珠絲杠的工作原理及特點(diǎn)：滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動與直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的傳動裝置，是數(shù)控機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)中使用最為廣泛的傳動裝置。（4）、無間隙傳動進(jìn)給系統(tǒng)的傳動間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個傳動鏈的各傳動副中，直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。進(jìn)給速度vf=（）103m/s。機(jī)械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保證安裝、調(diào)試、拆卸方便；需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)方便。為此在設(shè)計(jì)中，常提出無間隙，低摩擦．低慣量，高剛度，高諧振頻率，適當(dāng)?shù)淖枘岜纫?。在方向指令的作用下，脈沖分配器將輸入cP脈沖信號按～定順序分配，然后送到驅(qū)動器進(jìn)行功率放大，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)使其轉(zhuǎn)子按順時(shí)針或逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。(3)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入的脈沖頻率成正比，控制脈沖頻率就能調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。如圖2_4所示。開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)主要使用步進(jìn)電機(jī)。數(shù)控裝置由輸入裝置、存儲器、控制器及一套處理數(shù)控加工的相關(guān)軟件、運(yùn)算器和輸出裝置組成。國際信息處聯(lián)盟(International Federation ofInformation Processing，IFIP)第五技術(shù)委員會，對數(shù)控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝了程序控制系統(tǒng)的機(jī)床。改造后的銑床，具有數(shù)控功能，較先進(jìn)的自動化加工能力。學(xué)院有兩個實(shí)習(xí)工廠，供學(xué)生機(jī)加工、鉗焊等工種實(shí)習(xí)，其中數(shù)控車、銑床不足十臺。1．3 課題背景、意義及研究目標(biāo)1．3．1 課題背景、意義1)專家預(yù)言專家們預(yù)言：“二十一世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的競爭，其實(shí)質(zhì)是數(shù)控技術(shù)的競爭，最終是數(shù)控人才的競爭。(4)可以采用雖新的控制技術(shù)可根據(jù)技術(shù)革新的速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成具有當(dāng)今水平的機(jī)床。(6)擁有自動報(bào)警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間無人看管加工。這是由于加工過程自動化，不受人的情緒和疲勞影響的結(jié)果。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。4出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備1．2 機(jī)床數(shù)控化改造業(yè)的發(fā)展及前景分析機(jī)床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)，它是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要提出，并隨著機(jī)床行業(yè)以及技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展起來孵，它的內(nèi)容是應(yīng)用成熟數(shù)控技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以適應(yīng)生產(chǎn)的具體要求為目的，對現(xiàn)有機(jī)床的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。3) 高可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性在一個數(shù)量級以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠。高檔次的數(shù)控機(jī)床及配套部件只能靠進(jìn)口。其中出口的數(shù)控機(jī)床有數(shù)拉車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加下機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎機(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。計(jì)算機(jī)數(shù)控(計(jì)算機(jī)數(shù)字的控制，簡寫為CNC)階段也經(jīng)歷了三代，即1970年第四代——小型計(jì)算機(jī)，1974年第五代——微處理器(MNC)和1990年第六代——基于PC的階段。s retrofitted with NC has bee more and more urgent and arduous for US．After introducing NC machine39。摘 要 數(shù)控機(jī)床是當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的代表性先進(jìn)設(shè)備。[關(guān)鍵詞] 數(shù)控改造 進(jìn)給 X5032銑床X5032 MILLING MACHINE FEED SYSTEM OF THE NUMERICAL CONTROLABSTRACT NC(numerical control)machine is the representative of advanced equipment in current mechanical manufacture industry． With the developing of modem manufacture industry,to retrofit old machine with NC，especially to study the ordinary milling—machine39。