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1、12摘摘要要当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的 CNC 系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。关键字：机电一体化的基础 基本组成要素 特点 发展趋势AbstractNow the world electron
2、ic technology rapidly expand, the microprocessor,the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology,to various domains technology development enormous promotion effect.Aperfectintegration of machinery system, should contain the following several baseelements: Basic mac
3、hine, power and actuation part, implementing agency, sensingmeasurement component, control and information processing part. The integrationof machinery is the system technology, the computer and the informationprocessing and management technology, the automatic control technology, theexamination sen
4、sing technology, the servo drive technology and the mechanicalskill and so on multi-disciplinary area of technology synthesis overlapping3technology-intensive systems engineering. New generations CNC system this kindof model integration of machinery product toward the high performance, theintellectu
5、alization,thesystematizationaswellasthefeatherweight,themicrominiaturized direction develops.key words: Integration of machinery foundation basic component elementscharacteristic trend of development.4目目录录第一章第一章前言前言4第二章第二章课程设计的目的、意义及要求课程设计的目的、意义及要求6第一节课程设计的目的、意义6第二节课程设计的要求6第三章第三章课程设计的内容课程设计的内容7第一节课程
6、设计的内容7第二节课程设计的内容7第四章第四章数控系统总体方案的确定数控系统总体方案的确定8第五章第五章机械部分设计机械部分设计9第一节确定系统脉冲当量9第二节工作台外形尺寸及重量初步估算9第三节滚动导轨副的计算、选择9第四节滚珠丝杠计算、选择11第五节齿轮计算、设计13第六节步进电机惯性负载的计算14第七节步进电机的计算选择15第六章第六章机床数控系统硬件电路设计机床数控系统硬件电路设计17第一节设计内容17第二节设计步骤17第三节机床数控系统硬件电路设计21第七章第七章系统控制软件设计系统控制软件设计22第八章第八章结束语与致谢结束语与致谢29第九章第九章参考文献参考文献305第一章第一章
7、前言前言一、当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状一、当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状 在我国对外开放进一步深化的新环境下 ,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业 信息化水平和国际竞争能力的重要性 ,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技 术及装备的几点看法。 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度 ,数控 技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备 ,又是当今 先进制造技术和装备最核心的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控 制的技术 ,而数控装备是以数控
8、技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗 透形成的机电一体化产品 ,其技术范围覆盖很多领域。 （一） 、数控技术的发展趋势。 数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 ,使制造业成为工业化的象征 , 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 ,他对国计民生的一些重要行业 IT、汽 车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术及其装备发展的 趋势来看 ,其主要研究热点有以下几个方面: (1)、 高速、高精加工技术及装备的新趋势 效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率 ,提高产 品的质量和档次 ,缩短生产周期和提高市场竞争能力。从
9、EMO2001 展会情况来看 ,高速 加工中心进给速度可达 80m/ min ,甚至更高 ,空运行速度可达 100m/ min 左右。目前世 界上许多汽车厂 ,包括我国的上海通用汽车公司 ,已经采用以高速加工中心组成的生产 线部分替代组合机床。在加工精度方面 ,近 10 年来 ,普通级数控机床的加工精度已由 10m 提高到 5m ,精密级加工中心则从 35m ,提 高到 11.5m 并且超精密加工 精度已开始进入纳米级0.1m 。为了实现高速、高精加工 ,与这配套的功能部件如电 主轴、直线电机得到了快速的发展 ,应用领域进一步扩大。 (2) 、5 轴联动加工和复合加工机床快速发展 采用 5 轴
10、联动对三维曲面零件的加工 ,可用刀具最佳几何形状进行切削 ,不仅光洁 度高 ,而且效率也大幅度提高。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因 ,其 价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍 ,加之编程技术难度较大 ,制约了 5 轴联动机床 的发展。当前由于电主轴的出现 ,使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化 , 其制造难度和成本大幅度降低 ,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型 5 轴联动机床和复合加工机床 含 5 面加工机床 的发展。 (3) 、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势 21 世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统 ,智能化的内容包括在数控系统中的 各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化 ,如加工过程的自适应控制 ,工艺参 数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化 ,如前馈控制、电机参数的自适应 运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来 之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上 ,面向机床厂家 和最终用户 ,通过改变、增加或剪裁结构对象 数控功能 ,形成系列化 ,并可方便地将用 户的特殊应用和技诀窍集成到控制
