【正文】 得到了廣泛應(yīng)用，是目前中，小型數(shù)控機床最為常見的傳動型式。當(dāng)一在垂直傳動或水平放置的高速大慣量傳動中心必須裝有制動裝置，使用具有裝置的伺服驅(qū)動電動機是最簡單的方法。 2. 靜壓絲杠螺母副 靜壓絲杠螺母副是通過油壓在絲杠和螺母 的接觸面之間，產(chǎn)生一層保持一定厚度，且具有一定剛度的壓力油膜，使絲杠和螺母之間有邊界摩擦變?yōu)橐后w摩擦。靜壓絲杠螺母的特點是： （ 1）摩擦系數(shù)小，僅為 ，比滾珠絲杠（摩擦系數(shù)為 ～ ）的摩擦損失更小，因此，其起動力矩很小，傳動靈敏，避免了爬行。 （ 3）由于油液的不斷運動，有利于散熱和減少熱變形，提高了機床的精度和光潔度。 （ 5）油膜層介于螺母與絲杠之間，對絲杠的誤差有“均化”作用，即可以使絲杠的傳動誤差小于絲杠本身的制造誤差。 3. 靜壓蝸桿蝸條副和齒輪齒條副 大型數(shù)控機床不宜采用絲杠傳動，因長絲杠制造困難，且容易彎曲下垂，影響傳動精度；同時軸向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度也難提高，如果加大絲杠直徑，則轉(zhuǎn)動慣量增大，伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性不易保證，故常用靜壓蝸桿蝸條副和齒輪齒條副傳動。 左右，要使壓力油只能進(jìn)入接觸區(qū)，必須解決蝸桿的配油問題。但其傳動不夠平穩(wěn)，傳動精度不高，而且還不能自鎖。當(dāng)傳 動負(fù)載大時，可采用雙厚齒輪傳動結(jié)構(gòu)。利用直流電動機驅(qū)動，可以完全取消傳動系統(tǒng)中將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的環(huán)節(jié)，大大簡化機械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)所謂的“零傳動”。 數(shù)控改造銑床進(jìn)給系統(tǒng)的型式及介紹 XA5032 型銑床數(shù)控化改造進(jìn)給系統(tǒng)， X、 Y、 Z三軸在滿足傳遞扭矩的前提下采用 FANUC 20M 直流伺服電機并配有直流功能驅(qū)動系統(tǒng)，提高了驅(qū)動性能。 X、 Y 向進(jìn)給傳動圖 Z 向進(jìn)給傳動圖 數(shù)控改造銑床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的計算設(shè)計 （ 1）縱向滾珠絲杠螺母副設(shè)計 用于計算的下列數(shù)據(jù)是已知的： 工作臺質(zhì)量： 500Tm kg? ，最大加工受力： ? 快進(jìn)速度： 4 0 0 0 / m in 6 6 .6 6 7 /fa s tV m m m m s?? 工進(jìn)速度： 118 0 / m in 7 /vV m m m m s?? 最大加速度： 2max /a m s? 工作臺導(dǎo)軌摩擦力： ? 工作進(jìn)程： 700 mm m?? 軸承軸向剛度： 800 /LK N m?? ，絲杠螺母剛度： 800 /MK N m?? 螺母支座剛度： 1000 / ,TMK N m?? 絲杠傳動效率 ： sp? ? 絲杠長度： 799spL mm? 絲杠軸承、絲杠螺母摩擦力距： , SPM N m?? 軸承平均間距： 823 ,L mm? 導(dǎo)程： 12sph mm? 確定最大轉(zhuǎn)速的常熟： 50000A? 軸承支承方式：雙推 — 雙推 伺服電機轉(zhuǎn)子慣量： 10mJ kg m?? ? ? 鋼的密度： 10 /kg m? ?? 1）絲杠螺母靜態(tài)設(shè)計 ①確定動載荷 ,aC ，工作循環(huán)周期有加速時間 at 和加工時間 wt 組成，計算如下： m a x/ 1 9 .6 6 7 / 1 3 0 0 0 .0 1 5avt v a s? ? ? / 700 / 7 3w w vt S v s? ? ? 2 4 2 35. 593 4 15 71. 246waT t t s? ? ? ? ? ? ? 在減速期間的平均轉(zhuǎn)速 an 為： an = / ( 2 ) 11 80 / ( 2 12 ) 49 .16 7 / m inv spv h r? ? ? 工作進(jìn)給時轉(zhuǎn)速 wn 為： / 98 .33 4 / m inw v spn v h r?? 將上述數(shù)據(jù)帶如式 11niiim niintnt?????