【導讀】世界機械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢。床總體方案設計、主傳動系統(tǒng)設計和X向進給傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)設計。動系統(tǒng)中主要分析了絲杠的安裝，以及相關(guān)固定和支承。計算主要有兩個方面：對滾。珠絲杠和X軸電機的選擇計算和校核。本文詳細介紹了數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動單元的原理及其優(yōu)缺點,如何選擇性價比最好、最。合適的數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動單元?？虣C，適用性比較大的工藝品的雕刻加工。

　　

【正文】 i???? ????? 查表得： 2 300 , 483mnn??2jl2mVJm2 n??? ????? 查表 得： W 25000gW =15000gW 20xx0g??臺夾件， 查表 得： 2l l1 l2V 120J J +J?? 混合式步進電動機 57BYG250 ESAFRMC0152 查樣本， mmlJ 280J J J??? J ??絲輪 l1J ? l2J ? lmlJ J? J= 3 最大加速轉(zhuǎn)矩 amT Ncm m a x2a2603 0 0 , t 0 .0 0 2amanTJtn????取 ? 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說 明書 20xx 22 4 連續(xù)工作最大 轉(zhuǎn)矩 MT Ncm MT ( )Fpi T T?? 查樣本：額定轉(zhuǎn)矩 ?? 5 最大啟動轉(zhuǎn)矩 rT Ncm r am MT T T?? 查樣本：最大轉(zhuǎn)矩 80 80rT ?? 工作臺直線導軌副的設計計算 表 滾動直線導軌設計計算 序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結(jié)果 1 初選直線導 軌副的型號 HTSD15NAA 2 擬定滑塊數(shù) M 單根導軌兩滑塊 M=4 3 負載計算 R N 1 1 12121 W4 2 22hW Y W X F ZRLLFYRL?? ? ?? 滿足要求 4 摩擦力 F N F P f?? ? 5 壽命計算 nI h 32n sH T CWCLILnf f f CLfP?????? ? ? ????? ? ?????? 滿足要求 鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說 明書 20xx 23 4. 數(shù)控系統(tǒng)的選用 NC 選型 目前市場上主流的數(shù)控系統(tǒng)有國外的西門子， FANUC，三菱 。國內(nèi)比較著名的有廣州數(shù)控，華中數(shù)控等等，以及為雕刻機量身定做的 FUDNC（富佳力）雕刻機控制系統(tǒng)。 述各數(shù)控系統(tǒng)的簡介 FANUC 系統(tǒng) FANUC 系統(tǒng)是日本富士通公司的產(chǎn)品，通常其中文譯名為發(fā)那科。 FANUC 系統(tǒng)進入中國市場有非常悠久的歷史，有多種型號的產(chǎn)品在使用，使用較為廣泛的產(chǎn)品有 FANUC 0、 FANUC1 FANUC1 FANUC21 等。在這些型號中，使用最為廣泛的是FANUC0 系列。系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆裝、各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。 FANUC 系統(tǒng)設計了比較健全的自我保護電路。 PMC 信號和 PMC 功能指令極為豐富， 便于工具機廠商編制 PMC 控制程序，而且增加了編程的靈活性。系統(tǒng)提供串行 RS232C 接口，以太網(wǎng)接口，能夠完成 PC 和機床之間的數(shù)據(jù)傳輸。 FANUC 系統(tǒng)性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)各系列總體結(jié)構(gòu)非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。 