數(shù)控車床系統(tǒng)xyz工作臺與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué) 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 1 頁 共 26 頁1 引言 引言制造業(yè)是國名經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，先進(jìn)制造技術(shù)是振興傳統(tǒng)制造業(yè)的技術(shù)支撐和發(fā)展趨勢，是直接創(chuàng)造是社會財(cái)富的主要手段，誰先掌握先進(jìn)制造技術(shù)，誰就能夠占領(lǐng)市場。數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率必不可少的物質(zhì)手段。他的廣泛使用給機(jī)械制造業(yè)方式，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和管理方式帶來深刻的變化

2、，他的關(guān)聯(lián)效益和輻射能力是難以估計(jì)的。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化,柔性化，集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無本之木。數(shù)控技術(shù)是國際和商業(yè)貿(mào)易的重要夠成，工業(yè)發(fā)達(dá)國家把數(shù)控機(jī)床實(shí)為高技術(shù)附加值和高利潤的重要出口產(chǎn)品，世界貿(mào)易額逐年增加。而采用數(shù)控技術(shù)的典型產(chǎn)品---數(shù)控機(jī)床是機(jī)電工業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，是汽車，石化，電子等支柱產(chǎn)業(yè)及重要礦產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的最主要愛手段，也是世界第三次產(chǎn)業(yè)革命的一個(gè)重要內(nèi)容。因此，數(shù)控技術(shù)及數(shù)

3、控裝備是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)【1】 。我國數(shù)控技術(shù)起步于 1958 年,近 50 年的發(fā)展歷程大致可分為三個(gè)階段：第一階段從 1958 年到 1979 年,即封閉式發(fā)展階段。在此階段,由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的制,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國家的“六五” 、 “七五”期間以及“八五”的前期 ,即引進(jìn)技術(shù),消化吸收,初步建立起國產(chǎn)化體

4、系階段。在此階段,由于改革開放和國家的重視,以及研究開發(fā)環(huán)境和國際環(huán)境的改善,我國數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國產(chǎn)化方面都取得了長足的進(jìn)步。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間 ,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究,進(jìn)入市場競爭階段?？v觀我國數(shù)控技術(shù)近 50 年的發(fā)展歷程,特別是經(jīng)過 4 個(gè) 5 年計(jì)劃的攻關(guān) ,總體來看取得的成績還是不小，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向【1】 。我國是制造大國 ,在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中

5、要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移,所以,我們應(yīng)站在國家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題。首先從社會安全看,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè),制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平,而中北大學(xué) 2010 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 3 頁 共 26 頁Control,MNV）得到迅速發(fā)展。CNC 和 MNC 稱為軟接線（軟件）數(shù)控系統(tǒng)【2】.3 分析步驟 分析步驟3.1 數(shù)控裝置總體方案的確定 數(shù)控裝置總體方案的確定數(shù)控 X-Y 工作臺、數(shù)控鉆

6、床等設(shè)備實(shí)際上是 2 軸半的系統(tǒng)，即工作臺的兩個(gè)方向聯(lián)動、垂直于工作臺的刀具不必與工作臺聯(lián)動。在對一些 X－Y 工作臺的研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)目前的簡易數(shù)控控制系統(tǒng)基本上是基于普通單片機(jī)，顯示為 LED 數(shù)碼管的系統(tǒng)，操作很不方便而且通用性不強(qiáng)。為此，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了通用的 2軸半數(shù)控控制器。其基本思想是采用最新的微處理技術(shù)和集成電路技術(shù)，提高系統(tǒng)集成度，從而提高可靠性，降低成本，減小體積。它具有良好的人－機(jī)交互界面，滿足一般 2 軸半數(shù)控系統(tǒng)

7、的需要。對數(shù)控十字滑臺而言，主要是縱橫方向兩個(gè)坐標(biāo)的傳動，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，決定采用點(diǎn)位控制，用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)，這樣可以使控制系統(tǒng)簡單，成本低，調(diào)試維修容易，為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，此工作臺采用滾珠絲杠螺母副和滾珠滾動導(dǎo)軌，盡量消除齒側(cè)間隙【3】 。3.2 機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)機(jī)械部分，在關(guān)于工作臺在工作過程中的實(shí)際情況，在移動中工作臺沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動有精確的運(yùn)動，采用連續(xù)控制方式。為保證一定的傳動精