14樣子-14機械本YJN正文-數(shù)控車床的經(jīng)濟型改造技術應用解析

1、畢業(yè)設計 （論文）第 1 頁 共 31 頁畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用摘要了解數(shù)控機床的概念，所謂數(shù)字控制是按照含有機床（刀具）運動信息程序所指定的 順序自動執(zhí)行操作的過程。而計算機數(shù)控機床就是數(shù)控機床在計算機監(jiān)控下進行工作。 它的優(yōu)點很多,可以在同一機床上一次裝夾可完成多個操作，生產率顯著提高等優(yōu)點， 但它的價格昂貴。由于我國現(xiàn)在使用的機床大多數(shù)為普通車床，自動化程度低,要更新 現(xiàn)有機床需要很多資金。為了解決這個問題,也為了適應多品種中、小批量零件加工我 們選擇機床經(jīng)濟型數(shù)控改造。本次設計主要為縱向進給系統(tǒng)的設計，其中包括縱向進給 系統(tǒng)改造方案的確定，各零部件的設計。關鍵

2、詞：數(shù)控、車床、改造、縱向進給畢業(yè)設計 （論文）第 2 頁 共 31 頁畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用、八前言數(shù)控機床經(jīng)濟型改造,實質是機械工程技術與微電子技術的結合。 經(jīng)改造后的機床加 工的精度、效率、速度都有了很明顯的提高，適合我國現(xiàn)在經(jīng)濟水平的發(fā)展要求。本次畢業(yè)設計中，我們對有關數(shù)控機床及數(shù)控改造的相關書籍、刊物進行大量閱讀 收集了很多資料,了解了數(shù)控機床的基本概念， 數(shù)控機床的發(fā)展概況， 數(shù)控機床的組成及 其工作原理，擴大了我們的知識面。隨著科學技術的發(fā)展,現(xiàn)代機械制造要求產品的形狀和結構不斷改進， 對零件的加工質 量的要求也越來越高。 隨著社會對產品多樣化要求的增強

3、， 產品品種增多,產品更新?lián)Q代 加速。數(shù)控機床代替普通機床被廣泛應用是一個必然的趨勢。同時，數(shù)控機床將向著更 高的速度、精度、可靠性及完善性的功能發(fā)展。畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第 3 頁共 31 頁第一章概 述一、數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力 勞動的工具。它與人類在農業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比， 起了質的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎。6年后，即在1952年，計算機技術應用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。 從此，傳統(tǒng)機床產生了質的變化。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)

4、歷了兩個階段和六代的 發(fā)展。1、數(shù)控（NQ階段（19521970年）早期計算機的運算速度低，對當時的科學計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路搭成一臺機床專用計算機作為數(shù) 控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控（HARD-WIRED NC簡稱為數(shù)控（NQ。隨著元器件的 發(fā)展，這個階段歷經(jīng)了三代，即1952年的第一代-電子管；1959年的第二代-晶體管;1965年的第三代-小規(guī)模集成電路。2、計算機數(shù)控（CNC階段（1970年現(xiàn)在）到1970年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批生產。于是將它移植過來作為數(shù)控系 統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)控（CNC階段（把計算機前

5、面應有的通用兩個 字省略了）。到1971年，美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部 件-運算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（MICROPROCESSOR又可稱為中央處理單元（簡稱CPU。到1974年微處理器被應用于數(shù)控系統(tǒng)。這是因為小型計算機功能太強，控制一臺機床能力有富裕（故當時曾用于控制多臺機床，稱之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用合理。而且當時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但 可以通過多處理器結構來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算 機數(shù)控。到了

6、1990年，PC機（個人計算機，國內習慣稱微機）的性能已發(fā)展到很高的階段， 可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求。數(shù)控系統(tǒng)從此進入了基于PC的階段?？傊嬎銠C數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即1970年的第四代-小型計算機；1974年的第五代-微處理器和1990年的第六代-基于PC（國外稱為PC-BASED。還要指出的是，雖然國外早已改稱為計算機數(shù)控（即CNC了，而我國仍習慣稱數(shù)控（NQ。所以我們日常講的數(shù)控，實質上已是指計算機數(shù)控了。二、數(shù)控機床及其特點數(shù) 控機床（Numerical Co ntrol Mach ine Tools）是指采用數(shù)字形式信息控制機床。詳言之，凡是用數(shù)字化的代碼將零件加工過程

