手動(dòng)式雙軸精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)30頁(yè) 12000字?jǐn)?shù)+論文說(shuō)明書+3張CAD圖紙【詳情如下】DSC00888.JPGDSC00890.JPG回轉(zhuǎn)工作臺(tái)電氣原理圖.dwg回轉(zhuǎn)工作臺(tái)系統(tǒng)框圖.dwg回轉(zhuǎn)工作臺(tái)裝配圖.dwg外文翻譯-擁有大型盤銑刀具的能夠促進(jìn)回轉(zhuǎn)體加工生產(chǎn)率的深槽銑床.doc手動(dòng)式雙軸精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)論文.doc精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì)目  錄前言1第一章：精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用31.1  精密回轉(zhuǎn)工作的原理31.2  設(shè)計(jì)準(zhǔn)則41.3  主要技術(shù)參數(shù)41.4  本章小結(jié)4第二章：精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.1  傳動(dòng)方案的確定52.2  齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)62.3  蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸92.4  直流伺服電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算112.5  軸承的選用122.6  加緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算132.7  本章小結(jié)14第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)163.1  CPU板163.2  驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)173.3  傳感器和人機(jī)界面173.4  本章小結(jié)17第四章  控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)184.1 總體方案184.2 鍵盤掃描的程序184.3 數(shù)碼管顯示程序194.4 智能化新一代PCNC精密系統(tǒng)19第五章  精密技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)205.1 性能發(fā)展方向205.2 功能發(fā)展方向205.3 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展215.4 智能化新一代PCNC精密系統(tǒng)21第六章  總結(jié)22參考文獻(xiàn)22前言這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。通過機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，可樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的知識(shí)，使之系統(tǒng)化、綜合化。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的技能，提高解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，從而擴(kuò)大、深化所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和技能。培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實(shí)踐能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。使學(xué)生學(xué)會(huì)初步掌握解決工程技術(shù)問題的正確指導(dǎo)思想、方法手段，樹立做事嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要是解決精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。目前精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床和加工中心上，它的總的發(fā)展趨勢(shì)是：   1在規(guī)格上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺(tái)；   2在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力；3在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的精密轉(zhuǎn)臺(tái)。 精密轉(zhuǎn)臺(tái)的市場(chǎng)分析：隨著我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，加工中心將會(huì)越來(lái)越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備精密轉(zhuǎn)臺(tái)的加工中心將會(huì)達(dá)到每年600臺(tái)左右。預(yù)計(jì)未來(lái)5年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長(zhǎng)率，特別是那些國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā)展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均1520左右的穩(wěn)定增長(zhǎng)。第一章 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用     精密機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱為精密機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，從而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了精密機(jī)床加工范圍。 1.1  精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)    精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)主要用于精密鏜床和銑床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。1-電機(jī)；2-小齒輪；3-偏心套；4-大齒輪；5-柱銷；6、7、8、11-軸承蓋、套筒；9-蝸桿；10-蝸輪；12、13-加緊瓦；14-油缸；15-活塞；16-彈簧；17-鋼球；18-光柵；如圖所示為閉環(huán)精密轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖，該精密轉(zhuǎn)臺(tái)用直流伺服電機(jī)1通過減速齒輪2和4帶動(dòng)蝸桿9，通過蝸輪10使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)。為了盡量消除反向間隙和傳動(dòng)間隙，通過調(diào)整偏心環(huán)3來(lái)消除齒輪2和4嚙合側(cè)隙。齒輪4與蝸桿9是靠楔形拉緊圓柱銷5（A第五章:精密技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)5.1性能發(fā)展方向(1)高速高精高效化速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由   于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè) 元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。   (2)柔性化包含兩方面：精密系統(tǒng)本身的柔性，精密系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。   (3)工藝復(fù)合性和多軸化以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。精密機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。精密技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。   (4)實(shí)時(shí)智能化早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在精密技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在精密系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使精密系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。5.2功能發(fā)展方向(1)用戶界面圖形化用戶界面是精密系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2)科學(xué)計(jì)算可視化科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在精密技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。    (3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?nbsp;   (4)內(nèi)裝高性能PLC精密系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。    (5)多媒體技術(shù)應(yīng)用多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在精密技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。5.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高精密系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。    (2)模塊化硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)精密系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的精密系統(tǒng)。    (3)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。    (4)通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的精密系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的精密系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(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，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。5.4智能化新一代PCNC精密系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC精密系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC精密系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。第六章  總結(jié)一個(gè)多月的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，由于我的知識(shí)有限，使得這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)在很多地方有欠缺，不過在這個(gè)過程中我依然是獲益匪淺的。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)期間的一個(gè)很有必要的環(huán)節(jié)，使我加深了對(duì)于理論知識(shí)的理解，并且對(duì)前幾次的實(shí)習(xí)有了更深刻的理解。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中主要包括兩方面，一方面：精密機(jī)床傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)；另一方面：精密機(jī)床電氣部分的設(shè)計(jì)。通過這次課設(shè)使我對(duì)減速器又加深認(rèn)識(shí)，主傳動(dòng)部分就是靠減速器實(shí)現(xiàn)的，一些標(biāo)準(zhǔn)件的用法有了更深的了解，軸承、軸承端蓋、鍵、螺釘、螺母電器部分做的不是很好，單片機(jī)沒學(xué)過，只能靠近期了解的知識(shí)解決，再加上老師和同學(xué)的幫助，電器部分算是完成了，從這次課設(shè)中了解到自己電器方面的知識(shí)很弱，我會(huì)利用時(shí)間加強(qiáng)這方面的知識(shí)的學(xué)習(xí)。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我鍛煉了獨(dú)立思考解決問題的能力，并且將入學(xué)以來(lái)所學(xué)的東西有了一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用，我相信這是除畢業(yè)設(shè)計(jì)之外的最大一次的運(yùn)用專業(yè)知識(shí)來(lái)解決問題，相信為以后的畢設(shè)，尤其是工作打下很好的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 任嘉卉.公差與配合手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 19902 張孝恩. 加工中心交換工作臺(tái)定位機(jī)構(gòu)的改進(jìn)J.制造技術(shù)與機(jī)床2005.7:1173 張孝恩. 保證加工中心交換工作臺(tái)定位精度的方法J.機(jī)械制造  2005.5:63 4 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M.南京：東南大學(xué)出版社.2000.19-26 英文翻譯 第 1 頁(yè) 擁有大型盤銑刀具的能夠促進(jìn)回轉(zhuǎn)體加工生產(chǎn)率的深槽銑床 大型高強(qiáng)度 工中心（橋型加工中心） 1、 背景介紹 謝您購(gòu)買 工中心，機(jī)器是今年裝配的，首先，您是否能夠解釋一下背景資料來(lái)導(dǎo)入購(gòu)買 理由？ 2000 年 7 月， 子建立了一項(xiàng)共同的商業(yè)冒險(xiǎn)，這三家公司在日本電機(jī)公司同意在小型發(fā)電機(jī)制造方面的協(xié)作。 的任務(wù)是在合理的花費(fèi)和規(guī)定的方式下，為用戶提供高質(zhì)量高產(chǎn)量的產(chǎn)品。為此， 結(jié)合三家 公司強(qiáng)勁的技術(shù)力量、知識(shí)與人力資源。 不得不升級(jí)自身的生產(chǎn)設(shè)備，因?yàn)楣疽驯贿x擇為 氣動(dòng)力產(chǎn)品的合作伙伴，電力總公司的主要輔助公司。 是否意味著最新裝配的 床只是現(xiàn)有機(jī)床的附加？我的意思是，這種機(jī)床用來(lái)填補(bǔ)某種需要，不是嗎？ 國(guó)安裝的動(dòng)力生產(chǎn)設(shè)備，在最近幾年已經(jīng)變的不足，面對(duì)這樣的情況，許多種行動(dòng)已經(jīng)被執(zhí)行，包括放寬動(dòng)力市場(chǎng)的自由度，在這樣的情況下，對(duì)發(fā)電機(jī)的需求就立即產(chǎn)生了。作為一家發(fā)電機(jī)制造商， 圖去滿足這種需求，但是這需要提高公司生產(chǎn)設(shè)備， 這就是我們加入的理由。 電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)是我們?cè)谛械念I(lǐng)域，但我們對(duì)需求增長(zhǎng)的估計(jì)使得我們明確，我們必須為新的生產(chǎn)設(shè)備建立一個(gè)公司去加強(qiáng)我們回轉(zhuǎn)體加工的能力。 這是我們希望通過新的生產(chǎn)設(shè)備獲得的兩個(gè)主要指標(biāo)。 （ 1） 第一個(gè)目標(biāo)是減少人力，機(jī)器，時(shí)間要求（增加 60%生產(chǎn)力）。這要求我們提高加工條件并確定生產(chǎn)技術(shù)； （ 2） 第二個(gè)目標(biāo)是縮短加工引導(dǎo)時(shí)間（時(shí)間減半），這需要我們精簡(jiǎn)加工過程并且排除工件在機(jī)器間移動(dòng)的需求。 為獲得這些目標(biāo)，我們?yōu)樾碌纳a(chǎn)設(shè)備制定了三項(xiàng)要求： 1）盡量減少傳送時(shí)間來(lái)滿足不斷增加的需求， 2）一種有大 切削量的機(jī)床來(lái)提高生產(chǎn)率，這要求我們必須要保證高度的剛性和可靠性， 英文翻譯 第 2 頁(yè) 3） 提高自動(dòng)化定位特性去提高時(shí)間和原料搬運(yùn)率。 2什么是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 進(jìn)入新機(jī)床細(xì)節(jié)描述之前，你是否能夠解釋一下“發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子”，什么樣的工件將被在這個(gè)新機(jī)器上進(jìn)行加工。 電機(jī)有多種型號(hào)，如水輪發(fā)電機(jī)與窩輪發(fā)電機(jī)。例如，我們使用的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是由我們 燃機(jī)的輸出功率為 20種發(fā)電機(jī)系統(tǒng)受到高度的關(guān)注，不僅因?yàn)槠胀繕?biāo)的備份電機(jī)系統(tǒng)，也因?yàn)榫o急情況內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)。它 們應(yīng)用于世界許多地區(qū)，包括各種日本建筑甚至南極極度寒冷地區(qū)的中間站。 為生產(chǎn)這些產(chǎn)品，我們的工廠需要 2 臺(tái) 100 噸的起重機(jī)，大型的機(jī)床包括 10 米和 7 米的車床，一間干凈的房間用來(lái)制造轉(zhuǎn)子電扇。 已經(jīng)親自到了工廠，它已被配備了各種型號(hào)的機(jī)床，我真切的被工廠制造的高精度與高質(zhì)量的大型電動(dòng)機(jī)零件所震撼。