可得當(dāng)量轉(zhuǎn)速： ( ( 4 9 .1 6 7 4 0 .0 1 5 ) ( 9 8 .3 3 4 2 3 5 .5 9 3 ) ) / 7 1 .2 4 6mn ? ? ? ? ? ? / minr? 載荷系數(shù) wf 由《現(xiàn)代數(shù)控機床》表 5131 取 ? 當(dāng)量載荷 mF 由式 11niiim niiFtFt?????計算： ( 2 4 ) /m R w w aF F t F t F T?? ? ? 將已知條件 RF 、 at 、 wt 、 T 、 wF 和計算出 aF ： m a x 500 650aTF m a N? ? ? ? 代入上式，得 ( 2 4 ) /m R w w a aF F t F t F T? ? ? ( 2 4 650) / ? ? ? ? ? ? ? ? 取滾珠絲杠壽命為 20210h，從式 1,63( 6 0 1 0 )a w m m hC f F n L ???算出該滾珠絲杠的動載荷： 1,63( 6 0 1 0 )a w m m hC f F n L ??? 16 31 . 1 1 7 8 9 . 6 8 2 ( 6 0 9 8 . 2 9 3 2 0 0 0 0 1 0 )?? ? ? ? ? ? ? ②確定靜載荷 最大軸向力可近似取最大加工受力，即 m a x F N?? 由《現(xiàn)代數(shù)控機床》表 514 取靜態(tài)安全系數(shù) 1df ? ，根據(jù)式, maxoa dC f F?? ，可得 , ? 式中 maxF — 最大軸向力， df — 靜態(tài)安全系數(shù)，取 1 ③根據(jù)壓力選取絲杠直徑。 若取 2 700 /om ech O AW W rad s??代入 /omech genW K mT?得 24 5 /genK N m?? 將此總剛度代入 1 / 1 / 2 1 / 4 1 / 1 / 1 /ge n L s m TS TmK K K K K K? ? ? ? ? LK 、 mK 和 TmK 為已知常數(shù)，在由 2 3 4( 2 / ) 7. 84 10 /TS TS P sp spK K h d L?? ? ? ? 141 .6 5 1 0 /s spK d L??? 得方程 3 4 2 21. 2 10 0. 75 8 1. 62 10 0s p s pdd?? ? ? ? ? 得 28spd mm? 由此可知，選用 1 3006WL ，該絲杠名義直徑 30mm， 螺距 6mm。 （ 2）橫向滾珠絲杠螺母副設(shè)計 橫向滾珠絲杠長度要求為： 354mm 同縱向滾珠絲杠螺母副設(shè)計得知， 1 3006WL ，足夠滿足要求，故選用 1 3006WL 。 主軸的驅(qū)動元件的選擇 直流主軸伺服電機與交流主軸伺服電機的特性曲線類似。 但有些電機，當(dāng)電機速度超過某一定值之后，其功率 速度曲線又往下傾斜，不能保持恒功率。 XA5032 型普通銑床，主軸系統(tǒng)是由 ，轉(zhuǎn)速為 1440r/min 電動機驅(qū)動，根據(jù)傳動要求，選擇 FANUC α 8 DC 主軸電動機，連續(xù)額定輸出 ，基本轉(zhuǎn)速 1500r/min，最高速度 5000r/min，輸出轉(zhuǎn)矩（在恒轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)連續(xù)額定輸出轉(zhuǎn)矩） ? ，滿足驅(qū)動要求。目前常用晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動和晶閘管直流調(diào)速驅(qū)動兩種方式。為使電動機實現(xiàn)雙向調(diào)速，多采用下列圖所示橋式電路，其工作原理與線性放大橋式電路相似。如果 VT1 和 VT3 的基極上加以正脈沖的同時，在 VT2 和 VT4 的基極上加以負(fù)脈沖，這時 VT1 和 VT3 導(dǎo)通， VT2 和 VT4 截止，電流沿 +80V 至 C 至 VT1 至 D至 M 至 B 至 VT3 至 A 至 0V 的道路流通，設(shè)此時的電動機的轉(zhuǎn)向為正向。顯然，如果改變加到 VT1 和 VT3， VT2 和 VT4 這兩組管子基極上控制脈沖的正負(fù)和導(dǎo)通率，就可以改變電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。 ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）的定義：“數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字，并將其譯碼，從而使機床移動和加工零件”。 