畢業(yè)論文終稿-雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì)（送全套CAD圖紙 答辯通過(guò)）

下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763摘要在現(xiàn)有的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)上再增加一個(gè)具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，將其安裝在原有的工作臺(tái)上，與原有的工作臺(tái)成為一個(gè)整體，成為一個(gè)多自由度的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，即雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)。再通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)（不屬于此題范疇），使該機(jī)床成為五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。這樣的雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)不僅可以沿X、Y、Z方向作平行移動(dòng)，在A、B兩軸能同時(shí)運(yùn)動(dòng)，且能隨時(shí)停止，在A軸上能夠在一定角度內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在B軸上可以做360度的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。不僅可以加工簡(jiǎn)單的直線、斜線、圓弧，還可適應(yīng)更復(fù)雜的曲面和球形零件的加工。關(guān)鍵詞數(shù)控，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，雙回轉(zhuǎn)，機(jī)床下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763ABSTRACTATCURRENTTHREESITTHEMARKCONNECTTHENUMBERTHATMOVETHEWORKONTHESTAGECONTROLSTHEMACHINEBEDINCREASESANUMBERFORHAVINGTWOREVOLVEFREEDEGREECONTROLSTHETURNOVERWORKSET,WILLITSGEARINGISINTHEORIGINALWORKONTHESTAGE,WITHORIGINALLYPOSSESSEDOFTHEWORKSETBECOMESATHEWHOLE,BECOMINGTHETURNOVERWORKSETOFAMANYFREEDEGREES,NAMELYTHEDOUBLETURNSROUNDTHENUMBERCONTROLSTHEWORKSETPASSAGAINTHEGRADECREEPDONOTBELONGTOTHISCATEGORYTHATLOGARITHMSCONTROLSYSTEM,MAKETHEMACHINESBEDBECOMEFIVESITTHEMARKCONNECTTHEDYNAMICNUMBERCONTROLSTHEMACHINEBEDSUCHATURNOVERNUMBERCONTROLSTHEWORKSETCANNOTONLYMAKETHEPARALLELAMBULATIONALONGTHEX,Y,THEDIRECTIONOFZ,CONTINUINGTOREVOLVEINA,BTWOSTALKSCANATTHESAMETIMEEXERCISE,ANDCANATANYTIMESTOP,ONTHEASTALKCANINTHECERTAINANGLE,CANNINGTHE360DEGREESOFREVOLVINGCONTINUOUSLYONTHEBSTALKCANNOTONLYPROCESSTHESIMPLESTRAIGHTLINE,OBLIQUELINE,ARC,CANBUTALSOADAPTTOTHEMORECOMPLICATEDCURVEDFACETOPROCESSESWITHTHESPHEROIDSPAREPARTSKEYWORDSTHENUMERICCONTROLS,TURNINGROUNDTHEWORKSET,FIVESITTHEMARKCONNECTTOMOVE,THEDOUBLETURNSROUND,MACHINEBED買(mǎi)文檔送全套圖紙扣扣414951605下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763目錄第1章緒論111本課題的研究范圍及應(yīng)解決的主要問(wèn)題112本課題的研究目的和現(xiàn)實(shí)意義113國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有數(shù)控發(fā)展?fàn)顩r214當(dāng)代數(shù)控發(fā)展的主要趨勢(shì)3141基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)已得到廣泛認(rèn)可，具有強(qiáng)大的生命力5142全數(shù)字化是未來(lái)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)6143多通道軟件體系結(jié)構(gòu)是適應(yīng)整合數(shù)控機(jī)床的不二選擇6144網(wǎng)絡(luò)化功能已從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理方向發(fā)展6145高速高精度控制是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的永恒主題8146智能化控制是提高數(shù)控加工效率的有效手段10147CAD/CAM與CNC的集成已成為擴(kuò)展數(shù)控系統(tǒng)功能的重要途徑1015數(shù)控機(jī)床的升級(jí)（五軸聯(lián)動(dòng)）11第2章電動(dòng)機(jī)的選擇與控制1221步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類12211步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)12212步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類1222步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇1423步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制14231步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制14232步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)位控制20233步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制22第3章工作臺(tái)方案的選定2431分度工作臺(tái)2432數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)25321開(kāi)環(huán)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)26322閉環(huán)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)2733雙螺距蝸桿傳動(dòng)27下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763第4章雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30第5章蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算3451蝸桿傳動(dòng)輸入?yún)?shù)3452接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算3453確定蝸輪蝸桿主要尺寸3654蝸桿的傳動(dòng)效率3755蝸桿蝸輪的精度等級(jí)的選擇3756蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算38第6章齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算3961齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)3962齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式3963材料及熱處理3964齒輪基本參數(shù)4065齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核4366齒根彎曲強(qiáng)度的校核44第7章控