【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成型機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。 ⑷ 測(cè)量、繪圖類主要有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、數(shù)控對(duì)刀儀、數(shù)控繪圖儀等[8]。2設(shè)計(jì)任務(wù)書的分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書該機(jī)床適合于復(fù)雜輪廓的高精度的回轉(zhuǎn)零件的加工，主軸采用伺服電機(jī)，進(jìn)給系統(tǒng)采用滾珠絲扛設(shè)計(jì)。X/Z軸行程250/400㎜,主軸轉(zhuǎn)速范圍1004000rpm，床身上最大回轉(zhuǎn)直徑260㎜，最大切削直徑200㎜。1縱向進(jìn)給裝配圖（Ao或加長(zhǎng)或2張）2拆有關(guān)零件圖3設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（要求不少于12000字，英文摘要不少于300單詞）4外文翻譯資料（要求不少于2000字符）5圖紙工作量： 總體方案的確定本系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，這樣就達(dá)到了精確進(jìn)給的目的，該機(jī)床適合于復(fù)雜輪廓的高精度的回裝零件的加工，主軸采用伺服電機(jī)，進(jìn)給系統(tǒng)采用滾珠絲杠設(shè)計(jì)。在縱向進(jìn)給系統(tǒng)上采用閉環(huán)控制，適時(shí)的進(jìn)行進(jìn)給量的調(diào)整達(dá)到了較高的精度，傳動(dòng)效率大到96%。數(shù)控系統(tǒng)：以單片機(jī)為核心進(jìn)行系統(tǒng)的控制，配合編碼器進(jìn)行精確進(jìn)給。對(duì)于縱向進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)控制絲杠的動(dòng)作，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)一對(duì)齒輪鏈連接的齒輪來(lái)傳遞動(dòng)力，并且有復(fù)雜的液壓和電子回路，該系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，是數(shù)控機(jī)床中精度更高的系統(tǒng)。對(duì)于滾珠絲杠選取FD3206—2型，其優(yōu)點(diǎn)是:螺母的軸向尺寸小，而且已經(jīng)預(yù)加載荷消除了間隙。采用滾珠絲杠，絲杠兩端采用軸承支撐，共采用四個(gè)軸承進(jìn)行軸向固定，在左端用鎖緊螺母和軸肩來(lái)防止軸向竄動(dòng)，右端采用一對(duì)背靠背安裝的角接觸球軸承、螺母和軸肩來(lái)進(jìn)行軸向固定。一級(jí)減速齒輪，采用帶連接傳動(dòng)，采用張緊輪來(lái)定期的調(diào)整帶的張緊，定期人工調(diào)整齒輪的中心距。方案如下圖所示：3伺服電機(jī)的選取伺服：一詞源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思。人們想把“伺服機(jī)構(gòu)”當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在訊號(hào)來(lái)到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)來(lái)到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能，因此而得名。 伺服系統(tǒng)：是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。伺服電機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。伺服電機(jī)是一個(gè)典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)，減速齒輪組由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其終端（輸出端）帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測(cè)，該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較，產(chǎn)生糾正脈沖，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為0，從而達(dá)到使伺服電機(jī)精確定位的目的。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。 伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。無(wú)刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。雖然選擇伺服電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)是功率。但是大多時(shí)候，選擇伺服電機(jī)并不功率，而是根據(jù)電機(jī)的負(fù)載條件進(jìn)行選擇的。加載電機(jī)軸上的負(fù)載共有兩種：負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載慣量[9]。伺服電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)是功率。大多時(shí)候，選擇伺服電機(jī)不按功率，而是根據(jù)負(fù)載條件進(jìn)行選擇的。加載電機(jī)軸上的負(fù)載有兩種：負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載慣量[9]。⑴根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩選擇電機(jī)電動(dòng)機(jī)的最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩不得超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，將其折算至電動(dòng)機(jī)軸的最大切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： ——滾珠絲杠的機(jī)械效率 ——絲杠導(dǎo)程——絲杠上的最大軸向載荷，等于最大軸向進(jìn)給力加導(dǎo)軌的摩擦力 ——因滾珠絲杠螺母預(yù)加載荷引起的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 ——滾珠絲杠軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩I ——傳動(dòng)比（2）根據(jù)負(fù)載慣量選擇電機(jī)從牛頓第二定律我們可以看出，進(jìn)給系統(tǒng)所需要的加速轉(zhuǎn)矩Ta等于系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量乘電動(dòng)機(jī)的角加速度a，即Ta=j*a。由此可以看出角加速度a影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性：當(dāng)a越小的時(shí)候，計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令到伺服電機(jī)執(zhí)行完畢之間的時(shí)間越長(zhǎng)，也就是通常說(shuō)的反應(yīng)慢；當(dāng)a變化時(shí)系統(tǒng)的反應(yīng)忽快忽慢，影響機(jī)床的加工精度；在Ta基本保持不變的情況下，如果想要a變化盡量小，就應(yīng)使慣量J變化也盡量小一些。：（1）工作溫度 電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)侯，一定要保證電機(jī)的實(shí)際最高溫度Qmax等于或者略微小于電機(jī)絕緣的允許的最高工作溫度Qa；（2）過(guò)載能力 電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)侯，必須有要一定過(guò)載能力，尤其在短期工作的時(shí)侯，因?yàn)殡姍C(jī)的慣性很大，所以當(dāng)電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)承受了高于額定功率若干倍的負(fù)載功率時(shí)還可以保證Qmax≦Qa ,因此這時(shí)決定電動(dòng)機(jī)容量的主要的因素，不是電機(jī)的發(fā)熱能力而是電機(jī)的過(guò)載能力，也就是所需要的的電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax必須大于運(yùn)行的過(guò)程中有可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tmax（3）啟動(dòng)能力 除了上述原則選擇容量外，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)機(jī)械的要求，還應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)即工作環(huán)境等條件來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)種類、轉(zhuǎn)速、電壓、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式等。考慮以上的多方面因素，通過(guò)查詢查電機(jī)手冊(cè)我選取交流伺服電機(jī)Y112M4B5型，功率為4kw,轉(zhuǎn)速為1440 r/min。4滾珠螺旋傳動(dòng)滾珠螺旋傳動(dòng)就是在絲杠、螺母間放入適量的滾珠，使得絲杠同螺母之間的摩擦從普通螺旋滑動(dòng)摩擦變?yōu)榱藵L動(dòng)摩擦。它是由絲杠、螺母、滾珠和滾珠循環(huán)返回裝置四個(gè)部分組成的。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)侯，將帶動(dòng)滾珠沿著螺紋滾道滾動(dòng)。為了達(dá)到防止?jié)L珠從滾道面掉出的目地，應(yīng)在在螺母上裝上反向器，這樣就構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。使?jié)L珠從通道的一端滾出后，沿著通道進(jìn)入到另一端，然后又重新進(jìn)入到滾道，從而形成了一閉合回路。滾珠螺旋傳動(dòng)與滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)相比具有下列特點(diǎn)：(1)滾動(dòng)摩擦小，傳動(dòng)效率高；(2)傳動(dòng)精度高。經(jīng)調(diào)整預(yù)緊后，可消除軸向間隙，提高傳動(dòng)精度；(3)啟動(dòng)扭矩接近運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩，工作較平穩(wěn)；(4)磨損小且壽命長(zhǎng)，可用調(diào)整裝置調(diào)整間隙，傳動(dòng)精度與剛度均得到提高；(5)不具有自鎖性，可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式有很多種，主要的區(qū)別在滾珠的循環(huán)方式、螺紋滾道的截面形狀和消除軸向間隙的調(diào)整預(yù)緊方法