（1）机床采用传统的卧式车床布局，整体设计，密封性好，符合安全标准。床身、床鞍等主要基础基础件均采用耐磨铸铁铸造，人工实效处理，整机稳定优越。 （2）机床纵、横向运动采用伺服电机、精密滚珠丝杆副、高刚性精密复合轴承传动、脉冲编码器位置检测的半闭环CNC控制系统。机床导轨采用超音频淬火加粘塑工艺，各运动轴响应快、精度高、寿命长。 （3）机床功能齐全、操作简便、精度稳定、工作可靠。
（4）机床的床头箱结构简单合理、品种多、针对性强。主轴系统的前后支架采用高精度轴承，具有转速高、刚性强、精度高、热变形小、运转平稳、噪音低的显著特点。
（5）机床采用先进的集中润滑方式、定时、定量自动间歇式润滑泵润滑，工作稳定可靠满足清洁生产的环保要求，机床采用的半防护、全防护装置，美观、独特、防削，维护方便。
（6）机床标准配置采用国内名牌的立式四工位刀台。特殊配置可选用卧式六工位刀台。
（7）机床可根据用户要求配置手动、液压卡盘。
表2-1 CK6132参数表 项 目 床身上最大回转直径 床鞍上最大回转直径 加工范围 最大加工直径 / 长度 机床顶尖距 主轴通孔直径 主轴头型式 主轴 主轴内孔锥度 主轴鼻端尺寸 主轴转速 卡盘直径 mm mm mm mm r/min mm Φ320/260 410 Φ41 A 2 - 5 MT No.5 Φ82.563 100 ～ 3000 Φ165 8
单位 mm mm CK6132 Φ380 Φ180 主轴电机功率 X/Z轴行程 X/Z轴快移速度 行程 X/Z轴电机功率 X/Z轴电机扭矩 刀架型式 刀架 刀位数 刀具尺寸 套筒直径 / 行程 尾座 套筒内孔锥度
Kw mm m/min Kw Nm mm mm 4 205/280 8/10 1.2/1.6 4/6 立式 4 20x20 Φ52/100 MT No.4
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3 电气原理设计
3.1 主轴驱动分析
(1) 数控机床对主轴驱动系统的要求
随着数控技术的不断发展，传统的主轴驱动已不能满足数控技术的需要。现代数控机床对主轴传动系统提出了更高的要求，具体要求为：
a）对功率的要求。要求主轴电动机有2.2?250 Kw的功率范围，既要能输出大的功率，又要求主轴结构简单。
b）宽调速范围。数控机床主轴驱动系统要求在1:(100?1000)范围内进行恒转矩和1:10的恒功率调速，而且要求主轴在正、反向转动时，均可进行加减速控制，即要求具有四象限驱动能力。
c）定位准停功能。为了使数控车床具有螺纹切削功能，要求主轴能与进给驱动实行同步控制；在加工中心上，为了自动换刀，还要求主轴具有高精度的准停功能。
为了实现上述要求，在早期的数控机床上，多采用直流主轴驱动系统，但由于直流电动机的换向限制，大多数系统恒功率调速范围都很小，且直流电动机结构复杂，寿命短、维修量大。因此，随着大功率电力电子元件和变频技术的发展，现在的数控机床上大多使用交流主轴驱动系统。当前,世界上高速加工数控机床异军突起，电主轴应运而生。在今后一个时期内，电主轴将是数控机床主轴驱动系统的一个发展方向。 (2) 串行主轴与模拟主轴的区别
主轴控制在CNC 中，主轴转速通过S指令进行编程，被编程的S指令可以转换为模拟电压或数字量输出，因此主轴的转速有两种控制方式：利用模拟量输出进行控制（简称模拟主轴）和利用串行总线进行控制（简称串行主轴）。模拟主轴控制通过CNC内部附加的 D/A 转换器，自动将S指令转换为-10V～+10 V 的模拟电压。CNC所输出的模拟电压可通过主轴速度控制单元实现主轴的闭环速度控制，在调速精度要求不高的场合，也可以使用通用变频器等简单的开环调速装置进行控制。主轴驱动装置总是严格保证速度给定输入与电机输出转速之间的对应关系。如：当速度给定输入10V时，如果电机转速为6000r/min，则在输入5 V
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时，电机转速必3000r/min。模拟主轴与串行主轴的区别见下表：
表3-1 模拟主轴与串行主轴的区别
项目 主轴模拟量控制 串行主轴控制 通过串行通信传输的内主轴转速输出 -10V—+10V的模拟量 部数字信号 模拟量控制的主轴驱动单元 主轴驱动装置 (如变频器） 动装置 数控系统专用的主轴驱普通的三相异步电动机主轴电动机 或者变频电动机 数控系统专用的主轴伺服电动机 在CNC上设定与调整，并在主轴驱动装置上设定主轴参数设定 与调整 到主轴驱动装置中 利用串行总线自动传送从编码器到主轴驱动装主轴位置检测连接 直接由编码器连接到CNC 置，再由主轴驱动装置到CNC 利用主轴驱动装置上的主轴正、反转启动与停外部接点输入信号进行止控制 控制 信号进行控制 利用CNC和PMC之间的内部3.2 电气元件选型
(1) 主轴伺服电机的选择
伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。伺服电机的构造与普通电机是有区别的，要满足快速响应和定位。数控机床对伺服电机的要求主要为：机械特性刚性好。要求伺服电机的速降小、刚度大，即在外部干扰力（切削力、重力等外力）作用下，这些力从工作部件传到电机轴上产生的转角位置变化小。
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a）快速响应。这在轮廓加工，特别对曲率大加工对象进行高速加工时要求较严格。
b）调速范围宽。这可以使数控机床适用于各种不同的刀具、加工材质，适应于各种不同的工艺内容。
c）低速大转矩，并要求一定的过载转矩。机床进给机械负载的性质主要是克服工作台的摩擦力和切削力，因此主要是“恒转矩”的性质。
原则上应根据负载来选择伺服电机。电机轴上的负载有两种，即阻尼转矩和惯量负载，这两种负载都要正确地计算，其值应满足下列条件：
a) 当机床作空载运行时，在整个速度范围内，加在伺服电机轴上的负载转矩应在电机连续额定转矩范围内，即在转矩—转速特性曲线的连续工作区。 b) 最大负载转矩、负载周期以及过载实验都在提供的特性曲线的准许范围内。 c) 电机在转/减速过程中的转矩应在加减速区（或短时间工作区）之内。 d) 对要求频繁启动、制动以及周期性变化的负载，必须检查它在一个周期中的转矩均方根值，它应小于电机的连续额定转矩。
e) 加在电机轴上的负载惯量大小对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生影响。惯量即物体转动时的惯性，与物体的质量、直径有关。通常，当负载惯量小于电机转子惯量时，上述影响不大。但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时，会使灵敏度和响应时间受到很大的影响，甚至会使伺服放大器不能再正常调节范围内工作，所以对这类惯量应避免使用。 下图为FANUC βis 3/5000伺服电动机： β—— 伺服电机系列名称 i —— 系列号
s —— 电机类型（s：强磁材料） 3/—— 失速转矩 （N˙m） 5000 —— 最高转速 （r/min）
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