【正文】 轉(zhuǎn)子慣量與負(fù)載慣量的合理匹配，執(zhí)行部件的快速轉(zhuǎn)距小于電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)距三個(gè)要素來考慮的。為了保證足夠的角加速度，以滿足系統(tǒng)反應(yīng)的靈敏度，將不得不采用轉(zhuǎn)距過大的電動(dòng)機(jī)和它的控制系統(tǒng)。，通常要求轉(zhuǎn)子慣量不小于負(fù)載慣量。選擇伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)能滿足下述條件：，負(fù)載轉(zhuǎn)距應(yīng)小于或等于電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)距?，F(xiàn)在具體確定其型號(hào)規(guī)格。另外對(duì)滾珠絲杠安裝處應(yīng)進(jìn)行削邊。非接觸式密封圈又稱迷宮式密封圈，它采用硬質(zhì)塑料制成，其內(nèi)孔與絲杠螺紋滾道的形狀相反，并稍有間隙，這樣可避免摩擦力矩，但防塵效果差。如果滾珠絲桿副處于隱蔽的位置，則可采用密封圈防護(hù)，密封圈裝在螺母的兩端。如果滾珠絲杠副在機(jī)床上外露，則應(yīng)采用封閉的防護(hù)罩，如采用螺旋彈簧鋼帶套管、伸縮套管以及折疊式套管等。在滿足機(jī)床要求的前提下，通過對(duì)比本課題采用通過聯(lián)軸器聯(lián)接電機(jī)與絲杠副，這是一種簡(jiǎn)單的聯(lián)接形式具有大的扭轉(zhuǎn)剛度，制造成本低，傳動(dòng)精度高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)整方便。 同步齒輪帶傳動(dòng)具有帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的共同優(yōu)點(diǎn),與齒輪傳動(dòng)相比它結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,制造成本更低,安裝調(diào)整更方便。聯(lián)軸器采用撓性聯(lián)軸器，它能補(bǔ)償因同軸度及垂直度誤差引起的“干涉”，不僅可以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少噪聲，而且可以消除傳動(dòng)間隙，能減少中間環(huán)節(jié)帶來的傳動(dòng)誤差,提高傳動(dòng)剛度。由以上比較，根據(jù)要求，縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)方式。其特點(diǎn)是：傳動(dòng)效率高，一般為η=～；傳動(dòng)靈敏，摩擦力小，不易產(chǎn)生爬行；使用壽命長(zhǎng)；具有可逆性，不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，亦可將直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；軸向運(yùn)動(dòng)精度高，施加預(yù)緊力后，可消除軸向間隙，反向時(shí)無(wú)空行程；因此，在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛的應(yīng)用，是目前中、小型數(shù)控機(jī)床的常見的傳動(dòng)方式。 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本傳動(dòng)方式常用的有兩種：滾珠絲杠螺母副和靜壓絲杠螺母副。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)裝置的精度、靈敏度和穩(wěn)定性，將直接影響工件的加工精度?！?。一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的坐標(biāo)軸移動(dòng)量叫做脈沖當(dāng)量。所以在CK516立式數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)中使用直流伺服電動(dòng)機(jī)。這樣可使電機(jī)在機(jī)床的伺服系統(tǒng)中工作性能得以充分發(fā)揮。負(fù)載扭矩應(yīng)小于所選擇電機(jī)的額定扭矩，負(fù)載扭矩與加速扭矩之和應(yīng)等于所選擇電機(jī)的最大扭矩。伺服電機(jī)是根據(jù)負(fù)載條件來選取的。若交流伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇不當(dāng)，或制造工藝不良，在單相狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生“自轉(zhuǎn)”而失控，而且其電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻相當(dāng)大，所以損耗大，效率低，電動(dòng)機(jī)的利用程度差。機(jī)械特性很軟，低速段更軟，負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化對(duì)轉(zhuǎn)速影響很大，而且機(jī)械特性軟會(huì)使阻尼系數(shù)減小，時(shí)間常數(shù)增大。交流伺服電動(dòng)機(jī)：輸出或輸入為交流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱為交流電機(jī)，它實(shí)際上就是兩相異步電動(dòng)機(jī)，所以有時(shí)也叫兩相伺服電動(dòng)機(jī)。如果在線圈中通以直流電，就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)A、B、C三個(gè)磁極的線圈依次輪流通電，則A、B、C三對(duì)磁極就依次輪流產(chǎn)生磁場(chǎng)吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。在沒有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì)下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入肘步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。它可分為步進(jìn)電機(jī)，直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三類。根據(jù)需求，并且考慮到經(jīng)濟(jì)的效益，故選擇半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 采用旋轉(zhuǎn)型角度測(cè)量元件（脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器等）和伺服電動(dòng)機(jī)按照反饋控制原理構(gòu)成的位置伺服系統(tǒng)，稱作半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 因?yàn)殚_環(huán)系統(tǒng)的精度不能很好地滿足數(shù)控機(jī)床的要求，所以為了保證精度，最根本的辦法是采用閉環(huán)控制方式。