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4671單片機(jī)4672擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4773鍵盤(pán)及顯示電路的設(shè)計(jì)4874越界報(bào)警電路設(shè)計(jì)4875環(huán)形分配器的選用4976驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)4977電源電路設(shè)計(jì)5078程序設(shè)計(jì)52第8章誤差補(bǔ)償分析5981成型運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償概述6082基本運(yùn)動(dòng)形式的軟件補(bǔ)償62821直線運(yùn)動(dòng)的數(shù)控指令修正63822圓弧運(yùn)動(dòng)的數(shù)控指令修正63第9章進(jìn)給系統(tǒng)精度分析6591直線軌跡6892圓弧軌跡69下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763第10章結(jié)論71參考文獻(xiàn)72英文原文73中文譯文78致謝82下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763第1章緒論11本課題的研究范圍及應(yīng)解決的主要問(wèn)題隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷地改進(jìn)，這就要求機(jī)床設(shè)備具有較好的通用性和較大的靈活性，以適用生產(chǎn)對(duì)象頻繁變化的需要。特別是對(duì)于航天航空等部門(mén)中的加工批量不大、生產(chǎn)周期要求短、改型頻繁、形狀復(fù)雜、精度要求又很高的這類零件的加工，三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在這方面起了舉足輕重的作用。但是隨著高精尖技術(shù)要求的不斷提高，三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床已經(jīng)不能滿足要求。而五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)機(jī)床就能滿足這些要求。采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。在現(xiàn)有的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)上，增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（一臺(tái)帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)），在通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)改造（不屬于此設(shè)計(jì)范圍）使該機(jī)床成為五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床12本課題的研究目的和現(xiàn)實(shí)意義裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來(lái)發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。而5軸聯(lián)動(dòng)加工又是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重中之重，采用5軸聯(lián)動(dòng)對(duì)下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認(rèn)為，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益。但過(guò)去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展。在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國(guó)DMG公司展出DMUVOUTION系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。13國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有數(shù)控發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)分為3種型級(jí)，即經(jīng)濟(jì)型、普及型和高級(jí)型。這是根據(jù)我國(guó)當(dāng)前市場(chǎng)需求的實(shí)際情況，按技術(shù)應(yīng)用不同領(lǐng)域和復(fù)雜程度進(jìn)行的階段性標(biāo)準(zhǔn)來(lái)劃分的。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中，我們具有很大優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前每年數(shù)千臺(tái)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床和電加工機(jī)床的市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)是“一花獨(dú)秀”其中有10左右的是合資企業(yè)產(chǎn)品。在普及型數(shù)控系統(tǒng)的市場(chǎng)中，我們正在取得進(jìn)展。進(jìn)入90年代以來(lái)，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的各方面研究力量在集中優(yōu)勢(shì)、突破關(guān)鍵、以我為主、發(fā)展產(chǎn)業(yè)的原則基礎(chǔ)上，逐步形成了以航天數(shù)控集團(tuán)、機(jī)電集團(tuán)、華中數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控等以生產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)為主的國(guó)有企業(yè)，以及北京法那科、西門(mén)子數(shù)控南京有限公司等合資企業(yè)的基本力量。當(dāng)然，擁有我國(guó)自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)在市場(chǎng)開(kāi)拓上仍要盡更大的力量。技術(shù)狀況80年代以來(lái)，國(guó)家對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展十分重視，經(jīng)歷了“六五”、“七五”期間的消化吸收引進(jìn)技術(shù)，“八五”期間科技攻關(guān)開(kāi)發(fā)自主版權(quán)數(shù)控系統(tǒng)2個(gè)階段，已為數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化奠定了良好基礎(chǔ)，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步?！熬盼濉逼陂g數(shù)控機(jī)床發(fā)展已進(jìn)入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段。數(shù)控機(jī)床新開(kāi)發(fā)品種300個(gè)，已有一定的覆蓋面。新開(kāi)發(fā)的國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大部分達(dá)到國(guó)際80年代中期水平，部分達(dá)到90年代水平，為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)提供了一批高水平數(shù)控機(jī)床。在技術(shù)上也取得了突破，如下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763高速主軸制造技術(shù)12000R/MIN18000R/MIN、快速進(jìn)給60M/MIN、快速換刀15S、柔性制造、快速成形制造技術(shù)等為下一步國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展奠定的基礎(chǔ)。當(dāng)前，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開(kāi)發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，也是由封閉型系統(tǒng)向開(kāi)放型系統(tǒng)過(guò)渡的時(shí)期。