【導(dǎo)讀】床不能應(yīng)用基于制造系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中。必須改進(jìn)傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床及自動(dòng)化機(jī)。床，以使信息能在監(jiān)控裝置及以計(jì)算機(jī)就為主的控制系統(tǒng)中傳輸。群集概念基本上是對(duì)多種機(jī)床的計(jì)算機(jī)管理的延伸。一系列機(jī)床（如銑。床鉆床磨床等），通過送料系統(tǒng)連接起來。需要時(shí)，輸料系統(tǒng)能自動(dòng)向各個(gè)。排也是顯而易見的。適應(yīng)性數(shù)控系統(tǒng)是CAM環(huán)境中的一部分。中央計(jì)算機(jī)獲得工藝過程信。息以便檢測(cè)出異常情況，并加以糾正保護(hù)。適應(yīng)性反饋記錄下來并加以分析以便實(shí)現(xiàn)某一操作的高效生產(chǎn)。四級(jí)制造自動(dòng)化可被定義。件與軟件的集成。CAM硬件包括數(shù)控機(jī)床、檢測(cè)設(shè)備，數(shù)字計(jì)算機(jī)和相關(guān)。CAM軟件是用來監(jiān)測(cè)、處理、以及最終監(jiān)控制造信息流和CAM硬件。以認(rèn)為是瞬變的信息。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)向CAM系統(tǒng)提供所有必要的輸入，以實(shí)現(xiàn)。CAM數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜度直接與系統(tǒng)要求的任務(wù)數(shù)成正比。統(tǒng)需要規(guī)模大而又極為復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。CAM系統(tǒng)表明，只有工程和制造功能受到系統(tǒng)的直接控制。

　　

【正文】 軌跡顯示 試運(yùn)行、單段， MDI 方式運(yùn)行，手動(dòng)進(jìn)給 系統(tǒng)簡介 ： KND100T 是集數(shù)十年數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)的豐富經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)中國國情開發(fā)的高性能經(jīng)濟(jì)型車床數(shù)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用高性能的 16 位 80186CPU 處理芯片，及大規(guī)模可編程門陣列技術(shù)，具有很高的可靠性。系統(tǒng)采用液晶顯示、 2 軸聯(lián)動(dòng)，內(nèi)含 PMC，可控制主軸、冷卻、潤滑等。此外，針對(duì)步進(jìn)電機(jī)開發(fā)的一些特殊機(jī)能，既最大限度地發(fā)揮了步進(jìn)機(jī)各種特性，又彌補(bǔ)了步進(jìn)機(jī)的許多弱點(diǎn)，使得配套機(jī)床的精度、成品合格率及加工效率得以明顯提高，并擴(kuò)大了機(jī)床可加工零件的范圍。 主要特點(diǎn)： 1. 高分辨率 mm ，最大輸出頻率為 512KPS。 2. 螺距誤差補(bǔ)償，用戶宏程序，圖形顯示。 3. 任意螺距絲杠直聯(lián)任意步距角電機(jī)。 4. 失步消除，自動(dòng)限速。 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 34 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 KND100T 數(shù)控系統(tǒng)的功能代碼（見下表） 代碼 功能 G00 快速定位 單步 /手搖盤進(jìn)給，自動(dòng)運(yùn)行 G01 直線插補(bǔ) G02/G03 多象限圓弧插補(bǔ) I， K 或 R 編程 復(fù)位 G04 暫停，準(zhǔn)停 機(jī)床鎖住，進(jìn)給保持，任選程序段跳過 G27/G28/G29 自動(dòng)返回參考點(diǎn) 機(jī)床接口： DI=24+8 點(diǎn)， DO=24 點(diǎn) G32 螺紋切削 直 /錐 /端面螺紋 G50 絕對(duì)零點(diǎn)編程 /主軸最大轉(zhuǎn)速設(shè)定 4 位直接指定 /齒輪 8 檔自動(dòng)或手動(dòng)切換 G65 宏指令算術(shù) /邏輯 /函數(shù)運(yùn)算，轉(zhuǎn)跳指令 G70 精加工循環(huán) (G70G76 為復(fù)合型 ) G71 外圓粗車循環(huán) RS232C 接口：程序及數(shù)據(jù)傳送 G72 端面粗車循環(huán) 支持及配件 可配各種步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及全數(shù)字伺服 G73 封閉切削循環(huán) 位置編碼器 G74 端面深孔加工循 G75 外圓 /內(nèi)圓切槽循環(huán) 手搖脈沖放生器 G76 復(fù)合螺紋切削循環(huán) 連接電纜 G90 外圓柱 /內(nèi)圓柱 /圓錐車削循環(huán) 附加操作面板 G92 直螺紋 /錐螺紋切削循環(huán) G94 端面車削循環(huán) 直端面 /錐端面 G96/G97 恒線速控制 G98/G99 每分 /每轉(zhuǎn)進(jìn)給 S 主軸轉(zhuǎn)速 T 刀具選擇： 8 刀位 M 輔助功能 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 35 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 36 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 167。 