本文的研究内容：

1、简易数控机床的机械系统设计：根据设计目的和原则确定简易数控机床的结构和运动方案，同时根据机床设计的总体方案完成机床执行机构和传动机构的分析与设计，通过计算选定原动机的类型和具体型号，并完成机床重要零件的尺寸设计和检核，为简易数控机床实物的加工与制作提供重要依据。

2、简易数控机床的三维建模和运动仿真：通过对简易数控机床的机械系统设计，确定了简易数控机床的结构和运动方案，并完成了大部分零部件的设计和校核。在此基础上，可以建立简易数控机床的三维模型，并通过运动仿真研究数控机床的运动可行性，及时修正不合理的零件尺寸和装配关系，完善对数控机床的机械系统设计。

3、简易数控机床的控制系统设计：基于EMC2开放式控制系统，通过修改其运动模块的代码和配置相关文件，完成数控机床的控制系统设计

4、简易数控机床的加工仿真：采用SolidCAM自动编程来生成数控程序，并在EMC2中加载获得的数控程序加工模型，实现简易数控机床的加工演示。

第二章 简易数控机床的机械系统设计

简易数控机床的机械系统设计的任务是根据设计目的和原则确定简易数控机床的结构和运动方案，同时根据机床设计的总体方案完成机床执行机构和传动机构的分析与设计，通过计算选定原动机的类型和具体型号，并完成机床重要零件的尺寸设计和检核，为简易数控机床实物的加工与制作提供重要依据。

2.1 简易数控机床机械装置的总体设计

机械装置总体设计的设计原则：

1、功能优先原则：进行各类机械装置设计的最终目的是综合运用各种机构、零件的设计知识，并结合其他先修课程的知识，设计出能满足一定需求的机械装置。因此，在设计的过程中首先要坚持功能优先的原则，保证设计的机械装置能满足预期的设计目标。

2、安全可靠原则：机械设计的产品首先应保证产品自身和使用者的安全，避免在使用过程中损坏及其本身或危害使用者的生命安全。其次；机械产品应具有可靠的使用性能，能够稳定的实现其功能。

3、经济实用原则：除了机械产品的功能和可靠性之外，在机械设计的过程中还要考虑经济性问题，设计过程中应在满足功能优先和安全可靠两个原则的前提下尽可能降低产品的成本。

4、继承与创新相结合：进行机械装置的设计时，首先要继承前人的经验，学习优秀的设计经验，但同时还要发挥主观能动性，用于创新。创新性决定了产品的自有知识产权含量，是评价设计水平的重要依据之一，应努力按照创新思维方式进行独创新颖的设计。

由于本文设计的简易三坐标数控机床要求机床机构简单、便于制造，同时希望机床的加工范围尽可能大，在对比第一章介绍的两种三坐标数控机床常用结构后选择第一种：工件通过夹具固定，刀具具有X轴、Y轴和Z轴方向的移动。结构上，机床由底座、立柱、龙门和机头等部分组成，机床的传动通过光轴、光轴滑块、丝杠和丝杠螺母实现并通过步进系统驱动。同时，在保证整个系统的机械钢性前提下，在设计的过程尽可能使用标准件和螺栓联接，以简化设计结构、缩短产品的设计和制造时间。