数控机械类毕业设计---双坐标数控精密工作台的结构设计

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1、双坐标数控精密工作台的结构设计35摘要：本课题针对数控进给伺服工作台，通过控制器和合适的误差补偿措施,使该系统达到了高速高精度的要求。主要工作有以下几个方面：1)机械传动方案的确定2）滚珠丝杠的设计与选择3）滚动导轨的计算设计与选择4）轴承的选用5）伺服电机的选用6）联轴器的选择运用AutoCAD等软件进行设计，绘出工作台的装配图及零件图,对进给系统进行分析与传统的设计方法相比充分体现我们现代化的设计风格。本项目的研究，为其它数控机床产品定位精度改善和误差源分析提供了借鉴，并为数控机床企业解决生产技术难题。因此针对此课题的研究对整个数控机床和设备业具有普遍的意义，项目

2、的实施将会为大大促进机床加工精度水平和生产效率的提高，对我国的国民经济发展无疑会起到很大的推动作用。关键词：工作台；滚珠丝杠副；滚动直线导轨副;1绪论1.1本项目研究的重要意义随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前35，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通

3、用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。随着计算机技术和控制理论的应用和发展，机械加工工艺设备技术水平有了迅猛的发展。数控技术是机械加工技术、计算机技术、自动控制技术及精密检测技术等多学科紧密结合的新技术。它可以保证产品达到极高的加工精度和稳定的加工质量

4、，操作过程易于实现自动化，生产效率高，生产准备周期短，可以节省大量专用工艺设备，特别是在适应机械产品迅速更新换代、小批量、多品种生产方面，各类数控设备、加工中心、柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS），以及计算机集成制造系统（CIMS）是数控技术发展的必然趋势数控机床是50年代发展起来的新型自动化机床，较好解决了形状复杂、精密、小批量零件的加工问题，具有适应性强、加工精度和生产效率高的优点。由于数控机床综合了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等诸方面的先进技术，使得数控机床的发展日新月异，数控机床的功能越来越强大。数控机床的发展趋势体现在数

5、控功能、数控伺服系统、编程方法、数控机床的检测和监控功能、自动调整和控制技术等方面的发展。运动部件的定位误差和进给速度直接影响到机床的加工精度和切削效率，因此它们是评定数控机床性能最重要的两个指标。研制高速高精度化数控机床是机械制造业发展的必然要求。机床运动部件（工作台、刀具等）的运动是由数控伺服系统来控制，其运行速度和位置精度的提高依赖于数控系统性能的提升。本项目的研究同时为其它数控机床产品定位精度改善和误差源分析提供了借鉴，并为数控机床企业解决生产技术难题。因此针对此课题的研究对整个数控机床和设备业具有普遍的意义，项目的实施将会为大大促进机床加工精度水平和生产效率

6、的提高，对我国的国民经济发展无疑会起到很大的推动作用。1.2高速精密数控进给系统装置的发展概况35一个数控系统的速度和位移精度等技术指标，主要是由控制机械装置运动的伺服系统所决定。伺服系统是以机械位置或角度、速度或角速度作为控制对象的闭环控制系统，又称伺服机构。它由伺服元件（交直流伺服伺服电机、步进电机、电液马达以及各种电磁阀、电液阀等）、驱动装置以及机械传动机构组成。伺服系统接受来自微机发送出的进给脉冲，经放大和变换后产生了运动部件(工作台、刀具)的位移，从而实现各种加工轨迹的控制，并保证动作的快速、准确和稳定性数控机床对数控进给伺服系统的要求（1）输出位置精度要高

7、静态上要求定位精度和重复定位精度要高，即定位误差和重复定位误差要小(以保证尺寸精度)。动态上要求跟随精度高，即跟随误差要小，这是动态性能指标(以保证轮廓精度)。另外，要求灵敏度高，有足够高的分辩率。（2）响应速度快且无超调这是对伺服系统动态性能的要求，即在无超调的前提下，执行部件的运动速度的建立时间tp应尽可能短。通常要求从0→Fmax（Fmax→0)其时间应小200ms，且不能有超调，否则对机械部件不利，有害于加工质量。（3）调速范围要宽且要有良好的稳定性(在调速范围内)调速范围：一般要求：稳定性是指输出速度的波动要少，尤其是在低速时的平稳性显得特