数控回转工作台毕业设计方案说明指导书.doc

摘 要本次毕业设计题目是数控回转工作台设计。通过对数控回转工作台设计，使大学生在步入社会之前，不但可以设计出数控回转工作台，并且可以掌握机械设计办法和环节。本课题研究重要内容涉及：拟定数控回转工作台传动方案；零件设计有关计算与校核；零件图及装配图绘制等。对于数控回转工作台设计，一方面，进行总体方案设计，传动方案采用齿轮传动和蜗杆传动；然后进行各零件设计与校核，蜗杆与轴采用整体式构造；蜗轮与工作台采用螺钉连接；工作台平衡通过止推轴承来保证；箱体由箱座、箱盖和顶盖构成；最后，对各零件进行装配。数控机床圆周进给由回转工作台完毕，回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲面等。回转工作台可以实现精准自动分度，扩大了数控机床加工范畴。当前，数控回转工作台重要用于卧式镗铣床和加工中心上。核心词：数控回转工作台,齿轮,蜗杆,箱体AbstractThe graduation project is the subject of design of CNC rotary worktable. With the NC rotary table design，making the students not only to design a CNC rotary worktable，but be able to master the mechanical design of the methods and procedures before they entered the community. The main content of this research include：determining the transmission scheme of CNC rotary worktable；part design and verification；part drawing and assembly drawing drawing，and so on. the design of NC rotary worktable，first of all，is the overall design，transmission scheme using a gear drive and worm drive；and then proceed to the design and checking of all parts，worm and shaft with the overall structure；worm gear screw connection with the table；the workbench balanced by the thrust bearing to ensure；box by box seat，cover and top cover，of which the box on the design of the round table and strengthen the tendons；finally，the assembly of various partsThe circumference feed of the CNC machine tool to be completed by the rotary table，the rotary table can be used with the X，Y，and Z three axes linkage，thereby processing a variety of balls，the circular surface，and so on. The rotary table can achieve accurate automatic indexing，expanded CNC machining range. At present，the NC rotary table is mainly used for horizontal boring and milling machine and machining center.Keywords：NC rotary worktable，gear，worm，box朗读显示相应拉丁字符拼音目 录插图清单V插表清单V第一章 前言11.1 本课题学术背景及理论与实际意义11.1.1 研究现状11.1.2 发展趋势21.1.3 数控转台市场分析31.2 数控系统发展简史31.3 数控将来发展趋势51.4 微观看改造必要性51.5 数控化改造优缺陷61.6 数控回转工作台功能61.7 数控回转工作台分类71.8 数控回转工作台工作原理71.9 数控回转工作台构成81.10 本课题研究内容81.11 设计准则91.12 重要设计参数9第二章 方案比较与选取102.1 传动方案选取102.1.1 