7、中所需的各種 操作和步驟以及刀具與工件之間的相對位移量等記錄在程序介質上，送入 計算機或數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼、運算以及處理，控制機床的刀具與工件的 相對運動，加工出所需要的工件的一類機床即為數(shù)控機床。數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是 一種靈活的、高效能的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、 小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，采用數(shù)控機床 有以下幾方面的好處：1提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產品質量穩(wěn) 疋；2提高生產效率，一般約提高效率35倍，使用數(shù)控加工中心機床則 可提高生產率510倍；3可加工形狀復雜的零件；4減輕了

8、勞動強度，改善了勞動條件；5有利于生產管理和機械加工綜合自動化的發(fā)展。然而，數(shù)控機床畢竟是一種高度自動化的機床，技術復雜，成本較高。畢業(yè)設計（論文）第 4 頁共 31 頁在實際采用時，一定要充分考慮其技術經(jīng)濟效果。目前，選用數(shù)控機床時 主要考慮以下三種因數(shù)：即單件、中小批量的生產；形狀比較復雜，精度 要求高的加工；產品更新頻繁，生產周期要求短的加工。凡是符合這三種 因 素 之 一 的 情 況 ， 采 用 數(shù) 控 機 床 ，對 于 改 進 產 品 質 量 、 減 輕 工 人 勞 動強 度 、 提高經(jīng)濟效益等，都會獲得顯著的效果。畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用三、數(shù)控機床的工藝范

9、圍及加工精度1.數(shù)控機床的工藝范圍：根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點及國內外大量應用實踐，一般可按適用程度將 零件分為三類：（1）最適用類1） 形 狀 復 雜 ， 加 工 精 度 要 求 高 ， 用 通 用 機 床 無 法 加 工或 雖 然 能 加 工 但 很難保證產品質量的零件。2）用數(shù)學模型描述的復雜曲線或曲面輪廓零件。3）有 難測 量 、難 控 制 進給 、難 控 制尺 寸 的 不 開敞 內 腔 的殼 體 或 盒型 零 件 。4）必 須 在依 次 裝 夾中 合 并 完成 銑 、 鏜、 鉸 或 螺 紋等 多 工 序的 零 件 。（2） 較 適用 類1） 在 通 用 機 床 加 工 時 極 易 受 人

10、為 因 素 （ 如 ：情 緒 波 動、 體 力 強 弱、 技 術水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質量失控會造成重大經(jīng)濟損失的 零件；2）在通用機床上加工時必須制造復雜的專用工裝的零件。3）需要多次更改設計后才能定型的零件。4）在通用機床上加工需要作長時間調整的零件。5）用通用機床加工時，生產率很低或體力勞動強度很大的零件。（3） 不 適用 類1）生 產 批量 大 的 零件 。畢業(yè)設計 （論文） 第 5 頁 共 31 頁畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 6 頁 共 31 頁2）裝夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件。3） 加工余量不穩(wěn)定，且數(shù)控 機

11、床上無在線檢測 系統(tǒng)可自動調整零件坐標 位置的零件。4）必須 用特定的 工 藝裝 備協(xié)調加 工的 零件 。2.數(shù)控機床的加工精度：看一臺機床水平的高低，要看它的重復定位精度，一臺機床的重復定 位 精 度 如 果 能 達 到0.005mm（ISO標 準.、統(tǒng) 計 法）,就 是 一 臺 高 精 度 機 床 ，在0.005mm（ISO標準.、統(tǒng)計法）以下，就是超高精度機床，高 精度的機床，要 有最好的軸承、絲杠。超精密加工目前是指尺寸和位置精度為0.010.3卩m形狀和輪廓精 度為0.0030.1卩m,表面粗糙度鋼件RcK0.05卩m銅件RcK0.01卩m,國內研制的超精密數(shù)控車床、 數(shù)控銑床已投入

12、生產使用。當前在品種上需 發(fā)展超精密磨床和超精密復合加工機床, 同時要進一步提升超精密主軸單 元、 超精密導軌副單元、 超精密平穩(wěn)驅動系統(tǒng)、 超精密輪廓控制技術及納 米級分辨率數(shù)控系統(tǒng)的性能并加快其工程化。超精密機床主要用于解決國內高新技術和國防關鍵產品的超精密加 工, 雖然需求量不很大, 但它是一項受國外技術封鎖的敏感技術。 另一方 面, 超精密加工技術的深化研究, 它的成果的下延將有助于需要量大的加 工精度在亞微米級的高精密機床的研發(fā)和產業(yè)化。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10卩m提高到5卩m,精密級加工中心則從35卩m,提高到11.5卩m,并且超精 密加工精度已