FANUC 系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。 鑒于前述的特點， FANUC 系統(tǒng)擁有廣泛的客戶。使用該系統(tǒng)的操作員隊伍十分龐大，因此有必要了解該系統(tǒng)的一些軟、硬件上的特點。我們可以通過常見的 FANUC 0 系列了解整個 FANUC 系 統(tǒng)的特點。（ 1） 剛性攻絲：主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸（ Z軸）進給完全同步，從而實現(xiàn)高速高精度攻絲。（ 2）復合加工循環(huán)：復合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。（ 3）圓柱插補：適用于切削圓柱上的槽 ,能夠按照圓柱表面的展開圖進行編程。（ 4）直接尺寸編程：可直接指定諸如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。（ 5）記憶型螺距誤差補償：可對絲杠螺距誤差等機械系 統(tǒng)中的誤差進行補償，補償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲在 CNC 的存儲器中。（ 6） CNC 內(nèi)裝 PMC 編程功能： PMC 對機床和外部設備進行程序控制（ 7）隨機存儲模塊： MTB(機床廠 )可在 CNC 上直接改變 PMC 程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的 RAM 寫入器或 PMC 的調(diào)試 RAM。 西門子（ SINUMERIK）數(shù)控系統(tǒng)簡介 西門子（ SINUMERIK）數(shù)控系統(tǒng)是德國西門子公司的產(chǎn)品。西門子憑借在數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動產(chǎn)品方面的專業(yè)思考與深厚積累，不斷制造出機床產(chǎn)品的典范之作，為自動化應用提供了日趨完美的 技術(shù)支持。 SINUMERIK 不僅意味著一系列數(shù)控產(chǎn)品，其力度在于生產(chǎn)一種適于各種控制領域不同控制需求的數(shù)控系統(tǒng)，其構(gòu)成只需很少的部件。它具有高度的模塊化、開放性以及規(guī)范化的結(jié)構(gòu)，適于操作、編程和監(jiān)控。 主要包括：控制及顯示單元、 PLC 輸入 /輸出單元（ PP）、 PROFIBUS 總線單元、伺服驅(qū)動單元、伺服電機等部分。主要數(shù)控系統(tǒng)類型有： （ 1） SINUMERIK 802S/C鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20xx 24 系統(tǒng) :SINUMERIK 802S/C 系統(tǒng)專門為低端數(shù)控機床市場而開發(fā)的經(jīng)濟型 CNC 控制系統(tǒng)。 802S/C 兩個系統(tǒng)具有同樣的顯示 器，操作面板，數(shù)控功能， PLC 編程方法等，所不同的只是 SINUMERIK 802S 帶有步進驅(qū)動系統(tǒng)，控制步進電機，可帶 3個步進驅(qū)動軸及一個177。 10V 模擬伺服主軸； SINUMERIK 802C 帶有伺服驅(qū)動系統(tǒng) ,它采用傳統(tǒng)的模擬伺服177。 10V 接口 ,最多可帶 3個伺服驅(qū)動軸及一個伺服主軸。（ 2） SINUMERIK 802D系統(tǒng)：該系統(tǒng)屬于中低檔系統(tǒng)，其特點是：全數(shù)字驅(qū)動，中文系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單 (通過PROFIBUS 連接系統(tǒng)面板、 I/O 模塊和伺服驅(qū)動系統(tǒng) )，調(diào)試方便。具有免維護性能的SINUMERIK 802D 核心部件 控制 面板單元（ PCU）具有 CNC、 PLC、人機界面和通訊等功能，集成的 PC硬件可使用戶非常容易地將控制系統(tǒng)安裝在機床上。 （ 3)SINUMERIK 840D/810D/840Di 系統(tǒng)： 840D/810D 是幾乎同時推出的，具有非常高的系統(tǒng)一致性，顯示 /操作面板、機床操作面板、 S7300PLC、輸入 /輸出模塊、 PLC編程語言、數(shù)控系統(tǒng)操作、工件程序編程、參數(shù)設定、診斷、伺服驅(qū)動等許多部件均相同。 