刀架的選擇安裝 電動(dòng)刀架的安裝比較方便，產(chǎn)品出廠時(shí)已備有連接孔。改造時(shí)將臥式車床上的原刀架拆下，將電動(dòng)刀架裝上即可。安裝時(shí)注意以下兩點(diǎn)： 一、 電動(dòng)刀臺(tái)的兩側(cè)面應(yīng)與車床縱向與車床橫向的進(jìn)給方向平衡； 二、 電動(dòng)刀臺(tái)與系統(tǒng)的連線沿橫向工作臺(tái)右側(cè)面先走線到車床后面，再沿車床后道軌下方拉出的鐵絲滑線，走刀系統(tǒng)。 這樣避免走線雜亂無章，而使得加工時(shí)切屑、冷卻液以及其他雜物磕碰電動(dòng)機(jī)刀架連線。 我們此次選用的刀架是立式四方刀架，其結(jié)構(gòu)如圖： 立式四方刀架的換刀過程如下： （ 1） 刀架抬起。當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，電動(dòng)機(jī) 23正轉(zhuǎn)，并經(jīng)聯(lián)軸套 1軸 17。由滑鍵（或花鍵）帶動(dòng)蝸桿 1蝸輪 軸 軸套 10 轉(zhuǎn)動(dòng)。 10 的外圓上有兩處凸起，可在 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 37 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 套筒 9 內(nèi)孔中的螺旋槽內(nèi)滑動(dòng)，從而舉起與 9 相連的刀架 8及上端齒盤 6，使 6 與 下端齒盤 5 分開，完成刀架抬起動(dòng)作。 （ 2） 刀架轉(zhuǎn)位。刀架抬起后，軸套 10 仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)刀架 8 轉(zhuǎn)過 90 度（如不到位還可繼續(xù)轉(zhuǎn)位 180 度、 270度、 360 度），并由微動(dòng)開關(guān) 20 發(fā)出信號(hào)給數(shù)控裝置。 （ 3） 刀架壓緊。刀架轉(zhuǎn)位后，由微動(dòng)開關(guān)發(fā)出的信號(hào)使電動(dòng)機(jī) 23 反轉(zhuǎn)，銷 13 使刀架 8 定位而不隨軸套 10 回轉(zhuǎn)，于是刀架 8 向下移動(dòng)，上下端齒盤合攏壓緊。蝸桿 19 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)則產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧 22，軸套 21 的外圓曲面壓緊開關(guān)20 使電動(dòng)機(jī) 23 停止旋轉(zhuǎn)，從而完成一次轉(zhuǎn)位。見圖 32。 圖 32 立式四方刀架圖 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 38 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 167。 主軸脈沖發(fā)生器的安裝 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床加工螺紋或絲杠，須在主軸外端或其他適當(dāng)部位配置主軸脈沖發(fā)生器作為車床主軸位置信號(hào)的反饋元件，它與車床主軸同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)出主軸轉(zhuǎn)位位置變化信號(hào)，輸送到計(jì)算機(jī)，使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確的配合主軸的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 主軸脈沖發(fā)生器的安裝，通常采用兩種方式： 一 一 是同軸安裝，二是異軸安裝。同軸安裝的結(jié)構(gòu)簡單，缺點(diǎn)是安裝后不能加工穿 出車 床主軸孔的零件；異軸安裝較同軸麻煩，需配一對(duì)同步平帶輪及同步平帶，但卻避免了同軸安裝的缺點(diǎn)。 一般經(jīng)濟(jì)數(shù)控車床，采用同軸安裝主軸脈沖發(fā)生器比較合適，因此我們也采用同軸安裝。在安裝過程中采用柔性連接，因?yàn)槿嵝赃B接在實(shí)現(xiàn)角位移傳遞的同時(shí)，又能吸收車床主軸部分振動(dòng)，從而使得主軸脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，傳遞信號(hào)準(zhǔn)確 。 主軸脈沖發(fā)生器圖見下頁。 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 39 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 圖 33 主軸脈沖發(fā)生器 167。 導(dǎo)軌的選型 導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載。