【正文】 植，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。所以數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，也是集多種新技術(shù)于一體的機(jī)電一體化裝備。1．2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動(dòng)化機(jī)床，它較好地滿足了機(jī)械行業(yè)零部件加工的高性能，高精度與高動(dòng)化的要求。1952年美國PARSONS公司與麻省理工學(xué)院合作試制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床。先是由電子管控制，隨后經(jīng)歷了晶體管控制，集成電路控制（NC）,計(jì)算機(jī)控制（CNC）,直到現(xiàn)在的微處理器控制（MNC）。電加工機(jī)床等得到應(yīng)用，并指出加工中心。但我國生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床在精度，速度，數(shù)控系統(tǒng)的功能及傳感元件等方面比先進(jìn)國家都有一定差距，近幾年我國機(jī)床業(yè)受到世界市場的沖擊，迫使我國的機(jī)床質(zhì)量有很大的提高，面向21世紀(jì)，我國數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)一定能達(dá)到國際先進(jìn)水平。（2）向高速，高精度發(fā)展（3）更高的生產(chǎn)率和利用率。（5）有更強(qiáng)的通訊功能，圖像編程和顯示功能的方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展，更是制造高質(zhì)量、高效率、高一致性產(chǎn)品的有力保障。計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展又使得機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)正在以更短的周期更新。為使讀者及時(shí)了解數(shù)控機(jī)床的技術(shù)與知識(shí)，加深數(shù)控機(jī)床使用與維修理念上的認(rèn)識(shí)。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，也進(jìn)入了以發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套技術(shù)為特征的發(fā)展新階段。因此，發(fā)展高速切削等新型切削工藝，促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展是現(xiàn)代切削技術(shù)發(fā)展最顯著的特點(diǎn)。(2)實(shí)現(xiàn)難加工材料加工技術(shù)的重大突破 長期以來，難加工材料如奧氏體不銹鋼、高猛鋼、淬硬鋼、復(fù)合材料、耐磨鑄鐵等一直是切削加工中的難題，不僅切削效率低，而且刀具壽命短。與此同時(shí)，產(chǎn)品的材料構(gòu)成將不斷優(yōu)化，新的工程材料也不斷問世，而每一種新型材料的采用都對(duì)切削加工提出了新的要求。每一種新產(chǎn)品的開發(fā)都意味著零件功能、結(jié)構(gòu)、材料的重大變更，也是對(duì)切削加工提出新的開發(fā)任務(wù)。(4)環(huán)境保護(hù)對(duì)切削加工行業(yè)提出挑戰(zhàn) 隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)诃h(huán)境保護(hù)、生態(tài)平衡等方面獲得了高度共識(shí)，并成為全球的共同行動(dòng)綱領(lǐng)。實(shí)行“綠色工程”，開發(fā)“綠色制造技術(shù)”是新世紀(jì)切削加工發(fā)展的重要課題。早在60年代已經(jīng)開始迅速發(fā)展，并有專門企業(yè)經(jīng)營這門業(yè)務(wù)。首先是技術(shù)的原因。而刀具材料和電子技術(shù)卻有很大進(jìn)步，特別是微電子技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)進(jìn)步，反映到控制系統(tǒng)中來，它既能幫助機(jī)床自動(dòng)化又能提高加工準(zhǔn)確度。其次是經(jīng)濟(jì)上的原因。若采用“改造”技術(shù)（主要是數(shù)控技術(shù)）加以現(xiàn)代化，則可以節(jié)約50%還多的資金。第三是市場的原因。因此，機(jī)床“改造”就成為滿足機(jī)床市場需求的主要補(bǔ)足手段。在工業(yè)生產(chǎn)中，多品種，中批量及小批量生產(chǎn)是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的基本特征，占有相當(dāng)大的比重。1．5 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越特性和發(fā)展前景 數(shù)控機(jī)床之所以在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防尖端工業(yè)建設(shè)中占有重要的地位和作用，而且受到各國的重視，主要是數(shù)控機(jī)床具有如下的優(yōu)越性和發(fā)展前景：(1)能加工具有復(fù)雜形狀曲線或曲面的零件 數(shù)控機(jī)床可以加工傳統(tǒng)機(jī)床所不能加工的具有復(fù)雜形狀曲線或曲面的零件。特別是那些由一定的數(shù)字理論方程式所描述的并要求有足夠精度的曲線和曲面，如螺旋槳、葉片、高速飛行不可的。另外，數(shù)控機(jī)床可以通過采用在線自動(dòng)補(bǔ)償(實(shí)時(shí)補(bǔ)償)技術(shù)來消除或減少熱變形、力變形、重量變形和刀具磨損的影響，使加工精度的一致性得到保證。(3)稱為柔性自動(dòng)化加工裝備 數(shù)控機(jī)床被稱為柔性自動(dòng)化加工裝備。