我也有幸見到了許多發(fā)電機(jī)的制造過程?！熬Τ渑妗笔俏覅⒂^了工廠后，在我腦海中產(chǎn)生的詞。 謝，現(xiàn)在，讓我解釋回轉(zhuǎn)軸，這個(gè)在我們新的機(jī)床上制造的工件，以有兩極的、空氣冷卻的渦電動(dòng)機(jī)為例。不同于 我提過的后備型 /經(jīng)濟(jì)型的電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)是由在 廠用風(fēng)力或天然氣驅(qū)動(dòng)而制造出的大型電動(dòng)機(jī)組成的。這種電動(dòng)機(jī)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)或動(dòng)力電動(dòng)機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)設(shè)備功率要 75000 千瓦安或更少。 這種電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力產(chǎn)生部分由定子，轉(zhuǎn)子和螺旋軸承構(gòu)成，這種回轉(zhuǎn)體是由磁鐵芯、軸承和風(fēng)扇所組成的。 這個(gè)我們希望在新機(jī)床上制造的部件是鐵磁芯和軸承，為使事情簡(jiǎn)單易懂，讓我們叫它“回轉(zhuǎn)軸”。 明白了，那么你們是怎樣制造回轉(zhuǎn)軸的呢？ 轉(zhuǎn)軸是由一種被鍛造出的優(yōu)質(zhì)磁性低合金切割而成。主要的制造步驟如下 ： 1）車削， 2)磨槽、鉆磨， 3）磨軸承， 4）孔配合， 5）完成車 3、五面加工系統(tǒng)的應(yīng)用 么，最新安裝的 目的是用來(lái)對(duì)回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行磨槽、鉆削和精磨了。 英文翻譯 第 3 頁(yè) 我們聽說(shuō)許多制造者利用專門的機(jī)器完成回轉(zhuǎn)體的深度磨槽。那么，為什么你們要選擇我們的五面加工系統(tǒng)呢？ 果我們只是為了回轉(zhuǎn)體銑槽，我們可以使用水平機(jī)床或者是基于車床的在托架上裝置平面切削的平面機(jī)器。無(wú)論如何，一臺(tái)平面機(jī)器，不能夠達(dá)到我們高的加工效率，并且我們認(rèn)為這種形式的機(jī)器不能滿足我們?cè)谕庥^上的要求。這就是原因。 這個(gè)回轉(zhuǎn)軸 總共有 42 個(gè)叫做螺旋槽的深槽，最深的有每旋 105 米，深槽銑削是加工過程中最消耗時(shí)間的操作，我們常用三次成型的槽加工技術(shù)， 運(yùn)用面切削刀具進(jìn)行平面銑削。 因此我們決定使用德國(guó)生產(chǎn)的能夠穿過和完成深槽加工，一次成型的面切削工具。運(yùn)用這種切削工具，我們就需要一種有足夠強(qiáng)度的，能夠承受深度切削的專用機(jī)床。 提到的深度切削，那種面切削工具能夠提供多大的切削力呢？ 據(jù)刀具制造者計(jì)算大約有 20 千牛，這樣的切削力能夠切削直徑為 700毫米的工件為了將走刀次數(shù)由 3 次減到 1 次，這需要提高機(jī)床 3 倍的 排屑力，這種排屑力是現(xiàn)有傳統(tǒng)機(jī)床切削條件下切削力的 3 倍。 另外，深槽銑削并不是我們希望獲得的唯一目標(biāo)，減少引導(dǎo)時(shí)間是我們的另一考慮。銑削回轉(zhuǎn)軸包括許多獨(dú)立的加工，如深槽、鑰匙槽和導(dǎo)向槽等，因此，每一個(gè)工件不得不在機(jī)器間傳來(lái)傳去，這正是制造過程中的障礙。 明白了，這就是為什么你們決定使用我們五面加工系統(tǒng)的只需一次停車的機(jī)床來(lái)加工你們的工件。 極了，就像它的名字描述的那樣，五面加工系統(tǒng)能夠在一次啟動(dòng)后，完成工件的五面加工。通過運(yùn)用附件，它也能夠完成一些特有的加工操作，如在單一的機(jī)床 上加工斜面槽而不需要更換啟動(dòng)。我們決定針對(duì)這種優(yōu)勢(shì)。 4、有效的開發(fā) 行面切割 此，這就是你們?yōu)楹芜x擇 定選擇 ，你們對(duì)我們有什么樣的期待呢？ 是我們第一次與 作，但是我們聽說(shuō) 一家非常引人注目的五面英文翻譯 第 4 頁(yè) 加工機(jī)床的制造者，運(yùn)用引人注目的方法，例如使用高硬度的鋼材建造主要零件。這是對(duì)于生產(chǎn)我們的工件的機(jī)床應(yīng)具有的最重要的特征。我們決定使用 如下 3個(gè)原因： （ 1）一份作為五面加工系統(tǒng)制造者的證明資料（不同自動(dòng)定位特征和可靠性） （ 2）加工時(shí) ，制造高硬度機(jī)床的能力 （ 3）合作意愿 通過測(cè)試加工，例如對(duì)用戶生產(chǎn)技術(shù)問題的解決方案不必多說(shuō)，無(wú)論如何，最重要的是按時(shí)傳遞。 的，現(xiàn)在，讓我簡(jiǎn)潔的描述這臺(tái)最新開發(fā)的機(jī)器并總結(jié)它的特性。我們選擇 寬工作臺(tái)的 為機(jī)器本體，去滿足你們之前提過的加工需求，我們?cè)黾又鬏S的硬度和盤銑的附加功能（ 4 倍強(qiáng)度的型號(hào)）。在自動(dòng)化主軸連桿系統(tǒng)中，那個(gè)為了增加機(jī)器的硬度最主要的組成部分，我們使用了兩倍于標(biāo)準(zhǔn)夾具強(qiáng)度的夾具機(jī)構(gòu)。我們做了改進(jìn)去排除噪音，特別是在深度加工的時(shí)候，減少機(jī)構(gòu)的變形而獲 得切削力，并且使偏差值在默認(rèn)值的 0/+米之內(nèi)。在為工件回轉(zhuǎn)系統(tǒng)開發(fā)新的夾具裝置時(shí)，我們提供幾年積累的設(shè)計(jì)大型機(jī)床的知識(shí)去緊固工件，不引起加工震動(dòng)和工件變形。 我們來(lái)咨詢我們想要的機(jī)床類型時(shí)，我們已經(jīng)召開了許多技術(shù)性的會(huì)議，在那個(gè)過程中，我們一起工作討論并遵守每一個(gè)提及的細(xì)節(jié)去開發(fā)我們所需要的機(jī)床。這對(duì)我們是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，我們學(xué)習(xí)到合作的重性，例如運(yùn)用活動(dòng)部件進(jìn)行加工方法的證明，與機(jī)床制造者尋找解決我們生產(chǎn)技術(shù)的問題，與制造者保持協(xié)作關(guān)系的重要性。 5、新加工系統(tǒng)的益處 終，我要詢問一下新加工系統(tǒng)的效果。加工是否符合你們的期望？ 機(jī)器的裝配在今年二月份完成后，我們持續(xù)的完成回轉(zhuǎn)軸的加工，結(jié)果，我們?cè)谏a(chǎn)率上的組織目標(biāo)，引導(dǎo)時(shí)間的減少與要求被大大的滿足。作為對(duì)事實(shí)的坦承，我非常滿意這樣的結(jié)果。 們未來(lái)的打算是什么呢？ 很難預(yù)言，但從實(shí)際看來(lái)，我們?yōu)檫@次計(jì)劃所選擇的機(jī)器對(duì)加工效率的提高大有作用。不僅是回轉(zhuǎn)軸的加工，也有其他大型工件的加工，我將重新認(rèn)識(shí)五面英文翻譯 第 5 頁(yè) 加工系統(tǒng)的作用。 日本的市場(chǎng)條件在將來(lái)的幾年中將會(huì)有一些增長(zhǎng)，海外市場(chǎng)也將更有競(jìng) 爭(zhēng)力，特別是亞洲國(guó)家市場(chǎng)的增長(zhǎng)。我認(rèn)為我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)在設(shè)備的集成與產(chǎn)品的技術(shù)上發(fā)揮我們的作用去提高生產(chǎn)率，就像我們?cè)?品上所做的，目標(biāo)是要繼續(xù)做勝者。 常感謝您花費(fèi)了時(shí)間。 生，在您有價(jià)值的建議的幫助和我們?cè)趨f(xié)作工程中收集到的成果，我們將繼續(xù)提高我們的產(chǎn)品和技術(shù)，去贏得更多的用戶包括 。 再次的感謝。 英文翻譯 第 6 頁(yè) a 1. NKs of to of 000, a o., on a of M&G is to in a To of of to as a E a NK in a to I is to a of t in in To of As a GE to it to (1) is to 文翻譯 第 7 頁(yè) 0 us to (2) is to by us to to to To we (1) is a to to (2) is a of to be to (3) is of to 2. s a of is to be on of as of at an 0 874 as as in of in To is 000a in Ive to it a 文翻譯 第 8 頁(yè) I of in I an to “is to me to be on a as an of by or 5000 or of of a a a is an of an To to s it a “ I do a A is of a in 1) (2) (3) (4)in 5) 3. of is to be of We of on If we of of we go a or a a 文翻譯 第 9 頁(yè) on a we t we of at is a 2 7mm 40mm of 05 m is in we to in a a So we to a a in a To we a to is to 0KN to s is to of 00 mm in t In to of to it is to by a of a as as In we to of of of of as to be a in I s to go of of s As a it 文翻譯 第 10 頁(yè) to of a in By an its to as on a We to 4. se s to go of is ve NK a of as to be We to go NK (1) a as a of (2) to a of 3) to in to to is me We a as To we of In is of in to we a is 英文翻譯 第 11 頁(yè) We to a +mm in a In of we in in to we of we in weve we of to a we an to me in of by in a to to of a 5. of Id to of of weve of As a in As a Im Its to in of we to be in of of I of a to be 文翻譯 第 12 頁(yè) in to of I we to of as we in in to to be a of we we to in to to M&G. - 1 - 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)設(shè)計(jì) 目 錄 前言 . 