數(shù)控車床縱向進(jìn)給系統(tǒng)和橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計

1、1緒論1.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡史及國外發(fā)展現(xiàn)狀1949年美國帕森公司首先提出了機(jī)床數(shù)字控制的概念。1952年第一代數(shù)控系統(tǒng)——電子管數(shù)控系統(tǒng)的誕生。20世紀(jì)50年代末，完全由固定布線的晶休管元器件電路所組成的第二代數(shù)控系統(tǒng)——晶體管數(shù)控系統(tǒng)被研制成功，取代了昂貴的、易壞的、難以推廣的電子管控制裝置。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，1965年出現(xiàn)了第三代數(shù)控系統(tǒng)——集成電路數(shù)控系統(tǒng)。1970年，在美國芝加哥國際機(jī)床展覽會上，首次展出了第四代數(shù)控系統(tǒng)

2、——小型計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，然后，隨著微型計算機(jī)以其無法比擬的性能價格比滲透各個行業(yè)，1974年，第五代數(shù)控系統(tǒng)——微型計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了。應(yīng)用一個或多個計算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心組件的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)稱為計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)。綜上所述，由于微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也隨著不斷更新，發(fā)展非常迅速，幾乎5年左右時間就更新?lián)Q代一次[1]。數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)機(jī)械，是最典型的多品種、小批量、高科技含量的機(jī)電一體化產(chǎn)

3、品。歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品進(jìn)程，1990年日本機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)75％，美國達(dá)701％，德國達(dá)57％。目前世界數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量超過15萬臺，品種超過1500多種[2]。1.2我國數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1.2.1數(shù)控技術(shù)狀況目前，我國數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過渡的關(guān)鍵時期，也是由封閉型向開放型過渡的時期。我國數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于成熟，在重大關(guān)鍵技術(shù)(包括核心技術(shù))，已達(dá)到國際先進(jìn)水平。自“七五”

4、以來，國家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來支持，現(xiàn)已開發(fā)出具有中國版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，掌握了國外一直對我國封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)。例如，曾長期困擾我國、并受到西方國家封鎖的多坐標(biāo)聯(lián)動技術(shù)對我們已不再是難題，0.1當(dāng)量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿型系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進(jìn)給數(shù)控系m?統(tǒng)、實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)都已研制成功。尤其是基于PC機(jī)的開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，可實(shí)施多軸控制，具備聯(lián)網(wǎng)進(jìn)線等功能既可作為獨(dú)立產(chǎn)品，又是一代開放式的開發(fā)平法。數(shù)控機(jī)床

5、是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是典型的數(shù)控化設(shè)備，它一般由信息載體、計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)床四部分組成。1.信息載體信息載體又稱控制介質(zhì)，用于記錄數(shù)控機(jī)床上加工一個零件所必需的各種信息，以控制機(jī)床的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)零件的機(jī)械加工。常用的信息載體有穿孔帶等，通過相應(yīng)的輸入裝置將信息輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。數(shù)控機(jī)床也可采用操作面板上的按鈕和鍵盤將加工信息直接輸入，或通過竄行口將計算機(jī)上編寫的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)。

6、高級的數(shù)控系統(tǒng)可能還包含一套自動編程機(jī)或者CADCAM系統(tǒng)。2.計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，它的功能是接受載體送來的加工信息，經(jīng)計算和處理后去控制機(jī)床的動作。它由硬件和軟件組成。硬件除計算機(jī)外，其外圍設(shè)備主要包括光電閱讀機(jī)、CRT、鍵盤、面板、機(jī)床接口等。軟件由管理軟件和控制軟件組成。數(shù)控裝置控制機(jī)床的動作可概括為：機(jī)床主運(yùn)動、機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動、刀具的選擇和刀具的補(bǔ)償、其它輔助運(yùn)動等。3.伺服系統(tǒng)它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，

7、包括驅(qū)動機(jī)構(gòu)和機(jī)床移動部件它接受數(shù)控裝置發(fā)來的各種動作命令，驅(qū)動受控設(shè)備運(yùn)動。伺服電動機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)、電液馬達(dá)、直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)。4.機(jī)床它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分，是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但也做了很多改進(jìn)和提高，它的主要特點(diǎn)是：由于大多數(shù)數(shù)控機(jī)床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，因此數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化，傳動鏈較短；為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動態(tài)剛度、阻尼精度及