【正文】 nmax===500r/minMmax==摩擦力矩Mf()Mf==F.—導(dǎo)軌摩擦力(N)了發(fā) G運(yùn)動(dòng)部件總重量(N)i —齒輪降速比按i=Z1/Z2計(jì)算η—傳動(dòng)鏈總效率一般η=~ Mf==附加摩擦力M0M0=式中 FP0滾珠絲杠預(yù)加載荷一般取1/3F mFm為進(jìn)給牽引力(N)L0—滾珠絲杠導(dǎo)程(cm)N—%M0==M0=∴=Mmax+Mf+M0=++=(2)快速移動(dòng)時(shí)所需力矩=M+M0M===(3)最大切削力負(fù)載時(shí)所需力矩 =M+M0+Mt Mt=式中 Fmax進(jìn)給方向上的切削力取Fx= Mt折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩() Mt=`=() =Mt+M0+Mt=++= 從上面可以看出, ,三種情況下,以快速空載時(shí) 所需力矩最大,以此項(xiàng)工作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù) (4)計(jì)算電機(jī)空載轉(zhuǎn)動(dòng)和切削堵的工作頻率fk===4000Hz ==1000=833Hz(5) 步進(jìn)電機(jī)的選擇 對(duì)于工作方式為五相十拍的步進(jìn)電機(jī) Mjmax== ，滿足其要求: (1).步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算 橫向計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)滾珠絲杠選擇中的簡(jiǎn)圖,傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī) 電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ()可由此式計(jì)算:=J1+(z1/z2){JS+J2+G/g(L0/2π) }式中:J1齒輪z1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J2齒輪z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 G工作臺(tái)及工件等移動(dòng)部件的重量(N) L0絲杠的導(dǎo)程 J1=10d1L1=102= J2=10d2L1=1072= G=600N, Js=1045= =J1+(Z1/Z2){Js+J2+G/g(L0/2π)} =+(){++600/10()} =(2) 電機(jī)力矩的計(jì)算:機(jī)床在不同工況下其所需的轉(zhuǎn)距不同,下面分別按各段計(jì)算=Mmax+Mf+M0Mmax=.e=nmax===500r/minMmax==折算電機(jī)軸上的摩擦力力矩MfMf===附加摩擦力矩M0 M0=)=) ==Mmax=++=(3)快速進(jìn)給時(shí)所需力矩M快 =+M0 Mf== M0=1/3Fm/2paini(1n2)= =+=(4)最大切削負(fù)載所需力矩M切=Mf+M0+MtMt===Mf=== M切=++= 上面計(jì)算可以看出,和三種工況下,以最大切削負(fù)載所需力矩作為選用電機(jī)的依據(jù)當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)=/Mmax Mjmax=/=步進(jìn)電機(jī)三相四相五相六相3648510612=M/M選用90BF002其最大靜轉(zhuǎn)距為400滿足要求: fk===4000HZ fv==833HZ  4. 微機(jī)控制部分在普通車床CA6140基礎(chǔ)上加數(shù)控部分,以使其成為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床,以完成較高的精度加工. 總體設(shè)計(jì)我國(guó)目前廣泛使用MCS51系列中的8031芯片,通過(guò)擴(kuò)展和I/O口擴(kuò)展功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床X,:控制步進(jìn)電機(jī)脈沖發(fā)生和脈沖分配,數(shù)碼顯示的字符發(fā)生,鍵盤掃描管理既用硬件管理,又可用軟件實(shí)現(xiàn),此次采用若干方案:,字符發(fā)生及鍵盤掃描均有軟件實(shí)現(xiàn). 近年來(lái)同外的一些主要的半導(dǎo)體制造廠家相繼生產(chǎn)了各種8位的單片微型端口及部分RAM于一體的功能很強(qiáng)的控制器。適當(dāng)選擇電阻R，可使輸出三級(jí)管飽和。（1）起動(dòng)診斷 即從每次通電開(kāi)始到進(jìn)入正常運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷。（2）在線診斷數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝程序在準(zhǔn)備和循環(huán)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)、與數(shù)控系統(tǒng)相連接的外部設(shè)備及各伺服單元、伺服電機(jī)等進(jìn)行的自動(dòng)診斷。美國(guó)AB公司的8600系統(tǒng)，診斷程序與數(shù)控程序一同存入數(shù)控系統(tǒng)中。推理機(jī)通過(guò)運(yùn)行后向推理程序、并利用知識(shí)庫(kù)內(nèi)的產(chǎn)生式規(guī)則和數(shù)控系統(tǒng)狀態(tài)函數(shù)進(jìn)行推理，獲得與專家相同的結(jié)論。在后臺(tái)方式下運(yùn)行的滾動(dòng)緩沖器記錄這些數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩沖時(shí)間約l min。另一方面，Solidworks 軟件對(duì)于熟悉Windows的用戶特別易懂易用，它的開(kāi)放性體現(xiàn)在符合Windows標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用軟件，可以集成到Solidworks軟件中，從而為用戶提供一體化的解決方案。實(shí)際設(shè)計(jì)中，根據(jù)設(shè)計(jì)意圖有許多特征是在裝配環(huán)境下在裝配操作發(fā)生后才能生成的，設(shè)計(jì)零件時(shí)無(wú)需考慮的。由一個(gè)零件的幾何參數(shù)來(lái)定義其他的零件,或者產(chǎn)生在裝配零件之后加工的加工特征。而且當(dāng)時(shí)的小型機(jī)可靠性也不理想。雖然從縱向看我國(guó)的發(fā)展速度很快，但橫向比（與國(guó)外對(duì)比）不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢(shì)。