例如車床的溜板和車身導(dǎo)軌是屬于進(jìn)給導(dǎo)軌，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與支承導(dǎo)軌之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度比較低 。 滾動(dòng)導(dǎo)軌在兩導(dǎo)軌面間裝有球、滾子或滾針等滾動(dòng)元件，具有滾動(dòng)摩擦性質(zhì)，廣 泛地用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。貼塑導(dǎo)軌也具有良好的減摩性。貼塑導(dǎo)軌，在動(dòng)導(dǎo)軌上用粘結(jié)的方法將氟塑料導(dǎo)軌軟帶是一種以聚四氟乙烯為集體，添加一定比例的耐磨材料構(gòu)成的高分子復(fù)合物。與鑄鐵導(dǎo)軌組成對(duì)偶摩擦副時(shí)，摩擦系數(shù)在 ~，僅為鑄鐵 導(dǎo)軌 副的 1/3 左右。它 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 40 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 能自潤滑，可在 干 摩擦條件下工作。磨損主要發(fā)生在軟帶上，維修時(shí)可更換塑料導(dǎo)軌軟帶。金屬碎屑一旦進(jìn)入導(dǎo)軌面之間，可嵌入塑料，不 會(huì) 刮傷相配合的金屬導(dǎo)軌支承面。但是，因?yàn)樗芰蟿偠鹊?，?huì)產(chǎn)生較大的彈性變形和接觸變形，局部壓強(qiáng)很大的導(dǎo)軌，宜采用貼塑導(dǎo)軌。 見圖 34。 圖 34 導(dǎo)軌圖 第 4 章 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng) 設(shè)計(jì)計(jì)算 將一臺(tái) C 620 普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型微機(jī)數(shù)控車床 ,采用MC51系列單片機(jī)控制系統(tǒng) ,步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制 ,具有直線和圓弧插補(bǔ)功能 ,具有升降速控制功能。其主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 最大加工直徑： 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 41 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 在床面上 400 mm 在床鞍上 210 mm 最大加工長度： 750 /1000mm 溜板及刀架重力： 縱向 600N 橫向 400N 刀架快速速度： 縱向 m/min 橫向 m/min 最大進(jìn)給速度： 縱向 m/min 橫向 m/min 主電機(jī)功率： KW 起動(dòng)加速時(shí)間 30 ms 機(jī)床定位精度 ： ? mm 滾珠絲杠導(dǎo)程： 縱向 6mm 橫向 5mm 167。 確 定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 開環(huán)控制系統(tǒng)中，脈沖當(dāng)量是衡量機(jī)床加工精度的一個(gè)基本參數(shù)，是機(jī)床的最小設(shè)定單位。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的脈沖當(dāng)量是根據(jù)加工精度要求的，一般取縱向 ?p? （ mm/脈沖）橫向 ?p? （ mm/脈沖）（常指半徑尺寸）。 )/mm( P 脈沖縱向 ?? )/mm( P 脈沖橫向 ?? 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 42 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 167。 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 切削力的計(jì)算 最大切削功率 ??? 主切 PP 式中 主P 主電動(dòng)機(jī)功率， C620車床 主P =； ? 主傳動(dòng)系統(tǒng)的總功率，一般為 ～ ，取? = 則 切P =（ ? ） kw= kw 切削功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力（或轉(zhuǎn)矩）和最大切削速度（或轉(zhuǎn)速）來計(jì)算，及 60 10 3??? VFP C切 式中 CF 主切削力（ N） V 最 大切削速度（ mm/min）。按硬質(zhì)合金刀具半徑精車剛件時(shí)的速度取 v=100mm /min NNv PF C 6021101 0 0 33 ????? ??切 在一般外圓切削時(shí) ,)~( Cf FF ? CP F)~(? 取 NNFF Cf 4 3 ???? ?切P N6021?cF 432N?fF 山東科技大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)（論文） 43 設(shè)計(jì)項(xiàng)目及內(nèi)容 主要結(jié)果 NNFF CP 5 4 ???? 滾珠絲杠副的選擇與校核