270 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計

270 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計,數(shù)控,回轉(zhuǎn),工作臺,結(jié)構(gòu)設(shè)計 數(shù)控機(jī)床具有高速、高效、高精度、高可靠性等優(yōu)點，并且機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于模塊化、數(shù)控功能專門化。開放式數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，使數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用更加迅速地發(fā)展。由于螺旋錐齒輪加工原理上的復(fù)雜性，使其機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工參數(shù)調(diào)整特別困難，實現(xiàn)螺旋錐齒輪加工數(shù)控化，是螺旋錐齒輪制造技術(shù)的發(fā)展重點。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用將極大簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工調(diào)整，目前仍只有少數(shù)國家擁有該方面技術(shù)，國內(nèi)在這方面研究仍處于探索階段，因此開展螺旋錐齒輪數(shù)控加工研究具有重要理論意義和實際意義。本課題的工作是對一臺普通立式銑床進(jìn)行數(shù)控改造，使之成為能夠進(jìn)行螺旋錐齒輪數(shù)控加工方法研究的原型機(jī)。進(jìn)行了機(jī)床測繪、三維建模以及結(jié)構(gòu)改造設(shè)計，設(shè)計了一臺新型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，并建立以多軸控制卡為中心的一套開放式數(shù)控系統(tǒng)和軟件控制平臺。1.2 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢從 1952 年美國麻省理工學(xué)院研制出第一臺試驗性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過了 50 年歷程。數(shù)控系統(tǒng)由當(dāng)初的電子管式起步，發(fā)展到現(xiàn)在的微機(jī)式的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是:數(shù)控裝置由 NC向 CNC 發(fā)展;提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和功能升級，滿足不同類型數(shù)控機(jī)床的需要;驅(qū)動裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展;CNC 裝置向人工智能化方向發(fā)展;采用新型的自動編程系統(tǒng);增強(qiáng)通信功能;數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高。進(jìn)入 90 年代以來，由于計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用 PC 機(jī)豐富的軟硬件資源開發(fā)開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng))。開放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。近幾年許多國家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng)，如美國科學(xué)制造中心(NCMS)與空軍共同領(lǐng)導(dǎo)的“下一代工作站/機(jī)床控制器體系結(jié)構(gòu)”NGC，歐共體的“自動化系統(tǒng)中開放式體系結(jié)構(gòu)”O(jiān)SACA，日本的 OSEC 計劃等。開發(fā)研究成果已得到應(yīng)用，如Cincinnati-Milacron 公司從 1995 年開始在其生產(chǎn)的加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等產(chǎn)品中采用了開放式體系結(jié)構(gòu)的 A2100 系統(tǒng)。開放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實現(xiàn)聲控自動編程、圖形掃描自動編程等。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展，每個芯片上可以集成更多個晶體管，使系統(tǒng)體積更小，更加小型化、微型化?？煽啃源蟠筇岣摺＠枚?CPU 的優(yōu)勢，實現(xiàn)故障自動排除;增強(qiáng)通信功能，提高進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)能力。開放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線規(guī)范都是對外開放的，由于有充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶進(jìn)行的系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶的二次開發(fā)帶來極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開發(fā)和廣泛應(yīng)用，既可通過升檔或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可通過擴(kuò)展構(gòu)成不同類型數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，開發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。這種數(shù)控系統(tǒng)可隨 CPU 升級而升級，結(jié)構(gòu)上不必變動?？傊?，新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平大大提高，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能向高精度、高速度、高柔性化方向發(fā)展，使柔性自動化加工技術(shù)水平不斷提高。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控技術(shù)對機(jī)械制造滲透的產(chǎn)品。隨著制造業(yè)的發(fā)展，對數(shù)控機(jī)床提出了更高的需求，同時數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也是必然的。4 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的設(shè)計數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的作用是給多功能數(shù)控銑床提供需要的轉(zhuǎn)動自由度。常規(guī)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺僅提供一個繞工件軸線轉(zhuǎn)動，但螺旋錐齒輪的加工過程中，需要調(diào)整多個參數(shù)，若采用這樣的轉(zhuǎn)臺，則每次調(diào)整參數(shù)都必須重新布置轉(zhuǎn)臺的位置，且這種布置精度受外界因素影響較大，不利于實現(xiàn)自動化數(shù)控加工。另外這種轉(zhuǎn)臺功能單一，不適合復(fù)雜曲面的加工。因此為了很好的體現(xiàn)多功能數(shù)控銑床的功用，我們設(shè)計了一種新型結(jié)構(gòu)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺，它具有三個轉(zhuǎn)動自由度，不僅能提供工件主軸的回轉(zhuǎn)運動，而且能使工件回轉(zhuǎn)軸在上半球內(nèi)任意定位，便于調(diào)整工件的加工位置。由于所設(shè)計的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺是安放在改造后的數(shù)控銑床的橫向移動滑臺上，其結(jié)構(gòu)尺寸受到機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，高度在500mm 左右，直徑不能超過 400mm。整個數(shù)控轉(zhuǎn)臺由轉(zhuǎn)臺、連接體、齒輪、軸承座等組成。