CK6150数控车床Z向驱动装置设计（国产航天数控系统）开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计(论文)题目：CK6150数控车床Z向驱动装置设计（国产航天数控系统）指导教师:2009年3月22日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要本文介绍了我国的伺服驱动系统的发展及需要解决的一些问题。首先从伺服驱动系统技术的发展史及带来的问题谈起,例如中间变换环节导致传动系统的刚度降低等；然后谈到了当今数控系统的现状，目前中国生产的NC机床，约70%配用日、德、美、西班牙进口NC系统，NC机床基本上处于仿制阶段，其中许多关键配套基础元部件、重要NC系统，仍采用国外进口产品，因此自主研究NC系统事在必行【1】。关键词数控车床伺服驱动系统进给伺服系统1伺服驱动系统技术的发展史及带来的问题数控机床的诞生到现在，其进给驱动技术经历了由步进电机驱动的开环伺服驱动系统、闭环直流伺服系统、及目前广泛应用的交流伺服系统三个阶段。虽然进给驱动技术在不断发展变化，但其基本的传动形式始终是“旋转电动机+滚珠丝杠”模式，对于刀具和工作台等被控对象是直线形式的运动路径，只能借助于机械变换中间环节“间接”地获得最终的直线运动，由此带来一系列的问题：首先，中间变换环节导致传动系统的刚度降低，尤其细长的滚珠丝杠是刚度的薄弱环节，起动和制动初期的能量都消耗在克服中间环节的弹性变形上，而且弹性变形也是数控机床产生机械谐振的根源。其次，中间环节增大了运动的惯量，使系统的速度、位移响应变慢；而制造精度的限制，不可避免地存在间隙死区与磨擦，使系统非线性因素增加，增大了进一步提高系统精度的难度。随着大功率电力半导体技术的发展和计算机技术的发展，控制器件和控制原则的不断更新和完善，特别是PWM调制技术的广泛应用，使得采用三环结构(位置环、速度环和电流环)的位置伺服系统的控制理论和技术日臻成熟，在实现快速、准确定位等方面已达到相当高的水准。但随着高速和超高速精密加工技术的迅速发展，要求数控机床有一个反应快速灵敏、高速轻便的进给驱动系统。而传统的驱动方式所能达到的最高进给速度与超高速切削要求相差甚远。为适应现代加工技术发展的需要，采用直线伺服电动机直接驱动工作台来替代“旋转电动机+滚珠丝杠”模式，从而消除中间变换环节的直线进给伺服驱动新技术应运而生【2】。2直线进给伺服驱动的应用现状作为一种崭新的进给驱动技术，其优越的高速性能和极高的动态性能，使其在生产当中迅速得到广泛应用。在上个世纪90年代中期：首先由德国Excello公司开发的XHC240型高速卧式加工中心，3个进给轴均首次采用感应式直线交流伺服电动机直接驱动；接着美国Ingersoll铣床公司生产的高速卧式加工中心HVM4800和HVM600,X、Y、Z轴均采用永磁式同步直线伺服电动机驱动；日本三井精机公司生产的高速工具磨床，上下快速移动的Z轴亦是采用直线伺服电动机驱动。特别是在1999年的巴黎国际EMO(Electromechanicaloptical)博览会上展出的高速加工中心，最高速度达400m/min，成为新一代数控机床的代表性技术【3】。我国台湾省上银科技公司也已将直线伺服电动机用于三坐标测量机上，实现三轴直接驱动。现在世界各国的著名机床制造商(如日本的Mazak公司和韩国的大宇公司)都纷纷推出直线伺服电机驱动的数控机床，而德国的DMG公司在2001年便已销售采用直线伺服电机驱动的数控机床约1000台，2002年达到近2000台。各种迹象表明，直线伺服电机驱动在高速高精加工机床上的应用已进入加速增长期【4】。目前一种新型的多工序并联机构数控机床即所谓“六条腿机床”，又称作“六足虫”，以及目前正在开发研究中的“三条腿”虚拟轴机床，是直线伺服驱动系统潜在的应用领域【5】。3直线进给伺服驱动技术最大的优点直线进给伺服驱动技术最大的优点是具有比旋转电动机大得多的加、减速度(可达1030倍)，能够在很高的进给速度下实现瞬时达到设定的高速状态和在高速下瞬时准确停止运动【6】。加减速过程的缩短，可改善加工表面质量，提高刀具使用寿命和生产效率；减少了中间环节，使传动刚度提高，有效地提高了传动精度和可靠性，而且进给行程几乎不受限制【7】。4直线进给伺服驱动系统的研究方向伺服驱动装置是数控系统的重要组成部分，目前我国在数控驱动技术与产品方面还是一弱项，因而造成许多国产数控装置配的是国外的伺服系统。因此，今后我们必须通过科技创新大