13、開始進入納米級（0.01卩m）。 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置 的mtbf值已 達6 000h以上, 伺服系統(tǒng)的mtbf值達到30000h以上, 表現(xiàn) 出非常高的可靠性四、數(shù)控機床的經(jīng)濟分析1.實用性畢業(yè)設計 (論文 ) 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用選 購 數(shù) 控 機 床 時 ，企 業(yè) 要 有 明 確 的 目 的 和 出 發(fā) 點 ，首 先 考 慮 的 是 數(shù) 控機床的實用性。(1)數(shù) 控 機 床 規(guī) 格 、精 度 的 實 用 性 。在 選 擇 數(shù) 控 機 床 時,首 先 應 確 定 數(shù)控 機 床 上 加 工 的 典 型 零 件 。零 件 的 尺 寸 決 定 機 床 的 加 工 范 圍 ；零 件 關

14、 鍵 部位的精度決定了所選機床的精度等級 。機床精度的評定指標較多，因數(shù)控 機床類別而異,但共有的關鍵項目是定位精度、重復定位精度以及綜合加 工精度。定位精度與傳動鏈各環(huán)節(jié)的彈性、間隙等因素有關,反映了機械 系 統(tǒng) 中 的 扭 曲 、撓 度 、爬 行 、共 振 等 諸 因 素 造 成 的 綜 合 誤 差 。這 些指 標 既 反映了伺服機構的剛度,也說明了位置反饋測量系統(tǒng)的質量。重復定位精 度反映了數(shù)控軸在全行程內定位點的 穩(wěn)定性，傳動鏈剛性直接影響重復定 位 精 度 。綜 合 加 工 精 度 指 最 后 加 工出 來 的 工 件 尺 寸 與 所 要 求 尺 寸 之 間 的 誤 差。選購時應避免

15、盲目追求高精度，注意機床精度與工件精度相匹配。(2)數(shù)控 系統(tǒng) 功能 的實 用性 。 數(shù)控 系統(tǒng) 功能 可分 為基 本 功 能與選用 功 能,各知名品牌數(shù) 控系 統(tǒng)的 基本 功能 差別 不大 。除基本功 能以 外,數(shù)控 系 統(tǒng)還為用戶提供多種可選功能。通常數(shù)控系統(tǒng)具備的基本功能比較便宜,而特定選擇的功能很貴。在可供選擇的功能模塊中,性能差別很大,價格 也 相差 數(shù)倍 ，所以要根 據(jù)加工要 求和機 床性 能的需要 來選 擇。從 控制 方式 、 驅 動形 式 、反 饋 形 式 、檢 測 、操 作 方 式 、接 口 形 式 和 故 障 診 斷 等 方 面 來 衡 量,合理地選擇適合機床的可選功能,放

16、棄可有可無或不實用的可選功 能。比如，自動換刀裝置(ATC)是加工中心的基本特征,ATC裝置的投資 往往占整機的30%50%。因此在滿足使用要求的前提下盡量選用結構簡 單和可靠性高的ATC,以提高機床的可靠性和降低整機的價格。 應當注 意，單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價,應盡可能在購買主機時一并購置部分易損部件及其他附件。2.經(jīng)濟 性。經(jīng)濟性是指選用的數(shù)控機床在滿足加工要求的條件下,所支付的 “錢”最少或較為合理的。經(jīng)濟性往往是和實用性緊密相連的,機床選得 實用、經(jīng)濟,可避免不必要的浪費,避免以高代價換來功能過多而又不實 用的較復雜的數(shù)控機床，避免在操作使用、維護

17、保養(yǎng)等諸多方面帶來困難。畢業(yè)設計 (論文) 第 7 頁 共 31 頁畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 8 頁 共 31 頁數(shù)控機床的設計使 用壽命一般為7年,主要以數(shù)控方面的使 用壽命 為 準 。同 時 還 得 考 慮 市場 占 有 率,市 場 占 有 率 高 的 數(shù) 控 設 備 說 明 是 旺 銷 產 品,已受到 多數(shù)用 戶的 青睞 和肯 定,一般 不會 有太多 的質量問 題。選購數(shù)控機床應考 慮投 資回報,能夠在短 期內收回投資 的機 床才是 好 機 床 。因 為 數(shù) 控 機床 的 主 要 優(yōu) 勢 是 實 現(xiàn) 工 序 集 中 ，從 而 提 高 生 產