從生產(chǎn)規(guī)模上看，已有像航天數(shù)控集團(tuán)、華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司、北京機(jī)床研究所等可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化基地。我國(guó)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)上包括核心技術(shù)，已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。目前，已新開(kāi)發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80種。自“七五”以來(lái)，國(guó)家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來(lái)支持，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出具有中國(guó)版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，掌握了國(guó)外一直對(duì)我國(guó)封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)。例如，曾長(zhǎng)期困擾我國(guó)、并受到西方國(guó)家封鎖的多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)技術(shù)對(duì)我們已不再是難題，01M當(dāng)量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿形系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)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(kāi)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(kāi)放式的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為機(jī)床廠及軟件開(kāi)發(fā)商二次開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。特別重要的是，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高，MPBF值可以在15000H以上。同時(shí)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品已能?chē)?guó)內(nèi)生產(chǎn)，自我配套率超過(guò)60。這些成果為中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的自行開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。14當(dāng)代數(shù)控發(fā)展的主要趨勢(shì)數(shù)控車(chē)床又稱數(shù)字控制（NUMBERCALCONTROL,簡(jiǎn)稱NC）機(jī)床。它是20世紀(jì)50年代初發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)控制機(jī)床，而數(shù)控車(chē)床是其中的一類實(shí)用性很強(qiáng)的機(jī)床形式。數(shù)控車(chē)床是基于數(shù)字控制的。數(shù)控機(jī)床，就是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床。是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號(hào)碼，或其他符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。此種程序控制系統(tǒng)，即數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動(dòng)閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字值，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。數(shù)控機(jī)床的組成主機(jī)，CNC,驅(qū)動(dòng)裝置，數(shù)控機(jī)床的輔助裝置，編程機(jī)及其他一些附屬設(shè)備。1）主機(jī)主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體，是用于完成各種切削加工的機(jī)械部分。根據(jù)不同的零件加工要求，有車(chē)床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、重型機(jī)床、電加工機(jī)床及其它類型。與普通機(jī)床不同的是，數(shù)控機(jī)床的主機(jī)結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)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下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763動(dòng)系統(tǒng)，因此，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)地自動(dòng)化加工，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾珠絲杠副，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌等。2）CNC裝置這是數(shù)控機(jī)床的核心。用于實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置都具有下面一些功能。21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問(wèn)題。目前許多國(guó)家對(duì)開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國(guó)的NGCTHENEXTGENERATIONWORKSTATION/MACHINECONTROL、歐共體的OSACAOPENSYSTEMARCHITECTUREFORCONTROLWITHINAUTOMATIONSYSTEMS、日本的OSECOPENSYSTEMENVIRONMENTFORCONTROLLER，中國(guó)的ONCOPENNUMERICALCONTROLSYSTEM等。數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國(guó)內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（MAZAK）公司展出的“CYBERPRODUCTIONCENTER”（智能生產(chǎn)控制中心，簡(jiǎn)稱CPC）；日本大隈下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763（OKUMA）機(jī)床公司展出“ITPLAZA”（信息技術(shù)廣場(chǎng)，簡(jiǎn)稱IT廣場(chǎng)）；德國(guó)西門(mén)子SIEMENS公司展出的OPENMANUFACTURINGENVIRONMENT（開(kāi)放制造環(huán)境，簡(jiǎn)稱OME）等，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)作為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的關(guān)鍵基礎(chǔ)單元，其功能的強(qiáng)弱和性能的好壞決定著上述制造模式的成敗。為適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革。在體系結(jié)構(gòu)方面，數(shù)控系統(tǒng)已基本上實(shí)現(xiàn)由專用型封閉式結(jié)構(gòu)模式向通用型開(kāi)放式結(jié)構(gòu)模式的轉(zhuǎn)型，并向基于PC的全數(shù)字化體系結(jié)構(gòu)發(fā)展；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)可方便地與CAD/CAM集成為一體，數(shù)控機(jī)床的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，使得車(chē)間網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控、維護(hù)與管理變成了現(xiàn)實(shí)；在數(shù)控系統(tǒng)的高速、高精、高效控制方面，也采取了很多措施，如高速下的平滑控制算法、提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力、提高反饋和控制環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分辨率等，獲得了不錯(cuò)的效果；在智能化控制方面，通過(guò)采樣加工過(guò)程中影響產(chǎn)品加工質(zhì)量的外部變量，實(shí)現(xiàn)了加工參數(shù)的自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償，有效提高了CNC的工作效率。