传动方案传动适应满足规定102.1.2 传动方式特点102.1.3 传动方案及其分析112.1.4 传动方案选取122.2 原动机选取122.2.1 步进电动机122.2.2 伺服电机142.2.3 电液脉冲马达152.2.4 原动机选取162.3 回转台选取162.4 机械某些设计18第三章 零件设计分析计算193.1 工作台箱体设计193.2 传动比拟定213.3 电液脉冲马达选取及运动参数计算223.3.1 电液脉冲马达电机选取223.3.2 选取电液脉冲马达额定功率223.4 齿轮传动设计233.4.1 选取齿轮传动类型与材料233.4.2 按齿面接触疲劳强度设计233.4.3 按齿根弯曲强度设计253.4.4 几何尺寸计算273.4.5 构造设计283.5 蜗轮及蜗杆选用与校核293.5.1 选取蜗杆传动类型293.5.2 选取材料293.5.3 按齿面接触疲劳强度进行设计293.5.4 蜗杆与蜗轮重要尺寸与参数313.5.5 校核齿根弯曲疲劳强度323.5.6 精度级别公差和表面粗糙度拟定333.6 轴设计与校核计算333.6.1 求输出轴上功率、转速和转矩333.6.2 求作用在齿轮上力333.6.3 初步拟定轴最小直径333.6.4 轴构造设计343.6.5 按弯扭合成应力校核轴强度373.6.6 构造设计373.7 键联接选取383.7.1 键联接类型383.7.2 键联接尺寸383.7.3 键联接强度验算383.8 轴承选取393.8.1 轴承类型393.8.2 轴承尺寸40第四章 结论与展望40道谢42参照文献43附录A附加图、表44插图清单图1-1 中华人民共和国国际机床展览会数据记录.1图1-2 数控可倾回转工作台.2图2-1 传动方案.11图2-2 步进电机.12图2-3 伺服电机.14图2-4 电液脉冲马达.16图2-5 开环回转工作台.17图2-6 闭环回转工作台.18图2-7 总体设计原理图.19图2-8 数控回转工作台.19图3-1 工作台尺寸.20图3-2 工作台箱体图1.21图3-3 工作台箱体图2.21图3-4 一级齿轮传动.23图3-5 小齿轮28图3-6 大齿轮28图3-7 蜗杆轴装配方案34图3-8 蜗杆轴受力分析35图3-9 蜗杆轴应力分析图36图3-10 蜗杆轴.37插表清单表3-1 蜗杆轴危险截面应力37表3-2 键联接许用挤压应力p 或压强p39第一章 前言1.1 本课题学术背景及理论与实际意义在北京举办第11届中华人民共和国国际机床展览会上，数控机床、加工中心、复合机床在装备制造业内已呈现出量大面广态势，此类工作母机在各类制造业已经普及应用，并清晰地表达出时代特性与发展潮流。机床运动无论是并联运动机床，还是运动叠加串联机床，对大多数金属加工机床来说，数控进给复合运动加工，是以直线轴加上回转轴联动来实现。为了应对日益增多复杂零件加工、提高加工精度和效率，多轴机床和复合机床将会进一步创新发展。因而在当代加工中心开发中，数控回转轴设计与制造，成为研制机床核心任务之一，而数控回转轴，同步也起着承载工作重量、夹持工件功能，故要注重其创新设计。由图1-1所示，中华人民共和国国际机床展览会无论是在人数上，还是在交易额上，都是逐年上升。图1-1 中华人民共和国国际机床展览会数据记录1.1.1研究现状当前工作台种类繁多，老式工作台只能安装在某一指定机床上，随着着科技与时俱进，它们功能也由老式单一性向当代多功能性方向发展，当前某些工作台，它不但可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且当前某些工作台还可以作为机床第四回转轴，大大提高了机床性能。例如：国内生产机床工作台公司之一烟台恒力数控机床附件有限公司生产HLTK14系列数控可倾回转工作台(如下图所示)，它可以实现用于数控机床和加工中心机床上，可运用原机床两个控制坐标控制转台回转和倾斜，也可直接运用本转台配套数控装置与机床联接完毕所需工作循环。它可以完毕任意度孔、槽、平面类机械加工，以及曲线、凸轮等加工，并可达到较高精度。图1-2 数控可倾回转工作台此外也可用于非数控钻、铣、镗类机床上，独立完毕等分和不等分角度分度工作。国外工作台功能与国内所生产工作台功能基本相似，但是在其精度方面，国外某些公司所生产工作台要略高于国内所生产工作台。因而国内与国外相比，还是有一定差距，因而咱们要借助时代步伐，与时俱进，开拓创新，使国内成为具备领先技术综合性强国。1.1.2 发展趋势数控车床此后将向中高挡发展，中档采用普及型数控刀架配套，高档采用动力型刀架，兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种，预测近年来对数控刀架需求量将大大增长。