1 第一章：精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用 . 3 精密回轉(zhuǎn)工作的原理 . 3 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 . 4 主要技術(shù)參數(shù) . 4 本章小結(jié) . 4 第二章：精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 5 傳動(dòng)方案的確定 . 5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 6 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 . 9 直流 伺服電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 . 11 軸承的選用 . 12 加緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算 . 13 本章小結(jié) . 14 第三 章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) . 16 . 16 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) . 17 傳感器和人機(jī)界面 . 17 本章小結(jié) . 17 第四章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) . 18 體方案 . 18 盤掃描的程序 . 18 碼管顯示程序 . 19 能化新一代 . 19 第五章 精密技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) . 20 能發(fā)展方向 . 20 能發(fā)展方向 . 20 - 2 - 系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 . 21 能化新一代 . 21 第六章 總結(jié) . 22 參考文獻(xiàn) . 22 - 3 - 前言 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法。通過機(jī)電一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，可樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)由學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡。 使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)的知識(shí)，使之系統(tǒng)化、綜合化。 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、獨(dú)立思考和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的技能，提高解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，從而擴(kuò)大、深化所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和技能。 培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)算、 工程繪圖、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)處理、查閱文獻(xiàn)、外文資料的閱讀與翻譯、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文字表達(dá)等基本工作實(shí)踐能力，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。 使學(xué)生學(xué)會(huì)初步掌握解決工程技術(shù)問題的正確指導(dǎo)思想、方法手段，樹立做事嚴(yán)謹(jǐn)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、具有創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)主要是解決精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算部分，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。 目前精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已廣泛應(yīng)用于精密機(jī)床和加工中心上，它的總的發(fā)展 趨勢(shì)是： 1 在規(guī)格 上將向兩頭延伸，即開發(fā)小型和大型轉(zhuǎn)臺(tái)； 2 在性能上將研制以鋼為材料的蝸輪，大幅度提高工作臺(tái)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)臺(tái)的承載能力； 3 在形式上繼續(xù)研制兩軸聯(lián)動(dòng)和多軸并聯(lián)回轉(zhuǎn)的 精密 轉(zhuǎn)臺(tái)。 精密 轉(zhuǎn)臺(tái)的市場(chǎng)分析：隨著我 國(guó)制造業(yè) 的發(fā)展，加工中心將會(huì)越來(lái)越多地被要求配備第四軸或第五軸，以擴(kuò)大加工范圍。估計(jì)近幾年要求配備 精密 轉(zhuǎn)臺(tái)的加工中心將會(huì)達(dá)到每年 600臺(tái)左 右。 預(yù)計(jì)未來(lái) 5年，雖然某些行業(yè)由于產(chǎn)能過剩、受到宏觀調(diào)控的影響而繼續(xù)保持著較低的行業(yè)景氣度外，部分裝備制造業(yè)將有望保持較高的增長(zhǎng)率，特別是那些國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)振興和發(fā) 展的裝備子行業(yè)。作為裝備制造業(yè)的母機(jī)，普通加工機(jī)床將獲得年均15 20左右的穩(wěn)定增長(zhǎng)。 - 4 - 第一章 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的原理與應(yīng)用 精密 機(jī)床的圓周進(jìn)給由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成，稱為 精密 機(jī)床的第四軸：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可以與 X、 Y、 而加工出各種球、圓弧曲線等?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)精確的自動(dòng)分度，擴(kuò)大了 精密 機(jī)床加工范圍。 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 主要用于 精密 鏜床和銑床，其外形和通用工作臺(tái)幾乎一樣，但它的驅(qū)動(dòng)是伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式。它可以與其他伺服進(jìn)給軸聯(lián)動(dòng)。 1 23456、 7、 8、 11筒； 91012、 131415161718 如圖所示為閉環(huán)精密轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖，該精密轉(zhuǎn)臺(tái)用直流伺服電機(jī) 1 通過減速齒輪 2和 4帶動(dòng)蝸桿 9，通過蝸輪 10使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)。為了盡量消除反向間隙和傳動(dòng)間隙，通過調(diào)整偏心環(huán) 3來(lái)消除齒輪 2和 4嚙合側(cè)隙。齒輪 4與蝸桿 9是靠楔形拉緊圓柱銷 5（ A - 5 - 一 連接。這種連接方式能消除軸與套的配合間隙。工作臺(tái)的轉(zhuǎn)角位置用光柵18測(cè)量，測(cè)量結(jié)果發(fā)出反 饋信號(hào)與精密裝置發(fā)出的指令信號(hào)進(jìn)行比較，若有偏差經(jīng)放大后控制伺服電機(jī)朝消除偏差的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使工作臺(tái)精確定位，臺(tái)面的鎖緊用均布的 8個(gè)小油缸 14來(lái)完成，需要加緊時(shí)油缸上腔進(jìn)壓力油，活塞 15下移，通過鋼球 17，推開夾緊塊 12及 13，將蝸輪夾緊。