本文結(jié)合近兩年來(lái)作者所在國(guó)家數(shù)控系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心和武漢華中數(shù)控股份有限公司參觀漢諾威EMO2005和芝加哥IMTS2006的觀感，以及我們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)數(shù)控技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)的關(guān)注，對(duì)上述數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨向作一探討。數(shù)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)向基于PC的全數(shù)字化開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。141基于PC的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)已得到廣泛認(rèn)可，具有強(qiáng)大的生命力從兩次機(jī)床展上可以看到，著名廠商的高檔數(shù)控系統(tǒng)都以基于PC的開(kāi)放數(shù)控系統(tǒng)為主流SINUMERIK840DISL是基于PC的數(shù)控系統(tǒng)，其軟件系統(tǒng)MMC人機(jī)通信軟件系統(tǒng)、NC數(shù)字控制軟件系統(tǒng)、PLC可編程邏輯控制軟件系統(tǒng)和通信及驅(qū)動(dòng)接口軟件中的MMC軟件系統(tǒng)采用WINDOWSNT或XP操作系統(tǒng)。機(jī)床制造商可以按照自己的特殊操作方式和理念，利用WINDOWS技術(shù)改變?nèi)藱C(jī)界面HMI。其開(kāi)放式系統(tǒng)理念的一個(gè)重要特點(diǎn)是，可以在數(shù)控核心部分，使用標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具對(duì)用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和功能宏進(jìn)行調(diào)整FANUC16I/18I/21I/30I系列是具有網(wǎng)絡(luò)功能的超小型、超薄型高檔CNC系統(tǒng)，其硬件結(jié)構(gòu)采用CNC內(nèi)建PC型式，NC卡完成高實(shí)時(shí)性要求的數(shù)控運(yùn)算和PLC控制功能，PC完成操作界面、編程、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)等相對(duì)弱實(shí)時(shí)性要求功能。操作系統(tǒng)采用WINDOWS2000/XP或WINDOWSCE。備有C語(yǔ)言執(zhí)行程序、嵌入式宏執(zhí)行程序等各類功能。CNC系統(tǒng)與主下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763計(jì)算機(jī)的連接接口采用高速串行總線HSSB。FANUC300I/310I/320I系列采用WINDOWSCE作為操作系統(tǒng)，并提供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)供用戶二次開(kāi)發(fā)HEIDENHAIN公司推出的最新一代TNC控制器ITNC530采用全新的微處理器結(jié)構(gòu)，具有非常強(qiáng)大的計(jì)算能力，可控制12軸，控制器本身包含主機(jī)單元和控制單元兩個(gè)部分。主機(jī)單元采用INTEL處理器以及AGP圖形顯示卡，并帶有各類數(shù)據(jù)通信接口ETHERNET/RS232/RS422/USB等，是典型的基于PC的系統(tǒng)FAGOR公司最高檔數(shù)控系統(tǒng)CNC8070是CNC技術(shù)與PC技術(shù)的結(jié)晶，是與PC兼容的數(shù)控系統(tǒng)，采用PENTIUMCPU，可運(yùn)行WINDOWS和MSDOS，可控制16軸3電子手輪2主軸，可運(yùn)行VISUALBASIC，VISUALC，程序段處理時(shí)間1MS，PLC可達(dá)1024輸入點(diǎn)/1024輸出點(diǎn)，執(zhí)行時(shí)間1MS/1K指令，具有以太網(wǎng)、CAN、SERCOS通訊接口，可選用10V模擬量接口能在基于PC的體系結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)出世界頂級(jí)數(shù)控系統(tǒng)，說(shuō)明基于PC結(jié)構(gòu)的開(kāi)放數(shù)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的生命力。142全數(shù)字化是未來(lái)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)全數(shù)字化不僅包括數(shù)控單元到伺服接口以及伺服系統(tǒng)內(nèi)部是數(shù)字的，而且還應(yīng)該包括測(cè)量單元的數(shù)字化。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線、編碼器到伺服的數(shù)字化接口、驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)部三環(huán)位置環(huán)、速度環(huán)及電流環(huán)數(shù)字化，是數(shù)控系統(tǒng)全數(shù)字化的重要標(biāo)志。1編碼器到伺服的接口數(shù)字化也必將獲得發(fā)展編碼器到伺服驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化接口雖然只在HEIDENHAIN的系統(tǒng)中得以實(shí)現(xiàn)，但作為數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)的必要構(gòu)成環(huán)節(jié)，未來(lái)將獲得更多發(fā)展。2驅(qū)動(dòng)單元三環(huán)全數(shù)字化是全數(shù)字化的重要內(nèi)容三環(huán)位置環(huán)/速度環(huán)/電流環(huán)數(shù)字化是全數(shù)字化的重要內(nèi)容。HEIDENHAINITNC530控制單元最新的設(shè)計(jì)中集成了控制系統(tǒng)所有伺服控制回路位置環(huán)/速度環(huán)/電流環(huán)，所有伺服計(jì)算都在DSP數(shù)字信號(hào)處理器中完成。測(cè)量組件的反饋均集成在控制單元上，包含位置反饋和速度反饋。143多通道軟件體系結(jié)構(gòu)是適應(yīng)整合數(shù)控機(jī)床的不二選擇針對(duì)制造業(yè)對(duì)整合數(shù)控機(jī)床即融合工業(yè)機(jī)器人、影像處理系統(tǒng)和精密物料搬運(yùn)各項(xiàng)功能的機(jī)械，不僅能完成通常的加工功能，而且還具備自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)上下料、自動(dòng)換刀、自動(dòng)誤差補(bǔ)償、自動(dòng)診斷和聯(lián)網(wǎng)等功能的巿場(chǎng)需求，各著名數(shù)控系統(tǒng)廠紛紛將多軸包括多主軸多通道控制、軸同下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763步控制、軸疊加控制、軸混合控制、信道協(xié)同等功能列為新的研究點(diǎn)。同步控制可以令不同通道的運(yùn)動(dòng)軸按照某種時(shí)序關(guān)系或某種條件達(dá)到同步，混合控制可讓一個(gè)軸的混合命令在各通道之間進(jìn)行交換，閥加控制能把一個(gè)軸的移動(dòng)命令疊加到屬于另一通道的另一個(gè)軸上去如FANUC30I系統(tǒng)，具有10通道，八根主軸，可控進(jìn)給軸數(shù)達(dá)32根，可聯(lián)動(dòng)控制進(jìn)給軸數(shù)達(dá)24個(gè)，能同時(shí)運(yùn)行十個(gè)獨(dú)立的數(shù)控加工程序，具有軸同步、混合、疊加控制等功能?