然数控回转工作台更有发展前程,它是一种可以实现圆周进给和分度运动工作台，它常被应用于卧式镗床和加工中心上，可迈进加工效率，完毕更多工艺，它重要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等某些构成，并可进行间隙打消和蜗轮加快，是一种很实用加工工具。当前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上，它总发展趋势是：1在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台；2在性能上将研制以钢为材料蜗轮，大幅度提高工作台转速和转台承载能力；3在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转数控转台。 1.1.3 数控转台市场分析随着国内制造业发展，加工中心将会越来越多地被规定配备第四轴或第五轴，以扩大加工范畴。预计近几年规定配备数控转台加工中心将会达到每年600台左右。预测将来5年，虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控影响而继续保持着较低行业景气度外，某些装备制造业将有望保持较高增长率，特别是那些国家产业政策勉励振兴和发展装备子行业。作为装备制造业母机，普通工机床将获得年均1520左右稳定增长。随着数控功能部件发展，精密回转工作台对功能部件依赖性越来越大。从某种限度上讲，功能部件发展水平代表了主机发展水平，其可靠性、先进性尤为突出。 数控回转工作台行业发展，依赖于行业技术水平和创新能力提高，依赖于机床数控化和产品迅速升级换代，依赖于制造业从刚性自动化向柔性自动化方向转变这一社会需求，由于国内机床附件厂资金紧张，导致技术创新和技术改造力度不大，使附件水平发展严重滞后，成为制约民族机床工业发展瓶颈。国产回转工作台配套件在产品质量、性能、构造创新、品牌信誉、外观造型、精度稳定性等方面与发达国家相比都存在一定差距，但在产品价格、交货期和售后服务上占有较大优势。1.2 数控系统发展简史1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表白人类创造了可增强和某些代替脑力劳动工具。它与人类在农业、工业社会中创造那些只是增强体力劳动工具相比，起了质奔腾，为人类进入信息社会奠定了基本。 6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，老式机床产生了质变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代发展。 1）数控（NC）阶段（19521970年） 初期计算机运算速度低，对当时科学计算和数据解决影响还不大，但不能适应机床实时控制规定。人们不得不采用数字逻辑电路搭成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIREDNC），简称为数控（NC）。随着元器件发展，这个阶段历经了三代，即1952年第一代-电子管；1959年第二代-晶体管；1965年第三代-小规模集成电路。 2）计算机数控（CNC）阶段（1970年当前） 到1970年，通用小型计算机业已浮现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有通用两个字省略了）。到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机两个最核心部件-运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微解决器（MICROPROCESSOR），又可称为中央解决单元（简称CPU）。 到1974年微解决器被应用于数控系统。这是由于小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微解决器经济合理。并且当时小型机可靠性也不抱负。初期微解决器速度和功能虽还不够高，但可以通过多解决器构造来解决。由于微解决器是通用计算机核心部件，故仍称为计算机数控。 到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）性能已发展到很高阶段，可以满足作为数控系统核心部件规定。数控系统从此进入了基于PC阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即1970年第四代-小型计算机；1974年第五代-微解决器和1990年第六代-基于PC（国外称为PC-BASED）。 还要指出是，虽然国外早已改称为计算机数控（即CNC）了，而国内仍习惯称数控（NC）。因此咱们寻常讲数控，实质上已是指计算机数控了。1.3 数控将来发展趋势 1）继续向开放式、基于PC第六代方向发展 基于PC所具备开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多数控系统生产厂家会走上这条道路。