引言

：当今世界技术领域，自动化控制技术是实际应用最为广泛、发展势头最

为强劲、经济效益最为明显的技术之一。单片微型计算机是专门为工业应用设计
的

,我国目前有不少单位使用单片机实现低档的经济型数控系统。8051 系列单片

微机已成为应用最广泛的机种

.除了用低档的经济型数控机床的 CPU 之外,在多

处理机构成的全功能

CNC 系统中也常用单片微机实现伺服驱动等功能。

步进电动机的运行性能与电动机本身的特性、负载有关

,而且与其配套使用的驱

动电源有着密切的关系

.步进电动机的运行性能是步进电动机和驱动电源的综合

结果

,选择性能良好的驱动电源对于发挥步进电动机的性能是十分重要的.

交流异步电动机的调速始终是一个不好解决的难题。直到二十世纪七十年代，

由于计算机的产生，以及近二十年来新型快速的电力电子元件的出现，才使得
交流异步电动机调速成为可能，并得到迅速的普及。根据电机学理论，交流异步
电动机的转速可由公式

n=60fp(1-s)可知，改变电源频率来实现交流异步电动

机的调速方法效果最理想，这就是所谓的变频调速。

一、数控机床的机械结构

1、数控车床概述

数控车床又称为

CNC（Computer Numerical）车床，即用计算机数字控制的车床。卧式车

床是靠手工操作机床来完成各种切削加工，而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控
系统中，由数控系统通过车床

X、Z 坐标轴的伺服电动机去控制车床进给运动部件的动作顺

序、移动量和进给速度，再配以主轴的转速和转向，便能加工出各种形状不同的轴类或盘类
回转体零件。因此，数控车床是目前使用较为广泛的数控机床。

2、数控车床主传动系统

MJ-50数控车床其传动系统图如图 1所示。其中主运动传动系统由功率为

11/15KW的AC伺服电动机驱动，经1：1的带传动带动主轴旋转，使主轴在
35-3500r/min的转速范围内实现无级调速，主轴箱内部省去了齿轮传动变速
机构。因此减少了原齿轮对主轴的影响，并且维修方便。
3、主轴箱结构

主轴采用两支承结构，前支承由一个双列圆柱滚子轴承

11和一对角接触球轴

承

10组成，轴承11用来支承受径向载荷，两个角接触球轴承一个大口朝向主轴

前端，另一个大口朝向主轴后端，用来承受双向的轴向载荷和径向载荷。前支承
轴承的间隙用螺母

1和6来调整。螺钉17、13起防松作用。主轴的支承形式为前端

定位，主轴受热膨胀向后伸长。前后支承所用的双列圆柱滚子轴承的支承刚性好
允许的极限转速高。而角接触球轴能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高
该支承结构能满足高速大载荷切削的需要。
4、进给传动系统及传动装置

X轴和Z

轴进给分别由步进电动机驱动，

X轴进给传动装置的结构简图。步进

电动机

15经同步带轮14和10以及同步带12带动滚珠丝杆6回转，其上螺母7带

动刀架

21沿滑板1的导轨移动，实现X轴进给运动。滚珠丝杠的前支承3由三个

角接触球轴承组成，其中一个轴承大口向前，两个轴承大口向后，分别承受双