本章主要介紹了鏜銑加工中心的機械結(jié)構(gòu)、伺服電機的計算、UMAC運動控 制器的特點、主要功能以及相關(guān)板卡的功能，根據(jù)需要選擇了 UMAC的板卡及伺 服系統(tǒng)的控制方式。根據(jù)加工中心的特點，結(jié)合UMAC和NUM伺服系統(tǒng)設計出 了機床電氣原理圖。
完整的精工系統(tǒng)有軟件部分和硬件部分，軟件在硬件的支持下運行，離開軟 件，硬件便無法工作，兩者缺一不可，而軟件是精工系統(tǒng)工作的控制核心； UMAC的鏜銑加工中心的精工系統(tǒng)是在工控機的基礎上對UMAC運動控制器進行 二次開發(fā)，將工控機與UMAC結(jié)合在一起，充分發(fā)揮各自的職能和優(yōu)勢。利用上 位機開發(fā)的精工系統(tǒng)是整個加工中心的指揮中心，其設計的好壞直接影響加工中 心的精度和穩(wěn)定性。
本文將TH6213臥式鏜銑加工中心主軸以及主軸箱部件作為研宄對象，通過CAD 建模以及有限元分析方法，分別對主軸部分以及減速箱部分進行熱特性分析建模，得 到其溫度場分布以及熱應變等數(shù)據(jù)，接下來通過主軸箱跑車試驗驗證有限元分析結(jié)果 的正確性，同時也為進一步進行熱誤差補償以及冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計提供了理論 依據(jù)。
制造業(yè)的發(fā)展關(guān)系到一個國家的經(jīng)濟發(fā)展與國防建設，是衡量我國工業(yè)化水 平的重要標志。精工機床作為制造業(yè)的母機，承擔著國防建設與經(jīng)濟發(fā)展的重任， 世界各國都在積極研宄發(fā)展新技術(shù)，進行精工技術(shù)的創(chuàng)新，從而提高國家制造業(yè) 水平。
課題中鏜銑加工中心采用的是“IPC+UMAC運動控制器”的開放式的精工系統(tǒng)，該精工系統(tǒng)既可以充分發(fā)揮工控機（IPC)的資源優(yōu)勢，也可以充分挖掘UMAC 提供的資源，在滿足加工中心要求的前提下，真正實現(xiàn)精工系統(tǒng)的開放性特點。
精密復合式鏜銑加工中心的床身是機床的基礎大件，是機床其他附件的主要 支承體，是機床的主要基準，因此，床身的特性將直接影響到機床的加工精度。為 了能滿足機床高性能的技術(shù)要求，對床身的結(jié)構(gòu)設計以及優(yōu)化分析是至關(guān)重要的。 在結(jié)構(gòu)的設計優(yōu)化方面，需要優(yōu)選出具有良好靜、動態(tài)性能的床身結(jié)構(gòu)，從而使 機床具備較高的穩(wěn)定性和抗振性[57_59]。
機床在現(xiàn)代機械加工制造業(yè)中主要用于對各種零件的成型加工，是一種效率高、 周期短的先進生產(chǎn)工具。企業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品的質(zhì)量、對市場需求的應變能力以及 產(chǎn)品的換代速度都在相當大的程度上依賴于機床設備的裝備程度[1]。所以，機床工業(yè) 占據(jù)了機械產(chǎn)業(yè)的重要部分。
復合式鏜銑加工中心是一種集鏜床和銑床功能于一體的機床，具有加工效率 高和功能齊全等特點，現(xiàn)已應用于很多領域的產(chǎn)品加工。復合式鏜銑加工中心的 機械結(jié)構(gòu)決定了該機床的精工系統(tǒng)應具有多軸多通道的功能，而國內(nèi)很少有適合 該類機床的精工系統(tǒng)。為了解決該類精工系統(tǒng)的問題，本文提出并研宄了一種基 于多軸運動控制器UMAC的開放式精工系統(tǒng)，該精工系統(tǒng)采用的是“NC嵌入PC” 型結(jié)構(gòu)。
本章針對復合式鏜銑加工中心床身結(jié)構(gòu)進行設計與優(yōu)化，首先根據(jù)加工中心 的技術(shù)要求確定床身長、寬、高的基本尺寸，然后建立了三種不同筋板布置型式 的床身結(jié)構(gòu)，通過有限元分析的方法比較了筋板布置型式以及筋板厚度變化對床 身質(zhì)量以及靜動態(tài)特性的影響，最后基于床身綜合性能的層次分析法與筋板厚度 的靈敏度分析，得出筋板的最優(yōu)布局形式與筋板的最佳厚度，研究表明：機床床 身“井”字型筋板布局已經(jīng)具有良好的靜動態(tài)特性，合理地選擇筋板型式以及筋 板厚度尺寸是提高床身靜動態(tài)特性的一種重要手段。
隨著先進制造技術(shù)的發(fā)展，對于機械制造業(yè)來說，高性能的加工制造不僅是 高速，而是高效率和高質(zhì)量，總體表現(xiàn)為一個中心（加工效率）和四項基本支持 技術(shù)（高速、高精、高可靠性和環(huán)保）。本課題所研制的精密復合式鏜銑加工中 心是一種針對復雜箱體類零件加工并適應a前精工機床行業(yè)以高速化為先導、向 高效柔性化和高精化方向發(fā)展的重要精工機床。
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