因此，大大減少了加工前的生產(chǎn)準(zhǔn)備和調(diào)整時(shí)間；另外，部分現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床，具有更為優(yōu)異的柔性加工功能，如柔性加工單元具有自動(dòng)上、下料，更換刀具和變速乃至檢測等功能。數(shù)控機(jī)床的柔性具備了傳統(tǒng)輔鏜床的萬能性和剛性自動(dòng)化機(jī)床的高效率性，兩種特性兼?zhèn)鋬?yōu)點(diǎn)。(4)可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化和較長時(shí)間的“無人看管加工” 數(shù)控機(jī)床是由電腦控制的設(shè)備，在配有適當(dāng)?shù)牡稁?、工件毛坯庫、上下料裝置和多種傳感器的條件下，不僅具有全自動(dòng)∞加工功能，而且具有對(duì)加工過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控、檢測、報(bào)警及修正誤差等功能。這不僅改善了镕動(dòng)條件，解決了晚上和節(jié)假日(含周六、周日)連續(xù)工作的問題，也大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，設(shè)備利用率，縮短生產(chǎn)周期和增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從而為今后進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)制造過程網(wǎng)絡(luò)化、智能化提供必備的基礎(chǔ)條件。如果工件相對(duì)于刀具移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削，可選用點(diǎn)位控制方式。對(duì)點(diǎn)位控制系統(tǒng)的要求是快速定位，保證定位精度。具備這種控制能力的數(shù)控機(jī)床可以加工各種外形輪廓復(fù)雜的零件，所以連續(xù)控制系統(tǒng)又稱為輪廓控制系統(tǒng)。在點(diǎn)位控制系統(tǒng)中不具有連續(xù)控制系統(tǒng)中才具有的軌跡計(jì)算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)中卻具有點(diǎn)位系統(tǒng)的功能。這種系統(tǒng)叫點(diǎn)位/直線系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中，設(shè)有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號(hào)是單方向傳送的。開環(huán)伺服系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。目前國內(nèi)大力發(fā)展的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床普遍采用開環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，閉環(huán)系統(tǒng)造價(jià)高，結(jié)構(gòu)和調(diào)試較復(fù)雜，多用于精度要求高的場合。2．3執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定為確?？刂葡到y(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩擦，低慣量，高剛度，無間隙，高諧振以及有適宜阻尼比的要求。如采用滾珠絲杠螺母傳動(dòng)副，滾動(dòng)導(dǎo)軌，塑導(dǎo)軌等。例如采用消除齒輪等。縮短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛減小傳動(dòng)鏈誤差。例如采用預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠副等。微機(jī)市數(shù)控系統(tǒng)的核心，其他裝置均是在指揮下進(jìn)行的。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)微機(jī)的要求是多方面的，但主要指標(biāo)是字長和速度。字長較長的計(jì)算機(jī)，價(jià)格顯著上升，而字長較短的計(jì)算機(jī)，要進(jìn)行雙字長或三字長的運(yùn)算，就會(huì)影響速度。標(biāo)準(zhǔn)型的CNC系統(tǒng)多使用16位微機(jī) ，經(jīng)濟(jì)型CNC系統(tǒng)則普遍采用8位機(jī)。第三章、機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：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)及切削力矩計(jì)算。將普通車床CA6140改造成MCS51系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制，縱向和橫向均具有直線和圓狐插補(bǔ)功能，也具有升降功能。1脈沖當(dāng)量根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量，橫向：3．2橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 1計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm（N），橫向?qū)к墳檠辔残螌?dǎo)軌 Z 1,J1Fm= kFy′+f′（Fz+G′+2F′X）= 670+（2680+800+21072）= N 式中K考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取K=f，~ G溜板及刀架重力：G=800N 2計(jì)算最大負(fù)載C： C = L= n= 式中L0滾珠絲杠導(dǎo)程。 L= = n== C = ==4158N 3滾珠絲杠螺母 可采用W1L2005外循環(huán)螺