50多年過去了，數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)時(shí)的電子管起步，經(jīng)歷了兩個階段六代的發(fā)展，即：硬件邏輯數(shù)控，簡稱為數(shù)控∞c)階段經(jīng)歷了三代，即1952年第一代——電子管；1959年第二代——晶體管和印刷電路板；1965年第三代—一小規(guī)模集成電路，由于它體積小，功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2003年我國進(jìn)口機(jī)床產(chǎn)品金切機(jī)床及鍛壓設(shè)備約31．5億美元，又是一個“世界第一”!而全行業(yè)出口僅為進(jìn)口的lnO一一3．1億美元。但與發(fā)達(dá)國家相比，我國機(jī)床數(shù)控化率還不高，目前生產(chǎn)產(chǎn)值數(shù)控化率還不到30％；消費(fèi)值數(shù)控化率還不到50％，而發(fā)達(dá)國家大多在70％左右。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級(lOnm)，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。3 開放性為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢是體系結(jié){每的開放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國的OMAC、歐共體的OSACA及日本的OSEC發(fā)展開放式數(shù)控的計(jì)劃等。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。(4)加工的零件精度高，尺寸分散度小，裝配容易，不再需要“修配”。如車削中心、車銑中心、磨削中心等。(3)降低了對操作者的技術(shù)要求，更易提高管理水平操作者只需編程、裝夾工件和按開關(guān)，加工全部由電腦控制自動完成，即使再復(fù)雜的工件也能快速完成，省去了對技術(shù)要求的煩惱，同時(shí)提高了定額管理水平。如：國防科技工業(yè)完成了3000多臺普通機(jī)床數(shù)控化改造，改造后生產(chǎn)效率提高約3倍，加工精度提高20％，與新購設(shè)備相比可節(jié)約資金50％以上。3)數(shù)控技術(shù)教育現(xiàn)狀張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院在校生達(dá)3000多入，其中數(shù)控、機(jī)電等工科專業(yè)學(xué)生占80％以上。1．4 論文總體思路(改造思想)及研究內(nèi)容在充分調(diào)查研究和技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，利用數(shù)控改造成功經(jīng)驗(yàn)和自己在機(jī)械、電氣、數(shù)控技術(shù)等方面的理論及實(shí)踐基礎(chǔ)，完成X5032銑床的數(shù)控化改造。第二章 數(shù)控機(jī)床及控制方式2．1 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。2 數(shù)控裝置數(shù)控裝置 是數(shù)控機(jī)床的中心環(huán)節(jié)，它接受控制介質(zhì)輸入的信息，經(jīng)過處理與運(yùn)算去控制機(jī)床動作。2．2．1．1開環(huán)控制形式如圖22是典型的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，其中沒有位置檢測反饋裝置，指令是單方向傳送的，并且指令發(fā)出后，不再反饋回來，故稱開環(huán)控制?？刂凭缺乳]環(huán)控制的要差，但控制系統(tǒng)調(diào)試維修方便。(2)步進(jìn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)角與輸入的脈沖個數(shù)嚴(yán)格的成正比例，控制輸入步進(jìn)電機(jī)的脈沖個數(shù)就能控制位移量。脈沖分配器 一方面接受輸入脈沖和方向指令，另一方面面向功率驅(qū)動器供給控制信號。穩(wěn)定性要好。齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。切削速度v=()m/s。進(jìn)給系統(tǒng)響應(yīng)速度的大小不僅影響機(jī)床的加工效率，而且影響加工精度。滾珠絲杠的傳動效率高，無爬行，預(yù)緊后可消除反向間隙，精度高，因而在改造中得到了廣泛的使用。（2） 運(yùn)動平穩(wěn)，摩擦力小，靈敏度高，低速時(shí)無爬行。由于不能自鎖，在某些場合，如傳動垂直運(yùn)動時(shí)必須附加制動裝置或防止逆轉(zhuǎn)的裝置，以免工作臺等因自重下降。所以，一般需要經(jīng)過多次調(diào)整才能保證機(jī)床在最大軸向載荷下既消除了間隙又能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。齒輪減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，傳動功率大，壽命長，成本低，所以在傳動功率要求較大的場合較多采用。⑤ 傳動效率計(jì)算 式中：γ—螺旋升角,—磨擦角，滾珠絲杠的磨擦系數(shù)滾珠絲杠的支撐方式有“雙推自由”，“雙推支承”，“單推單推”，“雙推雙推”四種方式，其中“雙推支承”方式兩方向的推力軸承8206和7206型向心角接觸球軸承裝在有右端，另一端裝一個7206型向心角接觸球軸承，避免或減少了絲杠因自重而造成的彎曲，結(jié)構(gòu)也較為簡單。方案二：將中拖板中的凸座銑掉，另制造一個螺母座，然后用螺釘及定位銷固定在中拖板上。cm2）； Js——滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量（kg步距角φ=176。為保證帶負(fù)載能正常加速啟動和定位停止，電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩Mq必須滿足Mq》M39。；公稱直徑d0=32mm； 滾道圓弧偏心距=√2dq絲杠小徑d1=d0+2e2R=而滾珠絲杠橫截面積 絲杠承受轉(zhuǎn)矩 M=Mjmaxi=所以所以 絲杠1米長度上導(dǎo)程變形總誤差為經(jīng)查滾珠絲杠彈性變形允許的螺距誤差（1米）得知：選用4（F)30um/m，剛度足夠。cm2）。安全系數(shù)一般可取K=39。 數(shù)控銑床的導(dǎo)軌(1). 數(shù)控銑床對導(dǎo)軌的基本要求：銑床上的直線運(yùn)動部件都是沿著它的床身、立柱、橫梁等支承件上的導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動的，導(dǎo)軌的作用概括的說是對運(yùn)動部件起導(dǎo)向和支承作用，導(dǎo)軌的制造精度及精度保持性對機(jī)床加工精度有著重要的影響。（3） 足夠的剛度 機(jī)床個運(yùn)動部件所受的外力，最后都由導(dǎo)軌面來承受。較為常見的是采用在原導(dǎo)軌上粘接聚四氟乙烯軟袋的方法。運(yùn)動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導(dǎo)軌副好。