18、率 和 加 工精度，所 以數(shù)控機床既適于單件小批生產，又 適于大批量 生產。多數(shù)中 小型企業(yè)購買的數(shù)控機床用于批量生 產，因為批量生產不僅節(jié)省編程、對 刀等輔助時間，提 高機床利用率；而 且對操作者的技術要求 不高，人工費 用 也 相 對 較低 。所 以 用 于 大 批 量 生 產 的 機 床 投 資 回 報 較 快 。少 數(shù) 產 品 附 加 值 高 ，具 有 一定 經(jīng) 濟 實 力 的 企 業(yè) ，為 了 生 產 組 織 方 便 而 購 買 用 于 單 件 生 產 的數(shù)控機床。機 床利用率較低時，不 僅要考慮設備的使用費 用，比 如潤滑 油 、冷 卻 液 、電 力 消 耗 等 ，還 要 計 算設

19、 備 折 舊 。另 外 一 個 不 可 忽 視 的 因 素 是 設 備 的 貶 值 ，數(shù) 控 機 床 的 升 級 、更 新較 快 ，同 配 置 的 一 臺 機 床 ，現(xiàn) 在 售 價40萬 ， 三 年 后 可 能 降 至35萬 ， 這 樣 算 起來 貶 值 和 折 舊 一 樣 不 可 忽 視 。 所以沒有定型產品或產品附加值較低 的中小型企業(yè)，在購置貴重數(shù)控設備 之 前 ，一 定 要 充 分 研 究 收 回 投 資 的 周 期 。有 些 企 業(yè) 事 先 確 定 較 穩(wěn) 定的 批 量 加 工 意 向 ，甚 至 已 經(jīng) 接 到 訂 單 ，選 購 機 床 時 要 求 機 床 廠 為 其 準 備 工 裝

20、 、編 制 程序 、培 訓工 人，即 所謂“ 交鑰匙” 工程，這 是投 資數(shù)控機 床最理想 的 情況。3.穩(wěn)定 可靠性。數(shù)控設備 的可靠性是廣大數(shù)控設備用戶必須關 心的焦點問題,因 此 在選用數(shù)控設備時應注 意生 產廠家 的規(guī)模和市場占有 率,確認其 產品是 否達到國家規(guī)定的 平均無故障時間標準（規(guī)定為500h）。目前多數(shù)機床廠 都采購成熟的數(shù)控系統(tǒng)和零部件進行 組裝。國內應用較多的數(shù)控系統(tǒng)有日 本FANUC德國的西門子等。立式加工中心的床身出自昆明和南京的居多， 而 床身 中的 直線 導軌 、主 軸又 分別 來自 德國 和臺灣 等地。所以 機 床的主 要 零部件的質量一般是可靠的，需要重點考

21、察的是數(shù)控機床組裝企業(yè)的售后 服務網(wǎng)絡是否健全,服務隊伍的素質是否能勝任工作,服務能否及時,是否能履行承諾等。五、數(shù)控機床的發(fā)展趨向1.繼續(xù)開放式，基于PC的第六代發(fā)展方向，基于PC的所具有的開放 性的成本， 高可靠性， 軟硬件資源豐富等特點， 更多的數(shù)控系統(tǒng)， 生產廠 家會走上這條路，至少采用PC機作為他的前端機來處理人機界面、編程、 聯(lián)絡通訊等問題，由原有的系統(tǒng)擔任數(shù)控的任務，PC機所具有的友好的人 機界面， 將畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 9 頁 共 31 頁普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。2.向高速化和高精度發(fā)展這是適應機床向高速和高精度發(fā)展方向 的需

22、要。3.向智能化方向 發(fā)展隨著人工智能在計算機領域的不斷深入和發(fā)展， 數(shù)控系統(tǒng)的智能化程 度將不斷提高。（1）.自適應控制技術， 數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中的一部分重要信息， 并自動調整好系統(tǒng)的有關系數(shù)， 達到改進整個系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。（2）.引入專家系統(tǒng)指導加工， 將熟練工人和專家的經(jīng)驗以及加工的 一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中， 以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐， 建立具有人 工智能的專家系 統(tǒng)。（3）.引入故障診斷專家系統(tǒng)。（4）.智能化 數(shù)字伺服 驅動裝置 ， 可以 通過自動識別負載 ， 而自動調 整參數(shù)， 使驅動系統(tǒng)獲得最佳的運行狀態(tài)。六、數(shù)控化改造的必要性及如何改造進行論述我國目前機床總量380余

