三坐标立式数控铣床.ppt

三坐标立式数控铣床 张卫 机自094 指导教师 靳晓署 所设计的三坐标数控铣床，三个坐标方向的移动均由步进电机带动，主轴电机采用交流电机，所有电机均由单片机进行控制。设计主要对数控铣床的机构进行设计，了解单片机的工作原理，主要有以下几个方面：X、Y,Z工作台的传动机构设计，主要是滚珠丝杠的运用；机床整体结构的设计，了解优缺点，充分考虑主要矛盾，择优选取；单片机控制系统的设计，进一步熟悉其应用。 三轴联动示意 数控铣床的产生及发展 1、数控机床的产生原因：社会生产的发展（军备竞赛的产物）。 背景：1947年，美国为了精确制作直升机叶片的样板； 1949年，美国空军后勤司令部为了在短时间内制造出经常变更设计的火箭零件 2、数控机床的产生的目的：解决单件、中小批量精密复杂零件的加工问题。 3、1952年，美国PARSONS公司与麻省理工学院伺服机构研究所协作，研制成功世界上第一台数控三坐标镗铣床。 4、1958年，由清华大学和北京机床研究所研制了我国第一代电子管101数控机床。 5、数控系统发展的两个阶段与六代历史： 1) 硬件联接数控（NC系统）：电子管、晶体管、集成电路 2）软件联接数控（CNC系统）：小型计算机、微处理器、CNC 国外的其他数控铣床 在国际，德国、美国、日本等几个国家基本掌握了中高档数控系统。国外的主要数控系统制造商有西门子（Siemens)、FANUC、三菱电机（Mitsubishi Electri)、海德汉（HEIDENHAIN)、博世力士乐（Bosch Rexroth）、日本大隈等。 德国西门子 FANUC 国产数控与国外产品的差距 1、市场占有率逐年下降 2、产品水平、加工技术存在差距 3、生产企业规模偏小 4、可靠性差、交货期长 5、成套性差，伺服、主轴不配套 6、名牌效应差，用户信心不足 立式数控铣床的实物组成部分 1、数控系统(核心部件) （1）组成： 操作系统、主控制系统、PLC、各类I/O接口。 （2）控制对象 机械量：位置、角度、速度等 物理量：温度、压力、流量 （3）控制方式 数据运算处理控制：插补运算 时序逻辑控制：各种辅助动作 操作面板 2、伺服系统1）地位：数控系统与机床本体的电传动联系环节。 2）组成：伺服电动机（执行元件）、驱动控制系统（动力源）、位置检测反馈装置（监督元件）。 3）脉冲当量δ：对于每个脉冲信号机床工作台移动的位移，也称机床的分辨率。 伺服单元与驱动装置 3、主传动系统 1）作用：在机床切削加工时传递转矩，产生主切削力，是形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动 。 2）类型：齿轮有级变速、电气无级调速。 3）组成（较高档）：主轴驱动控制系统、主轴电动机、主轴机械传动机构。 4、强电控制柜 ATC刀具自动交换机构 APC工件自动交换机构 工件夹紧放松机构 回转工作台 5、辅助装置 液压控制系统 润滑装置 切削液装置 排屑装置 过载与限位保护等 6.机床本体 数控加工原理 数控机床的分类 数控机床优点 具有广泛的适应性-高柔性 加工精度高、质量稳定 生产效率高 减轻劳动强度，改善生产条件 能实现复杂零件的加工 有利于现代化生产管理 数控机床的缺点 单位加工成本较高； 只适宜于多品种小批量或中批量生产（占机械加工总量70%~80%，合理生产批量为10～100件之间）； 加工中的调整相对复杂； 维修难度大。 课题研究部分 数控铣床总体结构设计 主传动系统设计 进给传动系统设计 数控铣床导轨设计 回转工作台 辅助装置设计 设计主要参数及基本思想 题目：三坐标立式数控铣床 技术要求 （1）Z轴的