；诖讼到y(tǒng)，F(xiàn)ANUC公司推出了四個(gè)搬運(yùn)機(jī)器人、一套天車(chē)輸送線、外加兩部六腿切削加工機(jī)器人的整合加工系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)作協(xié)調(diào)、有序，銜接順暢，體現(xiàn)了典型的多通道數(shù)控系統(tǒng)的特徵144網(wǎng)絡(luò)化功能已從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理方向發(fā)展1以太網(wǎng)接口已成為數(shù)控系統(tǒng)與外部計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)通訊的主要選擇，零件程序等數(shù)據(jù)文件的快速網(wǎng)絡(luò)傳輸已成為數(shù)控系統(tǒng)的基本功能著名系統(tǒng)廠的數(shù)控系統(tǒng)均具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，并將以太網(wǎng)接口作為數(shù)控系統(tǒng)的基本配置或選擇配置，實(shí)現(xiàn)與外部計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通訊。SIEMENS840D采用SINDNC軟件模塊可將SINUMERIK系統(tǒng)快速、簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)地添加到標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，并與WINDOWSPC和UNIX工作站之間建立穩(wěn)定的連接，還可以使用標(biāo)準(zhǔn)CF卡進(jìn)行程序與數(shù)據(jù)的傳輸。集成的以太網(wǎng)功能保證了數(shù)控系統(tǒng)文檔與計(jì)算機(jī)之間的快速傳輸，其滿量程的傳輸速率是標(biāo)準(zhǔn)串行口的100倍FANUC16I/18I/21I/30I系列CNC系統(tǒng)與企業(yè)主計(jì)算機(jī)之間的接口協(xié)議采用DNC1或DNC2。DNC1是FANUC自行開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)CNC與主計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)信息的一種通訊協(xié)議及通訊指令庫(kù)，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可連16臺(tái)CNC機(jī)床。DNC2功能與DNC1基本相同，但通訊協(xié)議不同，用的是歐洲常用的LSV2協(xié)議，一臺(tái)計(jì)算機(jī)可連8臺(tái)CNC機(jī)床，通訊速率最快為19KB/秒。此外，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)還提供了兩種以太網(wǎng)口PCMCIA卡和內(nèi)埋的以太網(wǎng)板。PCMCIA局域網(wǎng)卡可臨時(shí)插入顯示裝置側(cè)的插槽，用于連接PC機(jī)，傳送數(shù)據(jù)，調(diào)整機(jī)床參數(shù)或作一些維護(hù)，用完后即可拔下；高速以太網(wǎng)板100MBPS是裝在CNC系統(tǒng)內(nèi)部的，因此可長(zhǎng)期與主機(jī)連結(jié)，用于傳輸零件程序和檢查機(jī)床工作狀態(tài)HEIDENHAINITNC530所配備的“高速以太網(wǎng)”通訊接口能以100MBIT/S的速率傳輸程序數(shù)據(jù)。REXROTH公司的數(shù)控系統(tǒng)在各個(gè)層面上采用通用通訊機(jī)制外部計(jì)算下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763機(jī)級(jí)，基于工業(yè)PC的開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，提供了簡(jiǎn)單有效的外圍計(jì)算機(jī)通訊方法，如以太網(wǎng)TCP/IP，OPC以及COM/DCOM的WINDOWS訪問(wèn)機(jī)制；HMI級(jí)基于WINDOWSXP或WINDOWSCENET等操作系統(tǒng)，使用如MICROSOFTNETWORK等標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；I/O級(jí)使用諸如PROFIBUSDP或DEVICENET等世界通用標(biāo)準(zhǔn)，連接傳感器等I/O設(shè)備；驅(qū)動(dòng)級(jí)使用諸如SERCOS等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接口，以獲得高的動(dòng)態(tài)特性和精度。2加工過(guò)程的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控允許對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)使系統(tǒng)廠和用戶雙雙受益,數(shù)控系統(tǒng)有了網(wǎng)絡(luò)功能后，可方便實(shí)現(xiàn)其網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、維護(hù)與管理。SIEMENS基于INTERNET的“EPS”電子產(chǎn)品服務(wù)軟件方案，可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)SINUMERIK810D/840D/840DI控制系統(tǒng)，通過(guò)其CMCONDITIONMONITORING狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在線連續(xù)監(jiān)控?cái)?shù)控系統(tǒng)的軸狀態(tài)、PLC狀態(tài)等，并評(píng)估機(jī)床狀況、分析相關(guān)的機(jī)床參數(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷、維修服務(wù)，防止早期故障引起的意外停機(jī)，減少檢修停工期，增強(qiáng)可靠性，提升機(jī)床有效性，提高生產(chǎn)率，降低維護(hù)費(fèi)用。FANUC系統(tǒng)通過(guò)高速以太網(wǎng)板，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床側(cè)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)的集中監(jiān)控；通過(guò)工廠網(wǎng)絡(luò)，CNC可同時(shí)連接到機(jī)床和辦公室，這種連接允許對(duì)整個(gè)工廠進(jìn)行管理，以提高生產(chǎn)率；通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，在工廠外或家里，亦可遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)床工作狀態(tài)；使用機(jī)床遠(yuǎn)程診斷軟件包，機(jī)床制造商能方便地構(gòu)建遠(yuǎn)程機(jī)床維護(hù)系統(tǒng)，不用去現(xiàn)場(chǎng)即可檢查故障問(wèn)題產(chǎn)生的原因狀況,減少停機(jī)時(shí)間，機(jī)床制造商還可提高服務(wù)效率。FANUC通過(guò)運(yùn)行于PC上CIMPLICITYICELL軟件包，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)CNC的管理145高速高精度控制是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的永恒主題1高速、高精度已成為高檔數(shù)控機(jī)床的主要特征速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。高速、高精度數(shù)控機(jī)床是多品種、變批量加工環(huán)境下保持高效與柔性統(tǒng)一的必要工具。為此，國(guó)際知名數(shù)控機(jī)床和系統(tǒng)制造商從未停止對(duì)高速高精度控制的追求。在速度方面，目前數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)的加速度已提高到23G，快速移動(dòng)速度提高到150200M/MIN。在這些高速高精度數(shù)控機(jī)床中，有一部分是利用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，但隨著滾珠絲杠技術(shù)的發(fā)展，大導(dǎo)程高精度的滾珠絲杠也已大量應(yīng)用到高速高精度數(shù)控機(jī)床中，實(shí)現(xiàn)了加速度115G，快速移動(dòng)速度120150M/MIN。為了能夠優(yōu)化金屬切削的加工過(guò)程，現(xiàn)代化的下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763加工將越來(lái)越多地采用高性能切削HIGHPERFORMANCECUTTING。HPC技術(shù)不僅要求提高切削速度即提高主軸轉(zhuǎn)速，而且要求提高刀具的進(jìn)給速度。