至少采用PC机作为它前端机，来解决人机界面、编程、联网通信等问题，由原有系统承担数控任务。PC机所具备和谐人机界面，将普及到所有数控系统。远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。 2）向高速化和高精度化发展 这是适应机床向高速和高精度方向发展需要。 3）向智能化方向发展 随着人工智能在计算机领域不断渗入和发展，数控系统智能化限度将不断提高。 （1）应用自适应控制技术 数控系统能检测过程中某些重要信息，并自动调节系统关于参数，达到改进系统运营状态目。 （2）引入专家系统指引加工 将纯熟工人和专家经验，加工普通规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具备人工智能专家系统。 （3）引入故障诊断专家系统 （4）智能化数字伺服驱动装置 可以通过自动辨认负载，而自动调节参数，使驱动系统获得最佳运营。1.4 微观看改造必要性 从微观上看，数控机床比老式机床有如下突出优越性，并且这些优越性均来自数控系统所包括计算机威力。 1）可以加工出老式机床加工不出来曲线、曲面等复杂零件。 由于计算机有高超运算能力，可以瞬时精确地计算出每个坐标轴瞬时应当运动运动量，因而可以复合成复杂曲线或曲面。 2）可以实现加工自动化，并且是柔性自动化，从而效率可比老式机床提高37倍。 由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入程序记住和存储下来，然后按程序规定顺序自动去执行，从而实现自动化。 3）加工零件精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要修配。 4）可实现多工序集中，减少零件在机床间频繁搬运。 5）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等各种自律功能，因而可实现长 时间无人看守加工。 1.5 数控化改造优缺陷 (1)减少投资额、交货期短 同购买新机床相比，普通可以节约6080费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床特别明显。普通大型机床改造，只花新机床购买费用1/3，交货期短。但有些特殊状况，如高速主轴、托盘自动互换装置制作与安装过于费工、费钱，往往改导致本提高23倍，与购买新机床相比，只能节约投资50左右。所运用床身、立柱等基本件都是重而结实锻造构件，而不是那种焊接构件，改造后机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用近年。但是受到本来机械构造限制，不适当做突破性改造。 (2)熟悉理解设备、便于操作维修 购买新设备时，不理解新设备与否能满足其加工规定。改造则否则，可以精准地计算出机床加工能力；此外，由于近年使用，操作者对机床特性早已理解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造机床一安装好，就可以实现全负荷运转。 (3)可充分运用既有条件 可以充分运用既有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。 (4)可以采用最新控制技术 可依照技术革新发展速度，及时地提高生产设备自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平机床。 1.6 数控回转工作台功能数控回转工作台是数控铣床、数控镗床、加工中心等数控机床不可缺少重要附件。它作用是按照控制装置信号或指令作回转分度或持续回转进给运动，以使数控机床能完毕指定加工工序。数控回转工作台重要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎同样，但它驱动是伺服系统驱动方式。它可以与其她伺服进给轴联动。数控回转工作台表面光滑平整，美观不易变型，耐高温、耐热、耐酸、耐碱，耐磨损、耐油、使用寿命长，也适合普通工厂作业与精密模具维修，仪器置放与检测等用途耐高温、耐磨损、耐油、使用寿命长，为多功能桌板，适合普通工厂、食品业、研究室、电子厂无尘室使用。回转工作台耐冲击、吸震、美观，适合普通工厂钳工作业、机具维修、生产线包装与保养厂作业及其他用途使用。并且回转工作台导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承及双列向心圆柱滚子轴承保持精确回转中心。数控回转工作台重要用途：是落地铣镗床，端面铣床等工作母机不可缺少重要辅机。可用作支承工件并使其作直线或回转等调节和进给运动，以扩大工作母机使用性能，缩短辅助时间，广泛合用于能源，冶金，矿山，机械，发电设备，国防等行业机械加工。