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

270 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),數(shù)控,回轉(zhuǎn),工作臺(tái),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)控機(jī)床具有高速、高效、高精度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，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(jì)和加工參數(shù)調(diào)整特別困難，實(shí)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(diǎn)。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用將極大簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)和加工調(diào)整，目前仍只有少數(shù)國(guó)家擁有該方面技術(shù)，國(guó)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(shí)際意義。本課題的工作是對(duì)一臺(tái)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(cè)繪、三維建模以及結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了一臺(tái)新型數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，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(tái)。1.2 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)從 1952 年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)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(shì)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(jí)，滿足不同類型數(shù)控機(jī)床的需要;驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)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(guó)家紛紛研究開發(fā)這種系統(tǒng)，如美國(guó)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(dòng)化系統(tǒng)中開放式體系結(jié)構(gòu)”O(jiān)SACA，日本的 OSEC 計(jì)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(shí)現(xiàn)聲控自動(dòng)編程、圖形掃描自動(dòng)編程等。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展，每個(gè)芯片上可以集成更多個(gè)晶體管，使系統(tǒng)體積更小，更加小型化、微型化。可靠性大大提高。利用多 CPU 的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)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(duì)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(lái)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(jí)而升級(jí)，結(jié)構(gòu)上不必變動(dòng)?？傊乱淮鷶?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(dòng)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(duì)機(jī)械制造滲透的產(chǎn)品。隨著制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了更高的需求，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也是必然的。4 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的作用是給多功能數(shù)控銑床提供需要的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。常規(guī)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)僅提供一個(gè)繞工件軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，但螺旋錐齒輪的加工過程中，需要調(diào)整多個(gè)參數(shù)，若采用這樣的轉(zhuǎn)臺(tái)，則每次調(diào)整參數(shù)都必須重新布置轉(zhuǎn)臺(tái)的位置，且這種布置精度受外界因素影響較大，不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)控加工。另外這種轉(zhuǎn)臺(tái)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?cè)O(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，它具有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，不僅能提供工件主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(jì)的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)是安放在改造后的數(shù)控銑床的橫向移動(dòng)滑臺(tái)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(gè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)由轉(zhuǎn)臺(tái)、連接體、齒輪、軸承座等組成。