開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的精度較低，速度也受到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)性能的限制。它的性能決定了數(shù)控機(jī)床的許多性能，如最高移動(dòng)速度、輪廓跟隨精度、定位精度等。數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令，是通過進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)機(jī)械執(zhí)行部件，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)床精確的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給指令，來自數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行部件如刀架、工作臺(tái)、主軸箱等按程序的規(guī)定運(yùn)動(dòng)。對(duì)機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)要求也越來越高。另外，機(jī)械傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)好壞對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的伺服性能的影響也很大。進(jìn)給傳動(dòng)部件的動(dòng)態(tài)特性的好壞直接影響到一臺(tái)機(jī)床的工作性能和加工精度。一般由控制電路、電器驅(qū)動(dòng)部件和執(zhí)行部件組成。顯著提高生產(chǎn)力水平，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)高效經(jīng)濟(jì)。設(shè)計(jì)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，既要滿足理論要求，又要滿足生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)實(shí)際。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和方法 本設(shè)計(jì)為縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)及切削力矩機(jī)計(jì)算，確定伺服電機(jī)等。(3) 數(shù)字控制的實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)采用FANUC0i系統(tǒng)。主傳動(dòng)由變頻電機(jī)經(jīng)四級(jí)變速箱、三角帶窄V帶傳至主軸。我們6位同學(xué)經(jīng)過調(diào)查研究，分析討論，反復(fù)論證，最終確定了機(jī)床的總體方案。 CK516立式數(shù)控車床的總體方案設(shè)計(jì)CK516立式數(shù)控車床具有高轉(zhuǎn)速、大扭矩、高剛性等特點(diǎn)，主要用于加工輪轂、剎車轂等各類短軸類、盤類零件，車削螺紋、圓弧、圓錐、回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外曲面、端面溝槽、鉆、擴(kuò)、鉸等，適用于形狀復(fù)雜的中小批量零件，以及精度、尺寸一致性要求高的大批量零件的加工。目前已能滿足在2ms內(nèi)，使一臺(tái)控制器與多達(dá)32個(gè)伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。Network)用于運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，必須提供額外的存儲(chǔ)緩沖器及信號(hào)管理資源，其成本大約是SERCOS接口的2倍，另一個(gè)特點(diǎn)是它的光纖噪聲抑制能力強(qiáng)、傳輸可靠性高。CAN(controller與此同時(shí)，開發(fā)了相應(yīng)的ASIC芯片、SERCON816，傳輸速度為2/4/8/16最初加入SERCOS工作組的公司有AEC、ABB、AMK、Banmuller、Bosch、Indramat、Siemens、PacificSystem串行實(shí)時(shí)通信系統(tǒng))接口作為高性能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)閉環(huán)數(shù)據(jù)串行實(shí)時(shí)通信接口，在1987年，由德國(guó)機(jī)床協(xié)會(huì)和德國(guó)電力電子協(xié)會(huì)聯(lián)合提出數(shù)字驅(qū)動(dòng)接口國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即SERCOS(SerialRealtimeScientific公司等。一些新的控制算法如速度前饋、加速度前饋、低通濾波、凹陷濾波等得以實(shí)現(xiàn)。例如，日本法努克公司，三菱電機(jī)公司，安川電機(jī)公司，德國(guó)西門子公司，aeg公司，力士樂indramat公司，美國(guó)抗體公司，通用電氣公司等均先后在1984年前后將交流伺服系統(tǒng)付諸實(shí)用。 為解決這些問題，必須對(duì)產(chǎn)品開發(fā)的整個(gè)過程綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，發(fā)展優(yōu)化和仿真技術(shù)，提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能，并建立起基于并行工程(Concurrent Engineering)的使設(shè)計(jì)、工藝和制造人員協(xié)同工作和知識(shí)共享的產(chǎn)品虛擬開發(fā)環(huán)境,使用相應(yīng)的產(chǎn)品虛擬開發(fā)軟件，這樣才能有效地解決產(chǎn)品開發(fā)的落后局面，使企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 ，他們的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，又擔(dān)負(fù)著開發(fā)的重任。 ,在訂貨時(shí)往往提出一些特殊要求，甚至在產(chǎn)品即將投產(chǎn)時(shí)有的用戶臨時(shí)提出一些要求，這就需要迅速變型設(shè)計(jì)和修改相應(yīng)的圖紙及技術(shù)文件。因此無(wú)論是產(chǎn)品開發(fā)的總周期還是設(shè)計(jì)所占的時(shí)間比例均與國(guó)外先進(jìn)水平有很大的差距。具體地說，這個(gè)問題反映在下列五個(gè)方面： ～18個(gè)月，其中設(shè)計(jì)時(shí)間約為5～8個(gè)月，占總周期的40%左右。嚴(yán)