1.7 数控回转转台分类转台是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件，用于加工有分度规定孔、槽和斜面，加工时转动工作台，则可加工圆弧面和圆弧槽等。转台按功能不同可分为通用转台和精密转台两类。 1.通用转台按构造不同又分为水平转台、立卧转台和万能转台。 2.精密转台用于在精密机床上加工或角度计量。常用有光学转台、数显转台和超精密端面齿盘转台。 1.8 数控回转工作台工作原理为了扩大工艺范畴，提高生产率，数控机床回转工作台除具备沿X、r、z三个坐标轴直线进给运动功能外，摇臂钻床往往还具备绕X、r、Z坐标轴圆周进给运动。数控机床用于实现回转运动部件重要就是回转工作台。数控机床回转工作台按安装方式又可分为立式、卧式、万能倾斜式；按照其伺服控制方式又可分为开环和闭环两种。数控机床回转工作台分度定位和分度工作台不同，数控机床它是按控制系统所指定脉冲数来决定转位角度，并没有其她定位元件。因而，对开环数控转台传动精度规定高比较、传动间隙还尽量要小。数控机床回转工作台还设有零点，当它作回零控制时，先迅速回转运动至挡块压合微动开关时，发出“迅速回转”变为“慢速回转”信号，再由挡块压合微动开关发出从“慢速回转”变为“点动步进”信号，最后由功率步进电动机停在某一固定通电相位上(称为锁相)，数控机床从而使转台精确地停在零点位置上。数控转台圆形导轨采用都是大型推力滚珠轴承，使回转灵活。径向导轨由滚子轴承及圆锥滚子轴承保证回转精度和定心精度。摇臂钻床用来调节轴承预紧力，可以消除回转轴径向间隙。摇臂钻床是来调节轴承调节套厚度，可以使圆导轨上有恰当预紧力，保证导轨有一定接触刚度。这种数控机床回转工作台可做成原则附件，回转轴可水平安装也可垂直安装，数控机床以适应不同工件加工规定。1.9 数控回转工作台构成数控回转工作台具备两个正交测试轴倾角仪作为测试工具，将倾角仪设立于待调平转台台面中心处，使倾角仪两个正交测试轴平行于转台台面，通过调节转台底座下调平机构使倾角仪两测试轴输出倾斜角度值转台即为调平状态。等分回转工作台与摆头是多坐标数控机床核心部件，老式采用高精度蜗杆蜗轮等传动转台与摆头不但制造难度大、成本高，并且难以达到高速加工所需速度和精度。因而必要另辟蹊径开发数控转台和摆头新型电磁驱动系统，以实现数控机床旋转运动坐标零传动驱动。数控回转工作台涉及转台底脚、圆形转台台面、四个安装在转台底脚上表面、以均角布置滚动轴承件和一安装在转台底脚上表面中心内装调心轴承中心支座，每一滚动轴承件涉及一第一滚动轴承和通过第一轮轴支撑第一滚动轴承支座，回转工作台台面下表面中心设立有一垂直向下第二轮轴，回转工作台台面安装在转台底脚之上，第二轮轴与中心支座中调心轴承内圈固定，而所述第一滚动轴承转动表面各与转台台面下表面滚动接触。1.10 本课题研究重要内容 通过对数控回转工作台设计，但愿学生熟悉机电一体化系统中机械系统设计过程，以及掌握运用AutoCAD或UG来绘制二维图形或创立三维实体能力。毕业设计环节是教学筹划中综合性最强实践教学环节，对培养学生思想、工作作风及实际能力、提高毕业生全面素质具备很重要意义。同步，对所学知识全面总结和综合应用，又为此后走向社会实际操作应用铸就了一种良好开端。对数控回转工作台设计重要是培养学生综合应用所学专业基本理论、基本技能和专业知识能力，培养学生建立对的设计思想，掌握工程设计普通程序、规范和办法。而工科类学生更应侧重于从生产第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术经用性岗位基本训练，通过毕业设计，可树立对的生产观点、经济观点和全局观点，实现由学生向工程技术人员过渡。1.11 设计准则咱们设计过程中，本着如下几条设计准则：1）创造性运用所需要物理性能2）分析原理和性能3）鉴别功能载荷及其意义4）预测意外载荷5）创造有利载荷条件6）提高合理应力分布和刚度7）重量要适当8）应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸9）依照性能组合选取材料10） 零件与整体零件之间精度进行选取11） 功能设计应适应制造工艺和减少成本规定 1.12 重要技术参数（1）最大回转半径：500 mm（2）回转角度：0360（3）回转精度：003（4）最大承载重量100（5）电液脉冲马达功率0.75kw（6）电液脉冲马达转速3000 rpm（7）总传动比：360第二章 方案比较与选取2.1 传动方案选取2.1.1 传动方案传动时应满足规定数控回转工作台普通由原动机、传动装置和工作台构成，传动装置在原动机和工作台之间传递运动和动力，并可实现分度运动。在本课题中，原动机采用应采用步进电机，工作台为T形槽工作台，传动装置由齿轮传动和蜗杆传动构成。合理传动方案重要满足如下规定：（1）机械功能规定：应满足工作台功率、转速和运动形式规定。