1、 - 1 - 目目 录录 第一章 绪论 - 3 - 1.1 课题设计的目的和内容 - 3 - 1.2 伺服系统的发展背景及意义 . - 3 - 1.2.1 直流伺服系统 . - 4 - 1.2.2 交流伺服系统 . - 4 - 1.2.3 交直流伺服系统的比较 - 5 - 1.2.4 伺服系统的发展趋势 - 6 - 第二章 步进电机与进给系统的设计. - 10 - 2.1 步进电机的驱动与控制 - 10 - 2.1.1 步进电机的选择 . - 10 - 2.1.2 步进电机的驱动 . - 11 - 2.1.3 步进电机控制接口电路 - 16 - 2.2 进给系统的设计计算 . - 17 - 2
2、.2.1 切削负载 - 18 - 2.2.2 摩擦阻力 - 18 - 2.2.3 等效传动惯量计算. - 18 - 2.2.4 丝杠摩擦阻力矩的计算 - 20 - 2.2.5 等效负载转矩 . - 21 - - 2 - 2.2.6 启动惯性阻力矩的计算 - 21 - 2.2.7 步进电机输出轴上总负载转矩计算 - 22 - 2.3 步进电机的匹配选择 - 22 - 2.4 滚珠丝杠的校核. - 22 - 2.4.1 承载能力的校核 . - 23 - 2.4.2 压杆稳定性验算 . - 24 - 2.4.3 刚度的验算 . - 24 - 第三章 数控铣床的调试 - 26 - 总 结 - 28 -
3、 参考文献 - 30 - - 3 - 第一章第一章 绪论绪论 一一 课 题 设计的目的课 题 设计的目的和内容和内容 数控铣床是现代制造业中不可或缺的机械加工设备。数控铣床进给 伺服系统是数控装置与机床本体的传动环节，其作用是接收数控装置发 出的进给速度和位移指令信号，由伺服驱动电路作转换和放大后，经伺 服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件 实现工作进给和快速运动，是铣床重要的组成部分之一。 本任务书对数控铣床的 Z 单方向的进给机构进行了设计，包括拟定 其传动系统，选择滚珠丝杠及其支承组合方式，选择伺服系统，计算增 益，验算精度等。在设计时，详细分析了步进电机做驱动
4、电机的优缺点 及其他电机的特点。本设计书经过计算各种数据设计出步进驱动电机的 个方面性能，并作出验算。不仅详细计算了步进电机的各方面性能数据， 还计算了与步进电机相关的多种机床设备的性能，如轴承、滚珠丝杠等。 从整体上分析了步进伺服系统的个方面环节，系统的各个部件和电路都 做了详细的说明。在计算进给系统时，以假设的一组数据为基础来设计 步进电机驱动的进给系统，主要计算了驱动电机在工作时的负载、进给 速度、转矩等方面。 二二 伺 服 系统伺 服 系统的发展背景及意义的发展背景及意义 - 4 - 伺服系统在机电设备中具有重要的地位，其主要的发展类型和过程 有以下几点： 1 1 直流伺服系统直流伺服系统 伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程。 电气伺服系统根据 所驱动的电机类型分为直流（DC）伺服系统和交流（AC）伺服系统。50 年代，无刷电机和直流电机实现了产品化，并在计算机外围设备和机械 设备上获得了广泛的应用。70 年代则是直流伺服电机的应用最为广泛的 时代。 2 2 交流伺服系统交流伺服系统 从 70 年代后期到 80