當(dāng)工作臺(tái)需要回轉(zhuǎn)時(shí)，精密系統(tǒng)發(fā)出指令，夾緊液壓缸14上腔的油流回油箱，鋼球 17在彈簧 16的作用下向上抬起，夾緊塊 12 和 13松開蝸輪，這時(shí)蝸輪和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可按照控制系統(tǒng)的指令作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的導(dǎo)軌面由大型滾柱軸承支承，并由圓錐滾子軸承及圓錐孔雙列圓柱滾子軸承保持準(zhǔn)確 的回轉(zhuǎn)中心。工作臺(tái)支撐在鑲鋼滾柱導(dǎo)軌上，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)且耐磨。 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 我們的設(shè)計(jì)過程中，本著以下幾條設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 1）創(chuàng)造性的利用所需要的物理性能； 2）分析原理和性能； 3）判別功能載荷及其意義； 4）預(yù)測(cè)意外載荷； 5）創(chuàng)造有利的載荷條件； 6）提高合理的應(yīng)力分布和剛度； 7）重量要適宜； 8）應(yīng)用基本公式求相稱尺寸和最佳尺寸； 9）根據(jù)性能組合選擇材料； 10）零件與整體零件之間精度的進(jìn)行選擇； 11）功能設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)制造工藝和降低成本的要求。 主要技術(shù)參數(shù) （ 1）工作臺(tái)直徑： 400 （ 2） 工作臺(tái)水平回轉(zhuǎn) 0度精度 2”； （ 3）工作臺(tái)傾斜角度 0 分度精度 2” ； （ 4）臺(tái)面端跳 2 - 6 - （ 5）轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)帶微調(diào)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，快速 （ 6） 最大載荷： 300N （ 7） 重復(fù)定位精度 1” 本章小結(jié) 主要簡(jiǎn)單介紹畢業(yè)設(shè)計(jì)題目（精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)）和其發(fā)展概況，設(shè)計(jì)背景、工作原理、設(shè)計(jì)參數(shù)也作了進(jìn)一步的說(shuō)明。 - 7 - 第二章：精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 動(dòng)方案的確定 如圖，采用電 機(jī)帶減速動(dòng)齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)渦輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng) 原理 伺服電動(dòng)機(jī)（ 用作自動(dòng)控制裝置中執(zhí)行元件的微特電機(jī)。又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。 伺服電動(dòng)機(jī)分交、直流兩類。交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同。在定子上有兩個(gè)相空間位移 90電角度的勵(lì)磁繞組 用施加到 到控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械 特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格（要求分別小于 10 15和小于 15 25）等特點(diǎn)。直流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)相同。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n E 中 變 可控制直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但一般采用控制電樞電壓的方法。在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通恒定。 直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。 傳動(dòng)時(shí)應(yīng)滿足的要求 - 8 - 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)一般由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作臺(tái)組成，傳動(dòng)裝置在原動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并可實(shí)現(xiàn)分度運(yùn)動(dòng)。在本課題中，原動(dòng)機(jī)采用直流伺服電機(jī)，工作臺(tái)為 動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)和渦輪蝸桿傳動(dòng)組成。 合理的傳動(dòng)方案主要滿足以下要求： （ 1）機(jī)械的功能要求：應(yīng)滿足工作臺(tái)的功率、轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng)形式的要求。 （ 2）工作條件的要求：例如工作環(huán)境、場(chǎng)地、工作制度等。 （ 3）工作性能要求：保證工作可靠、傳動(dòng)效率高等。 （ 4）結(jié)構(gòu)工藝性要求；如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 尺寸緊湊、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)合理等。 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)方案為：直流伺服電機(jī) 齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 工作 該傳動(dòng)方案分析如下： 齒輪傳動(dòng)承受載能力較高 ，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)，傳遞 功率和圓周速度范圍很大，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊。 蝸桿傳動(dòng)有以下特點(diǎn)： 1傳動(dòng)比大 在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000以上。與其他傳動(dòng)形式相比，傳動(dòng)比相同時(shí)，機(jī)構(gòu)尺寸小，因而結(jié)構(gòu)緊湊。 2傳動(dòng)平穩(wěn) 蝸桿齒是連續(xù)的螺旋齒，與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。 3可以自鎖 當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于齒輪間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，若蝸桿為主動(dòng)件，機(jī)構(gòu)將自鎖。這種蝸桿傳動(dòng)常用于起重裝置中。 4效率低、制造成本較高 蝸桿傳動(dòng)是，齒面上具有較大的滑動(dòng)速度，摩擦磨損大，故效率約為 有自鎖的蝸桿傳動(dòng)效率僅為 了提高減摩擦性和耐磨性，蝸輪通常采用價(jià)格較貴的有色金屬制造。 由以上分析可得：將齒輪傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，蝸桿傳動(dòng)放在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)，傳動(dòng)方案較合理。 同時(shí)，對(duì)于精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它有兩種型式：開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)。 兩種型式各有特點(diǎn)： - 9 - 開環(huán)回 轉(zhuǎn)工作臺(tái) 開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開環(huán)直線進(jìn)給機(jī)構(gòu)一樣，都可以用步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和開環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)大致相同，其區(qū)別在于：閉環(huán)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量元件（圓光柵）。所測(cè)量的結(jié)果經(jīng)反饋與指令值進(jìn)行比較，按閉環(huán)原理進(jìn)行工作，使轉(zhuǎn)臺(tái)分度定位精度更高。 