（2）工作条件规定：例如工作环境、场地、工作制度等。（3）工作性能规定：保证工作可靠、传动效率高等。（4）构造工艺性规定；如构造简朴、尺寸紧凑、使用维护便利、工艺性和经济合理等。2.1.2 传动方式特点蜗杆传动特点：1)由于蜗杆相称于一种螺杆，当蜗杆导程角不大于摩擦角时，蜗杆传动带有自锁性，这时涡轮副只能由蜗杆驱动涡轮，不能由涡轮驱动蜗杆。2)蜗轮副传动构造紧凑，涡轮箱外形尺寸较小。3)蜗轮副传动平稳，无噪声4)蜗轮副传动是滑动摩擦，在传动中摩擦损害较大，因而传动效率较低。采用自锁蜗杆传动时，效率约为50%。5)由于蜗杆传动时，蜗杆和蜗轮轮齿间运动速度较大，摩擦也大，为了提高蜗轮副传动寿命，普通蜗杆采用钢材制造，而蜗轮采用耐磨材料如青铜等制造。齿轮传动特点：齿轮传动是由分别安装在积极轴及从动轴上两个齿轮互相啮合而成。齿轮传动是应用最多一种传动形式，它有如下特点1）能保证传动比稳定不变。2）能传递很大动力。- l7 4 o；M* I3 P9 J% 3）外廓尺寸小，构造紧凑、效率高。+Q u9 Q！A) c% z$ z7 U！e R2 4）制造和安装精度规定较高。 b) r8 P5 E7 U( q+ i) b/ y5）当两轴间距较大时，采用齿轮传动就比较笨重6）圆周速度及功率范畴广，应用最广泛7）不能缓冲，无过载保护作用，有噪音 2.1.3 传动方案及其分析 由图2-1所示，数控回转工作台传动方案有两种：方案一为一级和二级都是齿轮传动；方案二为一级齿轮传动，二级蜗杆传动。图2-1 传动方案方案一最大缺陷是：1.总传动比小；2.占用空间大；3.只能使工作台完毕回转功能，无法使工作台完毕自锁。而方案二虽然传动效率低，但以上三个功能所有都能完毕自锁。因此数控回转工作台传动方案为方案二：步进电机齿轮传动蜗杆传动工作台。该传动方案分析如下：齿轮传动承受载能力较高 ，传递运动精确、平稳，传递 功率和圆周速度范畴很大，传动效率高，构造紧凑。蜗杆传动有如下特点：1传动比大，在分度机构中可达1000以上。与其她传动形式相比，传动比相似时，机构尺寸小，因而构造紧凑。2传动平稳 蜗杆齿是持续螺旋齿，与蜗轮啮合是持续，因而，传动平稳，噪声低。3可以自锁 当蜗杆导程角不大于齿轮间当量摩擦角时，若蜗杆为积极件，机构将自锁。这种蜗杆传动惯用于起重装置中。4效率低、制导致本较高 蜗杆传动方面：齿面上具备较大滑动速度，摩擦磨损大，故效率约为0.7-0.8，具备自锁蜗杆传动效率仅为0.4左右。为了提高减摩擦性和耐磨性，蜗轮普通采用价格较贵有色金属制造。2.1.4 传动方案选取由以上分析可得：将齿轮传动放在传动系统高速级，蜗杆传动放在传动系统低速级，传动方案较合理。2.2 原动机选取2.2.1 步进电动机图2-2 步进电机步进电动机具备自身特色归纳起来有：(1)可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简朴便宜。 (2) 普通步进电机精度为步进角3-5%，角位移与输入脉冲数严格成正比，没有合计误差，具备良好跟随性，可以构成构造较为简朴而又具备定精度开环控制系统，也可在规定更高招度时构成闲环控制系统。 (3)无刷，电动机本体部件少，可靠性高。 (4)易于起动、停止、正反转及变速响应性也好 (5)停止时，可有自锁能力。 (6)步距角选取范畴大，可在几十角分至180度大范畴内选取。在小步距状况下普通 可以在超低速下高转矩稳定运营、普通可以不经减速器直接驱动负载。 (7)速度可在相称宽范畴内平滑调节。同步用一台控制器控制几台步进电动机可使它 们完全同步运营。 (8)步进电机自身噪声和振动较大，带惯性负载能力较差。 (9)由于存在失步和共振，因而步进电动机加减速办法依照运用状态不向而复杂化。 (10)步进电机只能通过脉冲电源供电才干运营，它不能直接使用交流电源和直流电源。（11）步进电机外表不容许较高温度。 步进电机温度过高一方面会使电机磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因而电机外表容许最高温度应取决于不同电机磁性材料退磁点；普通来讲，磁性材料退磁点都在摄氏130度以上，有甚至高达摄氏200度以上，因此步进电机外表温度在摄氏80-90度完全正常。（12）步进电机力矩会随转速升高而下降。 当步进电机转动时，电机各相绕组电感将形成一种反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它作用下，电机随频率（或速度）增大而相电流减小，从而导致力矩下降。（13）由步进电机与驱动电路构成开环数控系统，既非常简朴、便宜，又非常可靠，同步，它也可以与角度反馈环节构成高性能闭环数控系统。（14）速度可在相称宽范畴内平滑调节，低速下仍能保证获得大转矩，因而，普通可以不用减速器而直接驱动负载。（15）步进电机存在振荡和失步现象，必要对控制系统和机械负载采用相应办法。