23、萬臺，而 其中數(shù)控機床總數(shù)只有11.34萬臺， 即我國機床數(shù)控化率不到3%。近10年來，我國數(shù)控機床年產量約為0.60.8萬臺， 年產值約為18億元。機 床的年產量數(shù)控化率為6%。我國機床役 齡10年以上的占60%以上；10年以下的機床中，自動/半自動機床不到20%，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占60%以 上 ）?？?見 我 們 的大 多 數(shù) 制 造 行 業(yè) 和 企 業(yè) 的 生 產 、加 工 裝 備 絕 大 數(shù) 是 傳 統(tǒng) 的 機 床 ，而 且 半 數(shù) 以上 是 役 齡 在10年 以 上 的 舊 機 床 。用 這 種 裝 備 加 工 出 來 的產品普遍存在

24、質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國 際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益，影 響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。經(jīng)過大量實踐證明普通機床數(shù)控化改造具有一定經(jīng)濟性、實用性和穩(wěn) 定性。所以很多企業(yè)紛紛將現(xiàn)有機床改造成經(jīng)濟型數(shù)控機床，這種做法具 有投資少、見效快的特點。事實證明：用較少的資金，將普通機床改造升 級為數(shù)控機床，可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。1.如何進行機床數(shù)控化改造（1）國外改造業(yè)的興起：在美國、日本和德國等 發(fā)達國家，它們的機 床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè)，畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第

25、10 頁 共 31 頁生意盎然，正處在黃金時代，由于機床以 及 技 術 的 不 斷 進 步 ，機 床 改 造 是 個 ” 永 恒 ” 的話 題,我 國 的 機 床 改 造 業(yè) 也 從 老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術為主的新行業(yè)，在美國、日本和德國用數(shù)控技 術改造機床和生產線具有廣闊的市場，已形成了機床和生產線數(shù)控改造的 新的行業(yè)。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生業(yè)，從事再生業(yè)的著名公司 有 ：bertsche工 程 公 司 ，orgbon機 床 公 司 等 。在 日 本 ， 機 床 改 造 業(yè) 稱 為 機 床改造業(yè)，從事改裝的公司有：大限工程集團，山本工程公司等。（2）數(shù) 控化 改造 的優(yōu) 缺點1）

26、減小 投資 額， 交貨 期短 ，同 購置 新機 床 相比，一 般可節(jié)省60%80%的費用，改造費用低，特別是大型、特殊機床尤其明顯，一般大型機床改 造 ，只 要 新 機 床 購 置 費 用 的1/3，交 貨 期 短 ，但 有 些 情 況 比 較 特 殊 。如 高 速 主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工費錢，往往改造成本提高23倍，與購置新 機床相比，只能節(jié)約50%左右 。2） 機械 性能 穩(wěn)定 可靠 ，結構受 限制，所 利用 的床 身、 立 柱等 機床 件都 是重而堅固的鑄造件，兒不是焊接構件，改造后的機床性能高，質量好， 可以作為新設備繼續(xù)使用多年，但是受到后來機械結構的限制，不宜做

27、突 破性的改造。3）可采 用最新的 控制技術，可 充分利用現(xiàn)有的條件 ，可 以利用現(xiàn)有基 礎，不必像購入新設備時那樣需要重新構建地基。4）可以采用最新的控制技術，可根據(jù)技術革新的發(fā)展速度，及時提高 生產設備的自動化水平和效率，提高設備質量和檔次，將舊機床改造成為 今水平的機床。2.數(shù)控系統(tǒng)的改造型數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時，應根據(jù)具體情況進行選擇，即步 進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)，異步電動機或直流電動機拖動，當檢測量反饋的 閉環(huán)系統(tǒng)以及交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)系統(tǒng)這三種。（1）步 進電 機拖 動的 開環(huán) 系統(tǒng) 該系統(tǒng)的伺服驅動裝置主要是步進電動機，功率步進電機電液脈沖馬 達等，由

28、數(shù)控系統(tǒng)送出的進給指令脈沖，經(jīng)驅動電路控制和功率放大后， 使步進電機轉動，通過齒輪副與滾珠絲杠幅驅動執(zhí)行部件，只需控制指令 脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，便可控制執(zhí)行 部件運動的位移量，速度 和運動方向，這種系統(tǒng)不需要將所測得的實際位置和速度反饋到輸入端， 故稱為開環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要取決于步進電機的角位移精度， 齒輪絲杠等傳動元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低，該系統(tǒng)結構 簡單，調試維修方便，工作可靠，成本低易改裝成功。畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 11 頁 共 31 頁（2） 異 步 電 動 機 或 直 流 電 動 機 拖 動 ， 光

