2.6 脉冲编码发生器19

  2.7 带传动20

3 设计计算21

  3.1 计算目的21

  3.2 计算内容21

  3.3 计算结果24

4 有限元优化设计25

  4.1 有限元分析方法介绍25

  4.2 轴刚度、强度校核分析25

5 结论30

致谢31

参考文献32

1 绪论

1.1 基本概念

1.1.1 数控机床的含义

数字控制（Numerical Control简称NC），是一种借助数字、字符或者其他符号对某一工作过程进行编程控制的自动化技术。随着微电子及计算机的不断发展，现在数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，称为计算机数控（Computer Numerical Control，简称CNC）论文网

    数字控制机床（Computer Numerical Control machine tools），即数控机床，是一种自动化机床，与普通机床最大的区别在于是否搭载数字控制系统。控制机床的动作，实现金属切削，自动化生产，较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题。

1.1.2 数控机床的特点

现代数控机床高速发展，逐渐取代传统机床，占据工业制造主流。数控机床的特点时高效率、高精度。

数控机床的加工精度一般在0.05～0.1mm，是由于其位置控制方式是精度极高，机床每一次接收脉冲信号后，就会移动一脉冲当量的规定轴方向的运动。现阶段机床脉冲当量随着各零部件的不断发展再逐渐减小，从而使数控机床精度不断提高。

    同时数控机床具有高效率特点，加工准备时间短，加工时数控系统自动判断最优的切削参数的加工轨迹，相比与传统机床，其加工效率大大提高。随着先进制造技术的发展，高速切削技术的实现使得数控机床的加工效率再次提高。

此外，数控机床具有高柔性，高可靠性，自动化程度高等优点。

1.1.3 数控机床的组成及其原理

数控机床通常由以下几部分组成，其原理框图如图1.1：

图1.1数控机床的组成

数控机床由程序载体、数控装置、伺服系机床本身组成。其中 程序载体是存储刀具编号和运动轨迹、辅助运动加工信息的硬件。加工信息通过输入装置输入刀数控装置中的CNC单元，变完成译码、逻辑处理、信息转化等工作后，向伺服系统发出控制信号。伺服系统接收来自指令信息，经功率放大、变换与调控等处理后，控制机床部分运动。实现自动加工。

位置检测装置用于检测速度和位移，并将信号反馈给数控装置，数控装置再根据反馈信号进行调整。测量装置一般包括在伺服系统中。系统可分为闭环系统与开环系统。闭环系统不一定优于开环系统，检测信号的引入使得控制系统的复杂性增加，可能会引起控制系统的不稳定。

1.2 数控机床的发展

1.2.1 数控机床的发展状况

数控系统分为和软件数控，代表数控系统发展的两个阶段。 

数控机床发展的初始阶段，机床主要依靠硬件联结构成控制系统，即硬件数控。随着技术发展，机床控制逐渐由软件来替代完成。目前数控机床已经非常智能化，具有许多的智能化功能，如：防碰撞功能、参数智能化选用等功能都已经开始广泛使用。

机器人与数控机床组合使用，可以通过控制机器人完成各种特定动作，再与数控机床相配合，使得制造柔性进一步提高，功能扩展，效率也随之提高。现阶段机器人与数控机床的组合使用已经得到广泛应用。

精密加工技术持续发展，通过机床结构设计优化、振动等动态误差补偿技术、高精度的全闭环控制及温度控制，机床精密度不断提高。数控切削机床一般精度已经达到微米级（0.001mm）。