目前生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，不單在于刀具的切削速度低，也不單在于刀具的進(jìn)給速度低，而在于針對(duì)給定的材料和其它條件，如何將刀具切削速度和進(jìn)給速度有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)高性能切削HPC。除了從軟的方面得到高性能切削外，人們還從硬的方面追求高速切削HSC，如提高刀具的切削硬度，提高機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)速度，尤其是提高機(jī)床主軸在高速下的切削功率和旋轉(zhuǎn)扭矩，這些指標(biāo)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性也有著舉足輕重的影響，它可以使金屬切削加工更快、更好、更經(jīng)濟(jì)。在精度方面，精密數(shù)控機(jī)床的機(jī)械加工精度已從道級(jí)001MM提升到微米級(jí)0001MM。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工精度可穩(wěn)定達(dá)005M左右，形狀精度可達(dá)001M左右。數(shù)控機(jī)床的高速、高精要求，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的高速高精控制算法、高速高精動(dòng)態(tài)特性控制技術(shù)等提出了更高的要求。2數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度控制的主要措施各著名數(shù)控系統(tǒng)廠商對(duì)高速高精性能的追求始終是堅(jiān)持不懈的，根據(jù)自身特點(diǎn)，各自采取了提高高速高精性能的各種措施FANUC公司FANUC公司一直走在數(shù)控技術(shù)的前沿，并不斷提出新的概念來(lái)引導(dǎo)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，除納米插補(bǔ)，納米CNC系統(tǒng)等概念外，在高速高精方面又推出了以下較新的技術(shù)HRV高響應(yīng)矢量4控制技術(shù)HRV4繼承并發(fā)展了HRV3的優(yōu)點(diǎn)，是納米數(shù)控系統(tǒng)高速高精伺服控制，并可減少電機(jī)發(fā)熱。其特點(diǎn)為在任何時(shí)刻，均采用納米層次的位置指令；超高速伺服控制處理器；AI高分辨率的脈沖編碼器16MILLION/REV；防止機(jī)械振顫的HRV濾波器MTCMACHINETIPCONTROL為了控制機(jī)床在加工點(diǎn)處的振顫，F(xiàn)ANUC研究了機(jī)床頂部控制MTC和加速率傳感單元用于檢測(cè)加工點(diǎn)處的加速率。采用MTC后可明顯減小機(jī)床振顫。反向間隙加速功能由于存在反向間隙，在高速加工時(shí)會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)滯后，引起象限尖峰，并影響加工精度。采用反向間隙加速功能后將顯著改善象限尖峰，提高加工精度MPCMACHININGPOINTCONTROL加工點(diǎn)控制采用MPC功能，可在加工點(diǎn)處抑止振顫，獲得更高的加工精度下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763SIEMENS公司西門(mén)子公司對(duì)高速高精度位置控制的本質(zhì)有著精辟的理解通過(guò)避免機(jī)床振顫來(lái)優(yōu)化工件表面的加工質(zhì)量；通過(guò)增加對(duì)加加速度控制能力，提高機(jī)床動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力；通過(guò)增加加速度提高加工速度等。HEIDENHAIN公司號(hào)稱在歐洲數(shù)控系統(tǒng)銷售第一的HEIDENHAIN公司，由于多年來(lái)從事精密模具加工，對(duì)加工速度及精度的提升有著深刻、獨(dú)到的見(jiàn)解。HEIDENHAIN公司研究了不同分辨率的碼盤(pán)對(duì)扭矩脈動(dòng)的影響，并提出了使用高分辨率的編碼器有利于減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響。另外，HEIDENHAIN還對(duì)機(jī)床運(yùn)行時(shí)間和絲杠溫升變形規(guī)律進(jìn)行研究。綜上所述，各數(shù)控系統(tǒng)廠商對(duì)高速高精度控制的理解基本上是相同的，而且對(duì)動(dòng)態(tài)精度的提高非常重視，所采取的主要措施體現(xiàn)在以下方面1高速下的平滑控制通過(guò)對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、加速度、加加速度的優(yōu)化，減少機(jī)床振顫，使加工更加平穩(wěn),獲得更高的加工表面質(zhì)量。如HEIDENHAIN采用高分辨率的反饋器件減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，F(xiàn)ANUC利用MPC技術(shù)減少機(jī)床振顫2提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力不僅是高速加工的前提，也是保證精度的有利措施。如FANUC采用HRV4，反向間隙加速等方式減少因響應(yīng)滯后帶來(lái)的誤差3提高數(shù)據(jù)分辨率以納米級(jí)的分辨率參與到各個(gè)環(huán)節(jié)，如FANUC系統(tǒng)的納米插補(bǔ)技術(shù)。146智能化控制是提高數(shù)控加工效率的有效手段由于數(shù)控加工過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，為實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，數(shù)控機(jī)床應(yīng)能根據(jù)切削條件的變化，基于多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化、智能決策，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過(guò)程能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率在芝加哥IMTS2006上，加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)YUSUFALTINTAS教授展示的切削參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，采用現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)檢測(cè)機(jī)床的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，并結(jié)合CAD/CAM技術(shù)，經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算，合理地將刀具參數(shù)、下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763機(jī)床參數(shù)以及被加工材料性能參數(shù)結(jié)合起來(lái)，得到刀具軌跡和運(yùn)行參數(shù)，極大地提高了切削加工的效率和刀具的使用壽命。據(jù)介紹北美幾大飛機(jī)制造企業(yè)和汽車(chē)企業(yè)應(yīng)用了他的智能切削系統(tǒng)后，平均切削效率提高了8倍，平均刀具壽命提高了20倍147CAD/CAM與CNC的集成已成為擴(kuò)展數(shù)控系統(tǒng)功能的重要途徑國(guó)際主流數(shù)控系統(tǒng)廠商在研制最新數(shù)控系統(tǒng)的同時(shí)，都非常注重對(duì)CAD/CAM/CNC集成技術(shù)的開(kāi)發(fā)，并明確的將圖形化、集成式的編程系統(tǒng)作為擴(kuò)展數(shù)控系統(tǒng)功能、提高數(shù)控系統(tǒng)人機(jī)交互方式友好性的重要途徑。SIEMENS的SHOPTURN、SHOPMILL車(chē)間級(jí)集成式編程系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC公司的集成式編程系統(tǒng)，HEIDENHAIN公司的對(duì)話框式集成編程系統(tǒng)等，都已成為各公司歷次展會(huì)宣傳的重點(diǎn)總之,高檔數(shù)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石，是保證國(guó)防工業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略物資，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家至今仍限制向中國(guó)出口。