SINUMERIK 810D 是 840D 的 CNC 和驅(qū)動控制集成型， SINUMERIK 810D 系統(tǒng)沒有驅(qū)動接口， SINUMERIK 810D NC 軟件選件的基本包含了 840D 的全部功能。采用PROFIBUSDP現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)西門子 840Di 系統(tǒng)，全 PC 集成的 SINUMERIK 840Di 數(shù)控系統(tǒng)提供了一個基于 PC 的控制概念。 (4)SINUMERIK 840C 系統(tǒng)： SINUMERIK 840C系統(tǒng)一直雄居世界數(shù)控系統(tǒng)水平之首，內(nèi)裝功能強大的 PLC 135WB2，可以控制SIMODRIVE 611A/D 模擬式或數(shù)字式交流驅(qū)動系統(tǒng)，適合于高復雜度的數(shù)控機床。交流驅(qū)動系統(tǒng)（ 1） SIMODRIVE611A：模擬式伺服，配合 1FT5 系列進給驅(qū)動電機 (600V)和 1PH7 主軸電機 , 可控制主軸，進給軸，及普通異步電機。（ 2） SIMODRIVE 611D：數(shù)字式伺服，配合 1FT6/1FK6 系列進給驅(qū)動電機和 1PH7 主軸電機，可控制主軸，進給軸等，只能配合 810D、 840D、 840C 數(shù)控系統(tǒng)。（ 3） SIMODRIVE 611U：通用型伺服，可接收模擬信號或數(shù)字信號（ PROFIBUS） ,可以進行位置控制、速度控制及轉(zhuǎn)矩控制。配合 1FT6/1FK6 和 1PH7 電機，是理想的驅(qū)動系統(tǒng)解決方案之一。（ 4） SIMODRIVE 611UE：通用 E 型 伺服，通過 PROFIBUS 接連，其余同 611U。 三菱（ MITSUBISHI）數(shù)控系統(tǒng) 1873 年，三菱造船廠更名為三菱商會。三菱開始涉足采礦、造船、銀行、保險、倉儲和貿(mào)易。隨后，又經(jīng)營紙、鋼鐵、玻璃、電氣設備、飛機、石油和房地產(chǎn)?，F(xiàn)在，三菱建立了一系列的企業(yè)，在日本工業(yè)現(xiàn)代化的過程中扮演著舉足輕重的角色。三菱電機自動化一直致力于為客戶在工業(yè)自動化、電力控制及其他相關(guān)業(yè)務上提供專業(yè)產(chǎn)品設備和解決方案，產(chǎn)品被廣泛應用于機械、冶金、電力等多個領域。三菱數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)特點： (1)M64A / M64SM CNC 控制器 標準配備了 RISC 64 位 CPU（與M64 相比，整體性能提高了 倍）；高速高精度機能對應，尤為適合模具加工；內(nèi)藏對應全世界主要通用的 12種多國語言操作界面；可對應內(nèi)含以太網(wǎng)絡和 IC卡界面；內(nèi)藏波形顯示功能，工件位置坐標及中心點測量功能； 緩沖區(qū)修正機能擴展：可對應 IC 卡 /計算機鏈接 B/DNC/記憶 /MDI 等模式；簡易式對話程序軟件（使用 APLC所開發(fā)之 MagicproNAVI MILL 對話程序）；可對應 Windows95/98/20xx/的 PLC 開發(fā)軟件；特殊 G代 碼和固定循環(huán)程序，如 G12/13 、 G34/35/3 等。鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 20xx 25 （ 2) EZMotionNC E60 內(nèi)含 64位 CPU 的高性能數(shù)控系統(tǒng)，采用控制器與顯示器一體化設計，實現(xiàn)了超小型化；伺服系統(tǒng)采用薄型伺服電機和高分辨率編碼器（ 131,072脈沖 /轉(zhuǎn)），增量 /絕對式對應；由參數(shù)選擇車床或銑床的控制軟件，簡化維修與庫存； 全部軟件功能為標準配置；標準具備 1點模擬輸出接口，用以控制變頻器主軸； 可使用三菱電機 MELSEC 開發(fā)軟件 GXDeveloper，簡化 PLC 梯形圖的開發(fā)；可采用新型 2軸一體的伺服驅(qū)動 器 MDSR系列，減少安裝空間；開發(fā)伺服自動調(diào)整軟件，節(jié)省調(diào)試時間及技術(shù)支援之人力。