數(shù)控系統(tǒng)的核心是完成數(shù)字信息運算、處理和控制的計算機，即數(shù)字控制裝置。 CNC 裝置具有良好的柔性，它在軟件的作用下，可以實現(xiàn)各種 NC 裝置所不能完成的功能，如圖形顯示、系統(tǒng)診斷、各種復(fù)雜的軌跡控制、通信及網(wǎng)絡(luò)功能等。 硬件是基礎(chǔ)， 軟件是靈魂。 1． CNC 裝置的組成和工作原理 該平臺有以下兩方面的含義： 提供 CNC 系統(tǒng)基本配置的必備功能； 在平臺上可以根據(jù)用戶的要求進(jìn)行功能設(shè)計和開發(fā)。并進(jìn)行 實時位置反饋控制，使各個坐標(biāo)軸能精確地走到所要求的位置。 包括： （ 1）加工程序的輸入 輸入 CNC 裝置的有零件程序、控制參數(shù)和補償量等數(shù)據(jù)。從 CNC 裝置工作方式看，有存儲工作方式輸入和手工直接輸入（ MDI）工作方式。這就是書上所概括的“通過輸入接口將加工程序讀入系統(tǒng)，并在同時進(jìn)行代碼的整理、校驗和轉(zhuǎn)換”。在譯碼過程中，還要完成對程序段的語法檢查，若發(fā)現(xiàn)語法錯誤便立即報警。通常 CNC 的零件程序是以零件的輪廓軌跡來編程的，刀具補償?shù)淖饔镁褪前蚜慵喞壽E轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡。我們的教材上是怎么樣概括的呢？“利用一定的數(shù)學(xué)算法將零件輪廓軌跡換成刀具中心軌跡”。所謂的速度處理，首先要做的工作就是按編程所給的合成進(jìn)給速度計算出各坐標(biāo)軸方向運動的分速度。在有些 CNC 裝置中，軟件自動加減速也是在這里處理的。我們知道，一條曲線是由無數(shù)個點組成的，插補的任務(wù)呢就是在一條給定起點和終點的曲線上按要求密化構(gòu)成這條曲線的數(shù)據(jù)點，即所謂的進(jìn)行“數(shù)據(jù)點的密化”。它的主要任務(wù)就是在每個采樣周期內(nèi)，將插補計算的理論位置與實際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電動機。 （ 7）Ｉ /Ｏ處 理 Ｉ /Ｏ處理主要是處理 CNC 裝置面板開關(guān)信號，機床電氣信號的輸入、輸出和控制（如換刀、換擋、冷卻等），也就是書上所說的“強電信號的輸入輸出和控制”。在控制系統(tǒng)設(shè)計中，我們采用的是 8031， 8031 可尋址 64KB 字節(jié)程序存貯器和 64KB 字節(jié)數(shù)據(jù)存貯器。 8031 采用 40條引腳的雙列直插式封裝（ DIP），引腳和功能分為三部分。又因為 8031 在外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時地址的低 8 位信息及數(shù)據(jù)信息分時送出，故還需要采用一片 74LS373來鎖存低 8位地址信息。 MCS51 的程序存儲器空間與數(shù)據(jù)存儲器空間是相互獨立的。片內(nèi) 8K 字節(jié)單元地址要求地址線 13 根 0 12()AA? 。地址鎖存器的鎖存信號為 ALE，程序存儲器的取指令信號為 PSEN 。在此系統(tǒng)中有 1P 、 3P 口可作為 /0I 口使用。當(dāng) 8031 在訪問外部程序存儲器時， 2P 口輸出高 8 位場地址， 0P 口分時傳送低 8 位地址和指令字節(jié)。 系統(tǒng)的擴展 在以 8031 單片機為核心的控制系統(tǒng)中必須擴展程序存貯器，用以存放控制程序。 （ 1） 程序存貯器的擴展 根據(jù)程序存貯器擴展的原理，以 EPROM2764A 和鎖存器 74LS373 為例對 8031單片機進(jìn)行程序存貯器的擴展。如果只擴展一片程序存貯器 EPROM，故可將片選端 CE 直接接地。同時， 8031 運行所需的程序指令來自 2764A，要把其 EA端接地，否則， 8031 將不會運行。 CPU 對內(nèi)部的 RAM 具有豐富的的 操作指令。在這種情況下，可利用 MCS51 的擴展功能，擴展外部數(shù)據(jù)存貯器。正因為如此，數(shù)據(jù)存貯器與程序存貯器可完全重疊，均為 0000HFFFFH，但數(shù)據(jù)存貯器與 I/O 口與外圍設(shè)備是統(tǒng)一遍址的，即任何擴展的 I/O 口以及外圍設(shè)備均占用數(shù)據(jù)存貯