齒輪 的 設(shè)計(jì) 1、 選用傳動(dòng) 比： 先選為 2 1） 選用 直 齒圓 柱 齒輪傳動(dòng) ； 2）精密機(jī)床速度高，要求精度高，故 選 6級(jí) 精度； 3) 材料 選擇 ，小 齒輪 材料 選 35質(zhì) 后氮化 )，硬度 為 65 齒輪 材料18 碳后淬火 )硬度 為 60 4) 選 小 齒輪齒數(shù) 0，大 齒輪齒數(shù)為 40。 2、按 齒面 接觸 強(qiáng) 度 設(shè)計(jì) 2)()(1(1 (1)確定公 式內(nèi) 的各 計(jì) 算 數(shù) 值 1） 試選載 荷系 數(shù) 2) 計(jì) 算小 齒輪傳遞 的 轉(zhuǎn)矩 10000=） 選 取 齒寬 系 數(shù) ，小 齒輪做懸 臂布置， d = 4）材料的 彈 性影 響 系 數(shù) 5）按 齒面 硬度查的小 齒輪 的接觸疲 勞強(qiáng) 度極限 200 齒輪 的接觸疲勞強(qiáng) 度極限 00 6）接觸疲 勞壽命 系 數(shù) ,； 7） 計(jì) 算接觸疲 勞許 用 應(yīng) 力 取失效概率 為 1%,安全系 數(shù)為 S=1 H1=1200 H2=800(2)計(jì) 算 1）算小 齒輪 分度 圓 直 徑 入 H中 較 小的值 - 10 - 代入各 數(shù) 值的 2)()(1(1 =22） 計(jì) 算 圓 周速度 V V=10006011=s 3)計(jì) 算 齒寬 b b= d 22=)計(jì) 算 齒寬 與 齒 高之比模 數(shù) 高 h=） 計(jì) 算 載 荷系 數(shù) 根據(jù) V=s， 6級(jí) 精度，查的 動(dòng)載 系 數(shù) 直 齒輪 =查表的使用系數(shù) ； 用插值法查得 6級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐懸臂布置時(shí) =由=F =故載荷 系數(shù) K= =1 1 ）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑 d1=22)計(jì)算模數(shù) m m=11按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) - 11 - 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 M3 2 112 （ 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 查表得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 00齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 00 2） 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)。 S= F1=0 S N 00 F2=0 S N )計(jì)算載荷系數(shù) K K= =1 1 )查取齒形系數(shù) 查表的 )應(yīng)力校正系數(shù) ）計(jì)算大、小齒輪的 加以比較 1 11400 = 22= 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 m=3 1 0 8 0 比計(jì)算結(jié)果，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 輪模數(shù) m 大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) - 12 - 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=1，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 2出小齒輪齒數(shù) Z1=2 大齒輪齒數(shù) 2 2=44 4幾何尺寸計(jì)算 （ 1） 計(jì)算分度圓直徑 1 m=22 1=22mm 2 m=44 1=442)計(jì)算中心距 a=2 44222 21 3 2） 計(jì)算齒輪寬度 （ 3） b= d 22= 5 0 3 蝸桿傳動(dòng) 1選擇蝸桿傳動(dòng)類型 采用漸開線蝸桿 2選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)速度中等，蝸桿用 45 鋼，并淬火，硬度為 45 55輪用鑄錫磷青銅 屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度 進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距 a3 2)(2 (1)確定在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 ，取消率為 =2=- 13 - (2)確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) K =1,由表選取使用系數(shù) 于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù) K= 1 3)確定彈性影響系數(shù) 選用的是鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相配，故 60 (4)確定接觸系數(shù) 假設(shè)蝸桿分度圓直徑 傳動(dòng)中心距 a 的比值查圖得(5)確定許用接觸應(yīng)力 H 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度的蝸輪的基本許用應(yīng)力 H =268N=600 1 100 15000=108 壽命系數(shù) H= H =26800 （ 6）計(jì)算中心距 a3 2)2 0 0 0(6 0 0 0 =其中心距 a=80 i=102,故從表中去模數(shù) m=桿分度圓直徑時(shí)圖中可查的接觸系數(shù) =為 此以上計(jì)算可用。 4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 （ 1）蝸桿 - 14 - 軸向齒距 m=徑系數(shù) q=頂圓直徑 1 齒 根 圓 直 徑 m+c)=度圓導(dǎo)程角 r=蝸桿軸向齒厚 m=（ 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) 9;變位系數(shù) 驗(yàn)算傳動(dòng)比 i=43912 時(shí)傳動(dòng)比誤差為10 =是允許的。 蝸輪分度圓直徑 d2=39=123蝸輪喉圓直徑 23+2 +蝸輪齒根圓直徑 23蝸輪咽喉母圓半徑 5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 F= 221 當(dāng)量齒數(shù) o s 39c o s 2 33 據(jù) 螺旋角系數(shù) Y =1-140r=1-用彎曲應(yīng)力 F= F 的 F =56 壽命系數(shù) F=56 F= 0 驗(yàn)算效率 =（ )vr r 已知 r=v = - 15 - o 0060 1 4 o 0060 11 s 從表中用 插值法查的 v =,代入式中得 =用重算。 流伺服電機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 許多機(jī)械加工需要微量進(jìn)給。要實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給，步進(jìn)電機(jī)、直流伺服交流伺服電機(jī)都可作為驅(qū)動(dòng)元件。對(duì)于后兩者，必須使用精密的傳感器并構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)微量進(jìn)給。在閉環(huán)系統(tǒng)中，廣泛采用直流伺服電機(jī)作為執(zhí)行單元。這是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： 響應(yīng)特性高，響應(yīng)速度快 ; 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，啟動(dòng)、停 止方便； 高功率密度（體積小、重量輕）； 可實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)字控制； 停電制動(dòng)； 調(diào)速范圍較寬； 采用直流伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)單元，其機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，主要是變速齒輪副、渦輪蝸桿。通常步進(jìn)電機(jī)每加一個(gè)脈沖轉(zhuǎn)過一個(gè)脈沖當(dāng)量；但由于其脈沖當(dāng)量一般較大，如 精密系統(tǒng)中為了保證加工精度，廣泛采用直流伺服電機(jī)的閉環(huán)反饋控制。 1）選擇 直流伺服電機(jī) 的額定功率 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)等于或稍大于工作要求的轉(zhuǎn)矩。額定功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)器正常工作，或使馬達(dá)長(zhǎng)期過載、發(fā)熱大而過早損壞；額定功率過大，則馬達(dá)價(jià) 格高，并且由于效率和功率因素低而造成浪費(fèi)。 