目前，國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化速度已經(jīng)嚴(yán)重制約了自主高端數(shù)字化裝備的研制，在航空航天、船舶、發(fā)電設(shè)備、軌道交通等所需的大型專用數(shù)控機(jī)床及工藝裝備基本依賴進(jìn)口，已嚴(yán)重威脅到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防安全，加快高檔數(shù)控系統(tǒng)的研究與產(chǎn)業(yè)化迫在眉睫。15數(shù)控機(jī)床的升級(jí)（五軸聯(lián)動(dòng)）我國(guó)現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床主要以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床為主，只適應(yīng)于形狀簡(jiǎn)單的直線，斜線等類零件加工，對(duì)于那種復(fù)雜的型面卻只能用手動(dòng)加工，這對(duì)于產(chǎn)品多樣化和產(chǎn)品更新可以及效率高的年代已經(jīng)不再適應(yīng)。為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展，必須對(duì)現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行升級(jí)。在我國(guó)，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的升級(jí)主要是對(duì)機(jī)床的性能和功能方面的增加。在現(xiàn)有的3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)上增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)（一臺(tái)帶有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)），再通過(guò)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的升級(jí)改造使該機(jī)床成為五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床。設(shè)原鏜床旋轉(zhuǎn)刀具的軸線為Z軸，水平方向平行于工作臺(tái)裝夾面的方向?yàn)閄軸，并且與Z軸垂直，確定了X,Z軸正方向后，可以根據(jù)右手螺旋定則確定Y軸的方向。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸A與X軸平行，B與新工作臺(tái)垂直，他們的原點(diǎn)都在Y軸上（如下圖）其中B軸是隨A軸的旋轉(zhuǎn)而隨時(shí)變化。下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763該數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)不僅可以沿X、Y、Z方向做平行移動(dòng)，還可以沿A、B方向旋轉(zhuǎn)進(jìn)給或者分度運(yùn)動(dòng)，升級(jí)后的數(shù)控機(jī)床，它的新工作臺(tái)可以和原來(lái)的工作臺(tái)作為一個(gè)整體，既可以做3坐標(biāo)的直線運(yùn)動(dòng)，還可以做繞3坐標(biāo)中的兩個(gè)做旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或分度，因此該機(jī)床的適應(yīng)范圍很廣，不僅適合于簡(jiǎn)單的直線，斜線，圓弧加工外還能適應(yīng)那些更復(fù)雜的曲面以及球面零件的加工。如沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司開(kāi)發(fā)的五軸車(chē)銑中心。刀庫(kù)容量16，數(shù)控系統(tǒng)SIEMENS840D，可控X、Y、Z、B、C五個(gè)軸，具有車(chē)削中心加銑削中心的特點(diǎn)。上海重型機(jī)床廠開(kāi)發(fā)的雙主軸倒順式立式車(chē)削中心，第一主軸正置，第二主軸倒置。主軸具有C軸功能，采用12工位動(dòng)力刀架，具有自動(dòng)上下料裝置和全封閉等多道防護(hù)裝置，可一次上料完成零件的正反面加工，包括車(chē)削、鏜孔、鉆孔、攻絲等多道工序。適用于大批量輪轂、盤(pán)類零件加工。第2章電動(dòng)機(jī)的選擇與控制本設(shè)計(jì)中選擇式步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)。因?yàn)楸倦姍C(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)是在控制系統(tǒng)控制下作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，采用開(kāi)環(huán)控制。1轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直接數(shù)字控制；2有定位轉(zhuǎn)矩；3可構(gòu)成廉價(jià)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。21步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類211步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。其輸入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，既每當(dāng)電動(dòng)機(jī)的繞組接受下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)與頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量，頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序，電動(dòng)機(jī)即可獲得所需的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有以下主要特點(diǎn)）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓的波動(dòng)，電流的大小與波形的變化，溫度等）的影響，只要在他們的大小未引起步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生“丟失”現(xiàn)象之前，就不會(huì)影響其正常工作；）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定的步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累計(jì)誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)之后，其累計(jì)誤差就會(huì)變?yōu)椤傲恪?，因此不?huì)長(zhǎng)期積累；）控制性能好，在啟動(dòng)，停止，反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟失”。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化，并可靠的獲得較高的位置精度。212步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類很多,有旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),也有直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從勵(lì)磁相數(shù)來(lái)分有三相,四相,五相,六相等步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就常用的旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),可將其分為一下三種）可變磁阻VRVARIABLERELUCTANCE型該類電動(dòng)機(jī)由定子繞組產(chǎn)生的反應(yīng)電磁力吸引用軟磁鋼制成的齒形轉(zhuǎn)子作步進(jìn)驅(qū)動(dòng),故又稱作反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其結(jié)構(gòu)原理為其定子與轉(zhuǎn)子由鐵心構(gòu)成,沒(méi)有永久磁鐵,定子上嵌有線圈,轉(zhuǎn)子朝定子與轉(zhuǎn)子之間磁阻最小方向轉(zhuǎn)動(dòng),并由此而得名可變磁阻型這類電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,轉(zhuǎn)子直徑小，有利于高速下的響應(yīng)由于VR型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的鐵心無(wú)極性,故不需要改變電流極性,為此多為單極性勵(lì)磁該類電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子均不含永久磁鐵,故無(wú)勵(lì)磁時(shí)沒(méi)有保持力另外,需要將氣隙做得盡可能小,例如幾個(gè)微米這種電動(dòng)機(jī)具有制造成本高,效率低,轉(zhuǎn)子的阻尼差,噪聲大等缺點(diǎn)）永磁PMPERMANENTMAGNER型下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763PM型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵,定子采用軟磁鋼制成,繞組輪流通電,建立的磁場(chǎng)與永久磁鐵的恒定磁場(chǎng)相互吸引與排斥產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,這種電動(dòng)機(jī)采用了永久磁鐵,即使定子繞組斷電也能保持一定轉(zhuǎn)矩,故具有記憶能力,可用作定位驅(qū)動(dòng)PM型電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是勵(lì)磁功率小,效率高,造價(jià)便宜,但由于轉(zhuǎn)子磁鐵的磁化間距受到限制,難于制造,故步距角較大）混合HBHYBRID型這種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上嵌有永久磁鐵,故可以說(shuō)是永磁型步進(jìn)電動(dòng)機(jī),但從定子和轉(zhuǎn)子的導(dǎo)磁體來(lái)看,又和可變磁組型相似,所以是永磁型和可變磁組型相結(jié)合的一種形式,故稱為混合型步進(jìn)電動(dòng)機(jī),它不僅具有VR型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步矩角小,響應(yīng)頻率高的優(yōu)點(diǎn),而且還具有PM型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁功率小,效率高的優(yōu)點(diǎn)它的定子與VR型沒(méi)有多大的差別,只是在相數(shù)和繞組接線方面有其特殊的地方,例如,VR型一般都作成集中繞組的形式,每極上放有一套繞組,相對(duì)的兩極為一相,而HB型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子繞組大多數(shù)為四相,而且每極同時(shí)繞兩相繞組或采用橋式電路繞一相繞組,按正反脈沖供電這種類型的電動(dòng)機(jī)由轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)和定子的副凸極數(shù)決定步距角的大小,可制造出步距角較小的電動(dòng)機(jī)永久磁鐵也可磁化軸向的兩極,可使用軸向各向異性磁鐵制成高效電動(dòng)機(jī)22步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)選用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)性能數(shù)據(jù)如下型號(hào)75BF001相數(shù)3步距角15/O（）電壓24V相電流3A最大轉(zhuǎn)靜矩0392（NM）空載起動(dòng)頻率1750步/S電感19MH電阻062分配方式三相六拍下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763外形尺寸75X536轉(zhuǎn)子動(dòng)慣量12745210KGM重量11（KG）23步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制231步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度實(shí)際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出CP脈沖的頻率或者是換相的周期,系統(tǒng)可用兩種辦法來(lái)確定CP脈沖的周期,一種是延時(shí),一種是定時(shí)器A延時(shí)方法這種方法是在每次換相后,調(diào)用一個(gè)延時(shí)子程序,待延時(shí)結(jié)束后再次執(zhí)行換相子程序,延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間與換相子程序所用的時(shí)間的和就是CP脈沖的周期例如SVLCALLCW正轉(zhuǎn)一步LCALLOS調(diào)用延時(shí)子程序SJMPSV返回繼續(xù)B定時(shí)器方法8031芯片內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器,都是可編程的利用定時(shí)器的定時(shí)功能就可以產(chǎn)生任意周期的定時(shí)信號(hào),從而可以方便地控制系統(tǒng)輸出CP脈沖周期我們將電動(dòng)機(jī)的換相子程序放在定時(shí)器中斷服務(wù)程序中則定時(shí)器中斷一次電動(dòng)機(jī)就換相一次,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度控制,在本設(shè)計(jì)中,電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率是沒(méi)秒2500步2500PPS,則周期為400S計(jì)算裝載初值166602401TT初值XFE70H由于從定時(shí)器申請(qǐng)中斷到系統(tǒng)響應(yīng)中斷,再到中斷服務(wù)程序中對(duì)定時(shí)器進(jìn)行裝載,都需要花費(fèi)一定的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間形成附加延時(shí),為實(shí)現(xiàn)精確定時(shí),應(yīng)將這個(gè)時(shí)間計(jì)算在內(nèi)。下面的程序定時(shí)器需要7個(gè)機(jī)器周期,因此先把FE7OH加上7后得FE77H作為裝載值先存在中間單元R6,R7中,R6存77HR7存FEH。程序如下SPDMOVR6，77HMOVR7，F(xiàn)EH下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763LCALLCWCLRTR0MOVA，TL0ADDA，R6MOVTL0，AMOVA，TH0ADDA，R7MOVTH0，ASETBTR0RET1系統(tǒng)在反復(fù)執(zhí)行這個(gè)中斷程序時(shí)，所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的時(shí)鐘脈沖就是恒定的頻率。而且與設(shè)定值之間不存在誤差。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制程序框圖如圖21所示N開(kāi)始初始化程序調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序有鍵按下下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763Y圖21步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制程序框圖程序如下（所列出的程序均通過(guò)編譯）ORG0000HAJMPMAINORG000BHLJMPSPDORG001BHLJMPDISBUFFORG0040HMAINMOVSP，60HMOVTMOD，O1HMOVTCON，01HMOVRO,8MOVSCON,00HMOVTL1,00HMOVTH1,00H鍵值判別程序結(jié)束步進(jìn)電動(dòng)機(jī)速度控制數(shù)據(jù)寫(xiě)入顯緩調(diào)用顯示子程序每秒顯示一次下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763SETBTR1PROLCALLKEY1LCALLKPSJMPPR0SPDMOVR6,1FHMOVR7,0FCHLCALLCWLCALLDISBUFFLCALLDISPCLRTR0MOVA,TL0ADDA,R6MOVTL0,AMOVA,TH0ADDA,R7MOVTH0,ASETBTR0RET1KEY1ACALLKSY1JNZLK1AJMPKEY1LK1ACALLTRMSACALLKS1JNZLK2AJMPKEY1LK2MOVR2,0FEHMOVR4,00HLK4MOVDPTR,7FFCHMOVA,R2MOVXDPTR,A下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763下載論文就送你全套CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763INCDPTRINCDPTRMOVXA,DPTRJBACC0,LONEMOVA,00HAJMPLKP