對(duì)競(jìng)爭(zhēng)前數(shù)控技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)、工程化能力較弱；數(shù)控技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域拓展力度不強(qiáng)；相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考 從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)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(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)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(kāi)發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。再一次地感謝各位老師的辛勤指導(dǎo)。 到了1990年，PC機(jī)（個(gè)人計(jì)算機(jī)，國(guó)內(nèi)習(xí)慣稱微機(jī)）的性能已發(fā)展到很高的階段，可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。 SolidWorks提供兩種裝配體設(shè)計(jì)方法：⑴由下而上的設(shè)計(jì):首先繪制零件,然后將它們插入裝配體中,并把這些零件按設(shè)計(jì)目的結(jié)合,完成裝配。 裝配體設(shè)計(jì)創(chuàng)建新的零部件時(shí)，可直接參照其他零部件并保持關(guān)系。它將2D繪圖和3D造型技術(shù)容為一體,能自動(dòng)的生成零部件尺寸、材料明晰表、具有指引線的零部件編號(hào)等技術(shù)資料，從而簡(jiǎn)化了工程圖樣的生成過(guò)程。如爬行、增益、平衡和軌跡誤差等狀態(tài)的診斷也就可以解決了。日本法那克系列數(shù)控系統(tǒng)的診斷指導(dǎo)專家系統(tǒng)是由知識(shí)庫(kù)、推理計(jì)算機(jī)和人工控制器組成?，F(xiàn)場(chǎng)常用工具是專用工程師面板或?qū)Ｓ帽銛y式測(cè)試件。日本法那克公司的6MB系統(tǒng)在大約6秒的起動(dòng)診斷周期中，進(jìn)行主要硬件檢查有：①主印刷板；②連接單元；③磁泡存儲(chǔ)器；④ROM存儲(chǔ)器；⑤位置控制芯片；⑥紙帶閱讀機(jī)；⑦速度控制單元。數(shù)控診斷技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)調(diào)試、使用和維修中起著極為重要的作用，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，集大量電子元件和復(fù)雜的軟件技術(shù)于一體。 ②利用并行I/O接口芯片來(lái)擴(kuò)充I/O端口.本次設(shè)計(jì)在采用8031作為主控芯片,采用兩片2764程序存儲(chǔ)器之外還擴(kuò)展了一片6264數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,用一片74LS373鎖存P0口傳遞低8位地址,地址譯碼采用74LS138C3~8譯碼器。 本次設(shè)計(jì)將一臺(tái)CA6140普通機(jī)床改造成微機(jī)數(shù)控機(jī)床，采用MCS51型系列單片機(jī)控制系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制，具有直線和圓弧插補(bǔ)功能,具有降速控制功能,其他設(shè)計(jì)參數(shù)如下:最大回直徑: 400 mm電機(jī)功率: 快速進(jìn)給: 切削速度: 定位精度: 移動(dòng)部件重量: 縱向:800N 橫向600N加速時(shí)間: 30ms機(jī)床效率: 0 .8根據(jù)機(jī)床精度要求脈沖當(dāng)量,，1主切削力（Fz）計(jì)算由《金屬切削原理》可知切削率：P： n:主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率取：η=Pc切削功率Pc==又∵Pc=FzV ∴Fz=式中: V 切削速度 V=100m/minFzPc/V=60Pc1000/v=3510N 橫切端面 主切削力F, 可取縱切的1/2 F=1/2Fz1/23510=1755N又F: :F=1::==1755=702NF==1755=Fx==1755=Fy==3510=1404N1．計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm 縱向進(jìn)給的綜合型導(dǎo)軌 采用三角型或綜合導(dǎo)軌: Fm=kFx+ (Fz+G) （） 式中:Fx,Fy,Fz, —切削分力(N):G移動(dòng)部件的重量(N)—導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù),隨導(dǎo)軌形式而不同K考慮顛復(fù)力距影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù). f=則Fm=+(3510+800)=2．計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載C C=fwFm （）,在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕負(fù)載C可用C= （）L= （）n= （） 式中滾珠絲杠導(dǎo)程L=(1/2~1/3)此處VS==T: 使用壽命按15000h計(jì)算L: 壽命以106轉(zhuǎn)為1單位Fw: 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取fw:12~ 取fw=N==42r/minL===38小時(shí)C=.C== 3．滾珠絲杠螺母的選型查精密機(jī)床配件系列山東濟(jì)寧選取滾珠絲杠公稱直徑為φ40選用的型號(hào)為 其額定動(dòng)載荷15470N,所用強(qiáng)度足夠用４．效率計(jì)算η= （）式中摩擦角r=2176。由于反饋環(huán)節(jié)必須的技術(shù)條件要控制閉環(huán)系統(tǒng)的良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，其難度也大為提高。在機(jī)床改造中引入了微機(jī)的應(yīng)用，不但技術(shù)具有先進(jìn)性，同時(shí)在應(yīng)用此自動(dòng)化改造方案，有較大的應(yīng)用性和可調(diào)性，而且投資改造的費(fèi)用低，一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置的價(jià)格僅是全功能型數(shù)控裝置的1/3到1/5擁護(hù)承擔(dān)的起。正常情況下，加工程序可直接運(yùn)行到其結(jié)束。擴(kuò)展I/O接口用8155芯片及外存儲(chǔ)器，采用地址鎖存和譯碼器。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件