折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為： d a x則選擇電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)該大于 4 2）電機(jī)與工作臺(tái)的慣量匹配計(jì)算 回轉(zhuǎn)體的慣量： )(32 24 則各回轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 : - 16 - 27141 262 1039.4 25 蝸桿J 241001.5 蝸輪 20150 。工作臺(tái) 折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩為 222121 0 2 作臺(tái)蝸輪蝸桿電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量為 20018.0 3）定位加速時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算 )(602 取時(shí)間常數(shù) 00計(jì)算得到定位最大轉(zhuǎn)矩為 M=a x 綜上，選擇電機(jī)為法納克 5 承的選用 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一。它是依靠主要元件的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承摩擦力小，功率消耗少，啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。并且常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此使用滾動(dòng)軸承時(shí)，只要根據(jù)具體工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸。驗(yàn)算軸承的承載能力。以及與軸承的安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等有關(guān)的 “軸承裝置設(shè)計(jì) ”問題。 2. 5. 1 軸承的類型 - 17 - 考慮到軸各個(gè)方面的誤差會(huì)直接傳遞給加工工件時(shí)的加工誤差，因此選用調(diào)心性能比較好的圓錐滾子軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向 載荷，外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙。其機(jī)構(gòu)代碼為 3000，然后根據(jù)安裝尺寸和使用壽命選出軸承的型號(hào)為： 30208。 2. 5. 2 軸承的游隙及軸上零件的調(diào)配 軸承的游隙和欲緊時(shí)靠端蓋下的墊片來(lái)調(diào)整的，這樣比較方便。 2. 5. 3 滾動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，為使軸承便于互換和大量生產(chǎn)，軸承內(nèi)孔于軸的配合采用基孔制，即以軸承內(nèi)孔的尺寸為基準(zhǔn)；軸承外徑與外殼的配合采用基軸制，即以軸承的外徑尺寸為基準(zhǔn)。 動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 考慮到電動(dòng)刀架工作時(shí)轉(zhuǎn)速很高，并且是不間斷工作，溫度也很高。故 采用油潤(rùn)滑，轉(zhuǎn)速越高，應(yīng)采用粘度越低的潤(rùn)滑油；載荷越大，應(yīng)選用粘度越高的。 2. 5. 5 滾動(dòng)軸承的密封裝置 軸承的密封裝置是為了阻止灰塵，水，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承，并阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO(shè)置的。密封裝置可分為接觸式及非接觸式兩大類。此處，采用接觸式密封，唇形密封圈。 唇形密封圈靠彎折了的橡膠的彈性力和附加的環(huán)行螺旋彈簧的緊扣作用而套緊在軸上，以便起密封作用。唇形密封圈封唇的方向要緊密封的部位。即如果是為了油封，密封唇應(yīng)朝內(nèi)；如果主要是為了防止外物浸入，蜜蜂唇應(yīng)朝外。 緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算 采用液壓 缸作為工作臺(tái)的夾緊裝置， 液壓缸又稱為油缸，它是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能就是將液壓能轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)式 ，或擺動(dòng)式 機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 液壓具有很多優(yōu)點(diǎn)： 1、工作比較平穩(wěn)，反應(yīng)快，沖擊小，能高速啟動(dòng)； 2、液壓缸的的體積小、重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊，能輸出較大的力； 3、控制調(diào)節(jié)方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； 4、由于功率損失所產(chǎn)生的熱量可由流動(dòng)的油帶走，所以可避免在系統(tǒng)某些局部位置所產(chǎn)生的過度溫升，等等。 單個(gè)油缸的主要尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算： 1、活塞： - 18 - 鋼筒、活塞的材料為 45鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得抗拉強(qiáng)度為 600安全系數(shù)為 許用應(yīng)力為： 600/00塞直徑 28 2、缸筒直徑： 按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取液壓缸鋼筒內(nèi)徑 D=28 3、活塞行程： 確定活塞行程為： 7 4、活塞及桿重計(jì)算： G= /4 ( 228 29) 910 310 、彈簧選擇計(jì)算： 按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取彈簧截面直徑 簧中徑 效圈數(shù)為 4，單圈彈簧剛度為 整根彈簧的剛度 K= 6、夾緊力的計(jì)算： 彈簧預(yù)壓縮量為： S=G/K=定活塞的行程 彈簧力為： K(S+L)=(5+42N 查表得液壓缸的系統(tǒng)壓力 P=6率系數(shù) = 則液壓缸的夾緊力為： F=( /4（ 2D - 2d ） P - 230F=( /4 228 6 2302461N 其中，取夾緊塊蝸輪的摩擦系數(shù)為 則摩擦力為： - 19 - f= F=2461=工作臺(tái)采用八個(gè)液壓缸進(jìn)行加緊，八個(gè)液壓缸的總夾緊力： 總F =8=、制動(dòng)力矩的演算： M=初始條件確定回轉(zhuǎn)工作臺(tái)所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： 結(jié)構(gòu)知： L=204 M=204 310 =章小結(jié) 對(duì)精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的主要零件及傳動(dòng)系統(tǒng)的零件進(jìn)行設(shè)計(jì) 選型 零件校核，按照機(jī)械設(shè)計(jì)一書進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成機(jī)械部分。 - 20 - 第三章、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 精密回轉(zhuǎn)工作臺(tái)控制系統(tǒng)硬件主要包括 動(dòng)驅(qū)動(dòng)、傳感器、人機(jī)交互界面。 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意幾點(diǎn)：電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、響應(yīng)性能好、造價(jià)低、可維護(hù)性、人機(jī)交互界面可操作性比較好。 選擇 隨著微電子技術(shù)水平的不斷提高，單片微型計(jì)算機(jī)有了飛躍的發(fā)展。單片機(jī)的型號(hào)很多，而目前市場(chǎng)上 應(yīng)用 目前應(yīng)用最廣的 8位單片機(jī) 89格低廉，而性能優(yōu)良，功能強(qiáng)大。 在一些復(fù)雜的系統(tǒng)中就不得不考慮使用 16 位單片機(jī)， 列單片機(jī)廣泛應(yīng)用于伺服系統(tǒng)，變頻調(diào)速等各類要求實(shí)時(shí)處理的控制系統(tǒng)，它具有較強(qiáng)的運(yùn)算和擴(kuò)展能力。但是定位合理的單片機(jī)可以節(jié)約資源，獲得較高的性價(jià)比。 從要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來(lái)看，選用較老的 8051單片機(jī)需要拓展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，無(wú)疑提高了設(shè)計(jì)價(jià)格，而選用高性能的 16 位 顯得過于浪費(fèi)。生產(chǎn)基于 51 為內(nèi)核的單片機(jī)的廠家有 中在 件生產(chǎn)領(lǐng)域 司的工藝和封裝技術(shù)一直處于領(lǐng)先地位。 程序開發(fā)過程中可以十分容易的進(jìn)行程序修改，同時(shí)掉電也不影響信息的保存；它和80且采用靜態(tài)時(shí)鐘方式可以節(jié)省電能。 因此硬件 司的產(chǎn)品， 9表示內(nèi)含 表示支持 性能參數(shù)為： 儲(chǔ)器容量為 416 位定時(shí)器 2 個(gè)、中斷源 6 個(gè)（看門狗中斷、接 收發(fā)送中斷、外部中斷 0、外部中斷 1、定時(shí)器 0和定時(shí)器 1中斷）、 28B、 14位的計(jì)數(shù)器 I/2個(gè)。 口設(shè)計(jì) - 21 - 口部分包括傳感器部分、傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分、人機(jī)交互界面三部分。示意圖如下所示 ： （ 1）將行程開關(guān)的狀態(tài)讀入 過中斷進(jìn)行處理，它的優(yōu)先級(jí)別最高。 （ 2）通過程序?qū)崟r(shí)控制電機(jī)和電磁閥的運(yùn)行。 （ 3）接受鍵盤中斷指令，并響應(yīng)指令，將當(dāng)前行程開關(guān)狀態(tài)和鍵盤狀態(tài)反應(yīng)到 現(xiàn)人機(jī)交互作用。 所以 ： （ 1） 4 （ 2） （ 3） （ 4） 柵）、電磁閥驅(qū)動(dòng)、急停信號(hào)等； 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)部分包括直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和電磁閥的驅(qū)動(dòng)，直流伺服電機(jī)須滿足快速急停、定位和退刀時(shí)能快速運(yùn)行、工作時(shí)能帶動(dòng)工作臺(tái)并克服外力（如切削力、摩擦力）并以指令的速度運(yùn)行。在定位和退刀時(shí)夾緊機(jī)構(gòu)放松。 傳感 器和人機(jī)界面 由于步進(jìn)電機(jī)不需要反饋電路，但是要注意工作臺(tái)不能超過最大行程。因此，必須加上行程開關(guān)。 人機(jī)界面設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則就是要有良好的人機(jī)交互能力，一般要求操作簡(jiǎn)便，界面簡(jiǎn)潔明了。此系統(tǒng)中共有八個(gè)數(shù)碼管，其中前四個(gè)可以顯示鍵盤輸入的數(shù)據(jù)等指令，后四個(gè)（行程開關(guān)） 前向通道 傳動(dòng)驅(qū)動(dòng) （電磁閥） （伺服電機(jī)） 人機(jī)界面 傳感 器 鍵盤、 后向通道 - 22 - 可以工作臺(tái)下顯示光柵反饋給單片機(jī)的位置信號(hào)，并將角度位移實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。有 4 4的矩陣鍵盤，用于輸入外部指令及數(shù)據(jù)信息。 本章小節(jié) 本章著重介紹了精密工作臺(tái)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 選擇及其外圍的接口設(shè)計(jì)和控制流程；此外還敘述了人 機(jī)界面各個(gè)按扭和 - 23 - 第四章、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 總體方案 對(duì)于 用 譯器采用 編譯器是 51 系列單片機(jī)程序設(shè)計(jì)的常用工具，既可用匯編，也支持 C 語(yǔ)言編譯。同時(shí)具有完善的調(diào)試功能。 鍵盤掃描的程序 # ) ; ; i; i=200;i0; /*鍵掃描函數(shù) */ /*發(fā)全 0 行掃描碼 ， 列線輸入 */ = 0 /*若有健按下 */ - 24 - ; /*延時(shí)去抖動(dòng) */ = 0 /*逐行掃描初值 */ =0) P1= /*輸出行掃描碼 */ =0 /*本行有鍵按下 */ 0(; /*返回特征字節(jié)碼 */ #A #B #C =2,4,6,8,10,12; 8=00 d); ) - 25 - i; /*送命令字 */ /*選最右邊的 i=0;i6;i+) PB=P; /*送段碼 */ PA= /*送位選碼 */ ); /*緩沖 區(qū)下移 1 位 */ 1; /* 左移一位 */ ); - 26 - 第五章 :精密技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) (1)高速高精高效化 速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由 于采用了高速 元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施， 機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化 包含兩方面：精密系統(tǒng)本身的柔性，精密系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 (3)工藝復(fù)合性和多軸化 以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。精密機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合 加工。精密技術(shù)軸，西門子 880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24軸。 (4)實(shí)時(shí)智能化 早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在精密技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控 制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在精密系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使精密系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。 (1)用戶界面圖形化 用戶界面是精密系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前 擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通 - 27 - 過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 (2)科學(xué)計(jì)算可視化 科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì) 周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在精密技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于 自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。 (3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化 多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、 2D+2 螺旋插補(bǔ)、 補(bǔ)、 補(bǔ) (非均勻有理 、樣條插補(bǔ) (A、 B、 、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相 關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?(4)內(nèi)裝高性能 密系統(tǒng)內(nèi)裝高性能 直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn) 戶可在標(biāo)準(zhǔn) 而方便地建立自己的應(yīng)用程序。 (5)多媒體技術(shù)應(yīng)用 多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在精密技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化 、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 (1)集成化 采用高度集成化 及專用集成電路 片，可提高精密系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和 21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝 技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 - 28 - (2)模塊化 硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)精密系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如 儲(chǔ)器、位置伺服、 入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的精密系統(tǒng)。 (3)網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí) 顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。 (4)通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的精密系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的精密系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