【導讀】技術，并將這些技術有機的結合成一體。本文簡要的介紹了雕刻機的起源和發(fā)展現狀，分析了國內外雕。給運動系統(tǒng)的選擇，以及“三維雕刻”插補法的選擇，分析和實現過程，實現雕刻系統(tǒng)的初步優(yōu)化。

　　

【正文】 ） 驗算傳動剛度 minK /Nm? （ 4） 傳動系統(tǒng)剛度變化 k? m? ?? 2 22m in12 221m a x0 1 01 .6 5 1 01 .6 5 1 04 ( )ssdKLdLKL L L???minmax2803413ssKK ??3 25Q m a xm a x 8 s i nd , 8 , 15BO aaK d Z FFZ ???? ? ? ?Q是 預 加 載 荷 的 3 倍查 樣 本 查 出 7000C 軸 承 ：max 90032aBOFK ??13(1 0 / )140C 3 7 8 0 , 3 0 0c c p acapK K F CKF??????查 樣 本 ， 得 ，min1K m in m in1 1 1 1s b cK K K K? ? ? ?max1Km ax m ax1 1 1 1s b cK K K K? ? ? max ?0 120F?0m in0m in1 .62FFKK??重 復 定 位 精 度△ min ???△ △0 m in m ax11k F KK??? ? ?????序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數選定 計算結果 （ 5） 定位誤差確定精度 upV m? （ 6） 確定規(guī)格代號 FFZD16033P4/4 85 410 續(xù)表 7 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數選定 計算結果 11 驗算臨界壓縮載荷 FC N 12 驗算臨界轉速 rpm 13 驗算 nD maxn PWD D n? 1440070000 14 形位公差標注 略 15 基本軸向額定載荷 驗算 max ? 工作臺進給電動機的設計 計算 以滿載一般切削時為例進行計算，計算過程見表 8。 表 8 工作臺進給電動機設計計算 Table 8 Calculation of table feed motor design 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數選定 計算結果 1 作用在絲杠副上的各 FT Nm 種轉矩外加載荷產生 查表得： 摩擦力矩 pT PT ? 2 計算轉動慣量負載 J 2gcm 轉動慣量 iJ 絲杠： L=， d= （ 1）各種回轉件的轉動 l1J 2gcm 查表的： l1J ? 慣量 0 .8 ( )up KV ? ? ?對 于 開 環(huán) 系 統(tǒng) 而 言定 位 精 度upVV ??121 m a x1 / 3, 235 0 , 82 .4 5cKKLF???maxF 1807FCC F???72222 1 010f LccccdnfLLL?????maxmax1763900ccnnnn???maxoaf 1 ~ 2C 2150s a oasf F C???其 中 ：查 得 ：3hF FT 102P ????? FT ?2hph 3p 2pF F 82 .4 5p 4 0. 85FPT 102F 33???? ? ???????2， 四 級 精 度（ 1 ）查 表 得 ：2il1 i1 mnJJnni???? ????? J ??絲輪2jl2 mVJm2 n??? ?????2 300, 483mnn??W 25000gW =15000gW 20200g??臺夾件，序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數選定 計算結果 各種直線運動件 l2J 2gcm 查表 ： l2J ? 轉動慣量 查表 續(xù)表 8 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數選定 計算結果 （ 2） 電動機轉動慣量 mJ 2gcm 混合式步進電動機 J= 57BYG250 ESAFRMC0152 查樣本 3 最大加速轉矩 amT Ncm ? 4 連續(xù)工作最大轉矩 MT Ncm MT ( )Fpi T T?? ?? 5 最大啟動轉矩 rT Ncm 查樣本：額定轉矩 r am MT T T?? 80rT ?? 查樣本：最大轉矩 80 工作臺直線導軌副的設計計算 表 9 滾動直線導軌設計計算 Table 9 Design and calculation of rolling linear guide 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數選定 計算結果 1 初選直線導軌副的型號 HTSD15NAA 2 擬定滑塊數 M 單根導軌兩滑塊 M=4 3 負載計算 R N 滿足要求 4 摩擦力 F N F P f?? ? 5 壽命計算 nI h 滿足要求 2l l1 l2V 120J J +J??lmlJ J?mmlJ 280J J J???m ax2a2603 0 0 , t 0 .0 0 2amanTJtn????取1 1 12121 W4 2 22hW Y W X F ZRLLFYRL?? ? ??602 103??? ?? nLLI sn 插補法 插補有直線插補、圓弧插補、拋物線插補和螺旋線插補多種方式。直線插補算法簡單，比較適合應用于單片機系統(tǒng)。 脈沖增量插補適用于以步進電動機為執(zhí)行元件的開環(huán)數控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的脈沖增量插補是用硬件來實現的?，F代數控系統(tǒng)的插補功能一般用軟件來實現的，插補算法的效率和插補精度是一個十分重要的問題。 傳統(tǒng)的幾種直線脈沖增量插補算法每次定時中斷只對一個或最多兩個坐標進行插補。例如，當 X 、 Y 、 Z 三方向 需同時走 l個步進，由 A 點到 D 點時，傳統(tǒng)走法是：一個坐標插補時，如圖 10（ 1)所示，可行的路徑是 X 向先由 A 走到 B ，然后 Y 向由B 走到 C ，最后 Z 向由 C 走到 D ；兩個坐標插補時，如圖 10 所示，可行的路徑是 Z 向先由 A 走到 E ，然后 XY 向由 E 走到 D 。 這兩種算法的運算的速度和實現的精度都較低，在三維雕刻機上運用效果不十分理想。 因此，要實現三坐標控制三坐標聯(lián)動，使之能夠兼顧雕刻的速度和精度，就需要一種新的插補算法。所示， X 、 Y 、 Z 三方向由 A 點到 D 點同時走 1個步進，即直接由 A 點移 動到 D 點。 圖 10 幾種算法方式簡圖 The diagram of ways of calculation 本設計中，采用的是基于 Bresenham 算法的直線脈沖增量插補方法，在三維情況下生成空間直線。其基本原理如下： 設直線的起點坐標為 ? ?,s s s sP x y z ,終點坐標為 ? ?,e e e eP x y z , esx x x? ? ? , esy y y? ? ? , esz z z? ? ? , zx zk x?? ? , zy zk y?? ? ,并設 0x y z? ? ? ? ? ?。 由于 X方向坐標增長最快，我們把 X 軸作為基本軸，每次循環(huán) X方向都增長一個步長，而 Y， Z的情況要通過計算來確定。 如圖 11 所示， ? ?,i i i iP x yz 為直線上 i 個點， ? ?1 1 1 1,i i i iP x y z? ? ? ?為直線上第 i+1 個點，其中： 1 1iixx? ??， 11()i i yz i i i zyy y k x x y k??? ? ? ? ?, ()i i x z i i i x zz z k x x y k? ? ? ? ?, ? ?,1 ,1 ,i i i i rP x y z 1,irP? A: ? ?1 ,1