（ 3） MELDAS C6 滿足生產(chǎn)線部件加工要求，提高了可靠性，縮短了故障時間；對應多種三菱 FA 網(wǎng)絡： MELSECNET/以太網(wǎng)和 CCLINK，實現(xiàn)了以 10M/100Mbps 的速度進行高速、大容量的數(shù)據(jù)通訊，進一步提高生產(chǎn)線的加工效率； NC 內(nèi)藏 PLC 機能強化： GXDeveloper 對應；指令種類充實；多個 PLC程序同時運行；運行中 PLC 程序修改；多系統(tǒng) PLC 接口信號配置等；專機用 PLC 指令擴充：增加了 ATC、 ROT、 TSRH、 DDBA、 DDBS 指令，簡化了 PLC 程序設計；數(shù)控功能強化、多軸、多系統(tǒng)對應。 廣州數(shù)控 (GSK)系統(tǒng) 中國南方數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地，廣東省 20家重點裝備制造企業(yè)之一，中國國家 863 重點項目《中檔數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化支撐技術(shù)》承擔企業(yè)，擁有中國最大的數(shù)控機床連鎖超市。公司秉承科技創(chuàng)新、追求卓越品質(zhì)，以提高用戶生產(chǎn)力為先導，以創(chuàng)新技術(shù)為動力，為用戶提供 GSK 全系列機床控制系統(tǒng)、進給伺服驅(qū)動裝置和伺服電機、大功率主軸伺服驅(qū)動裝置和主軸伺服電機等數(shù)控系統(tǒng)的集成解決方案，積極推廣機床數(shù)控化改造 服務，開展數(shù)控機床貿(mào)易。 GSK 擁有國內(nèi)最大的數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)基地，中國一流的生產(chǎn)設備和工藝流程，科學規(guī)范的質(zhì)量控制體系保證每套產(chǎn)品合格出廠。GSK 產(chǎn)品批量配套全國五十多家知名機床生產(chǎn)企業(yè)，是中國主要機床廠家數(shù)控系統(tǒng)首選供應商。 （ 1） GSK980T 車床數(shù)控系統(tǒng)（ CNC），于 1998 年推出的普及型數(shù)控系統(tǒng)。作為經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的升級換代產(chǎn)品， GSK980T 具有以下技術(shù)特點：采用高級處理器（ CPU）和可編程門陣列（ PLD）進行硬件插補，實現(xiàn)高速μ m 級控制，采用四層線路板，集成度高，整機工藝結(jié)構(gòu)合理，可靠性高，液晶 （ LCD）中文顯示、界面友好、操作方便，加減速可調(diào)，可配套步進驅(qū)動器或伺服驅(qū)動器，可變電子齒輪比，應用方便 （ 2） GSK928TC 車床數(shù)控系統(tǒng)： GSK928TC 為經(jīng)濟型μ m 級車床數(shù)控系統(tǒng)，采用大規(guī)模門陣列（ CPLD）進行硬件插補，真正實現(xiàn)了高速μ m級控制。使用圖形液晶顯示器（ LCD），中文菜單及刀具軌跡圖形顯示，界面友好。加減速時間可調(diào)，可適配反應式步進系統(tǒng)、混合式步進 ，系統(tǒng)或交流伺服系統(tǒng)構(gòu)成不同檔次的車床數(shù)控系統(tǒng)。（ 3） GSK980i 車床數(shù)控系統(tǒng)： GSK980i 車床數(shù)控系統(tǒng)（ CNC）為新近推出的中高檔數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)率先采用以 DSP 運動控制芯片為核心、以嵌入式結(jié)構(gòu) PC 為平臺（ PCBASED）的新一代數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用 DSP 和主 CPU 并行處理機制，具有較高的動態(tài)跟蹤精度和良好的加工性能，可作為經(jīng)濟型數(shù)控的升級換代產(chǎn)品。 GSK980i系統(tǒng)具有以下特點：四個獨立的伺服電機連接口可實現(xiàn)兩軸聯(lián)動和四軸的全閉環(huán)控制 ，獨立主軸通道可連接模擬量主軸（ 010V）或伺服主軸，具有一個可帶 512 點的串行 I/0 接口 ，完全的速度環(huán)控制系統(tǒng)，高速、高精度、高效率 ，中、英文界鹽城工學院