（16）步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。2.2.2 伺服电机 图2-3 伺服电机伺服电机与步进电机相比长处：(1)精度：实现了位置，速度和力矩闭环控制；克服了步进电机失步问题；(2)转速：高速性能好，普通额定转速能达到3000转；在其额定转速以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。(3)适应性：抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩负载，对有瞬间负载波动和规定迅速起动场合特别合用； (4)稳定：低速运营平稳，低速运营时不会产生类似于步进电机步进运营现象。合用于有高速响应规定场合； (5)及时性：电机加减速动态相应时间短，普通在几十毫秒之内； (6)舒服性：发热和噪音明显减少。(7)过载能力：具备速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间惯性力矩。避免了力矩挥霍现象。(8)控制性能：伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，普通不会浮现步进电机丢步或过冲现象，控制性能更为可靠。 伺服电机分为直流伺服电机和交流伺服电机： 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，构造简朴，启动转矩大，调速范畴宽，控制容易，需要维护，但维护以便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有规定。因而它可以用于对成本敏感普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运营温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。但当前价格高。交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，当前运动控制中普通都用同步电机，它功率范畴大，可以做到很大功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而迅速减少。因而适合做低速平稳运营应用。免维护，性价比高。2.2.3 电液脉冲马达：电液脉冲马达由步进电机和液压伺服机构（即扭矩放大器）所构成。由步进电机接受数字控制装置发出脉冲信号，把它转换或角位移。经液压随动阀和油马达构成伺服机构做功率放大后，驱动机床工作台或刀架，使之进行精准定或作进给运动。是当前数控系统中特别是开环系统中比较抱负伺服元件。电液脉冲马达广泛应用在自动控制、同步控制和各种数控机床上。其长处为：角位移精确、反映迅速、调节范畴广，在低速下可以得到很高输出力矩，刚性好，时间常数小，反映快，速度平稳等。缺陷为：液压系统需要供油，体积大，噪声，漏油等。图2-4 电液脉冲马达采用电液脉冲马达为驱动单元，其机构也比较简朴，重要是变速齿轮副、滚珠丝杠副，以克服爬行和间隙等局限性。普通步进电机每加一种脉冲转过一种脉冲当量；但由于其脉冲当量普通较大，如0.01mm，在数控系统中为了保证加工精度，广泛采用电液脉冲马达细分驱动技术。2.2.4 原动机选取由于步进电机输出扭矩当前还不能做得太大，且随着输出扭矩增大，其惯量亦增大，使它起停顿率受到限制，且相比较之下电液脉冲马达在数控机床上经济性和实用性都较伺服电机好，并且电液脉冲马达已经广泛应用在数控机床上，各方面都比较成熟，故综合比较之下选取电液脉冲马达。2.3 回转台类型选取数控回转工作台有两种型式：开环回转工作台、闭环回转工作台。两种型式各有特点：（1） 开环回转工作台开环回转工作台和开环直线进给机构同样，都可以用步进电机来驱动。开环控制数控机床特点是不带检测反馈装置，该系统伺服驱动装置重要是步进电机、电液脉冲马达等。数控装置将工件加工程序解决后，输出指令脉冲信号，由 图2-5 开环回转工作台数控系统送出进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，驱动执行部件。步进电机只要变化指令脉冲数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动位移量、速度和运动方向。这种系统不将所测得实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统。该系统位移精度重要决定于步进电机角位移精度，齿轮等传动元件精度，因此系统位移精度较低。开环控制系统由于没有检测装置，也就没有纠正偏差能力，因而它控制精度较低。但该系统具备构造简朴、调试维修以便、工作可靠度高、成本价格低，易改装成功等长处。（2） 闭环回转工作台 闭环回转工