29、柵 測 量 反 饋 的 閉 環(huán) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 該系統(tǒng)與開環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是，由光柵感應同步器等位置檢測裝置測得 的實際位置反饋信號，隨時與給的的值進行比較，將兩者的差值放大和變 換，驅動執(zhí)行機構，以給定速度向著消除偏差的方向運動，直到給定位置 與反 饋 的 實 際 值 差 距 等 于 零 為 止 ，閉 環(huán) 進 給 系 統(tǒng) 在 結 構 上 比 開 環(huán) 系 統(tǒng) 復 雜 、 成本高，對環(huán)境室溫要求嚴，設計和調試都比開環(huán)系統(tǒng)難，但是可以獲得 比開環(huán)進給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅動功率更大的特性指標，可 根據(jù)產品技術要求決定是否采用這樣系統(tǒng)。（3）交/直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，半閉

30、環(huán) 系統(tǒng)檢測元件安裝在中間傳動件上， 間接測量執(zhí)行部件的位置， 它只能補 償系統(tǒng)環(huán)內部部分元件的誤差， 因此它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是 它的結構與調試都比閉環(huán)系統(tǒng)簡單。在將角位移檢測元件的安裝問題，當 前國內生產線數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，如珠峰公司、北京航天機床數(shù) 控系統(tǒng)集團公司、華中數(shù)控公司等。選擇數(shù)控系統(tǒng)時主要是依據(jù)數(shù)控改造 后機床要達到的各種精度，驅動電機的功率和用戶的要求。3、數(shù)控化改造中主要部件的改造探討一臺新的數(shù)控機床，在設計上要達到：有高的靜動態(tài)剛度，運動幅之 間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙，功率大，便于操作和維修，機床數(shù)控改造 時，盡量達到上述要求，不能認為將數(shù)控裝置與普通

31、機床連接在一起就達 到了數(shù)控機床的要求，還應對主要部件進行相應的改造，使其達到一定的 設計要求，才能得到預期的改造目的。（1）滑 動導軌幅對數(shù)控車床來說，導 軌除應具有的普通車床的導向和 工藝性外，還要有良好的耐磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)，同時 要有足夠的剛度，以減少導軌變形對加工精度的影響，要有合理的導軌防 護和潤滑。（2）齒 輪 幅 一 般 機 床 的 齒 輪 主 要 集 中 在 主 軸 箱 和 變 速 箱 中 ，為 了 保 證傳動精度，數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高，在結構上要 能達到無間隙傳動，因 而改造時 ，機 床只要齒輪必須滿足數(shù)控機床的要求， 以保證機床的加工

32、精度。（3）滑 動絲杠和 滾珠絲杠 ，絲 杠的傳動直接關系到 傳動鏈精度，絲 杠 的選用主要取決于加工件的精度要求 和0拖動扭矩要求，以保證機床的加 工 精度 ，一 般情 況滑 動 絲杠 不低 于6級 ，螺母間 隙過 大則 應 更換 螺母 ，采 用滑動絲杠相對滾珠絲杠摩擦損失小 、效率高，其傳動效率可在90%以上 ， 精度高、壽命長，啟動力距和運動時力距相近，因此可以滿足較高精度、 零件加工要求。畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 12 頁 共 31 頁（4）安 全防 護，改造 效果必須 以安全為 前提，在 機床 改 造中 ，要 根據(jù) 實際情況采取相應的措施

33、，滾珠絲杠是精密元件，工作時要嚴防灰塵，特 別是切削及硬沙粒進入滾道，在縱向絲杠上也可以加整體鐵板防護罩，大 托板與滑動導軌接觸的兩端面要密封好，絕對防止硬質顆粒狀的異物進入 滑動面損傷導軌。第二章 總體方案的制度與比較一、車床數(shù)控化改造的實踐準備及資料收集在車床數(shù)控化改造這個工程設計之前進行了畢業(yè)實習這一環(huán)節(jié)。在這 期間，接觸了大量的數(shù)控化改造實例，使我對車床數(shù)控化改造有了初步了 解。在與工人師傅的交流中初步了解到他們對數(shù)控裝備的要求。在工程設計課題接到手后，借閱了大量關于普通機床及數(shù)控機床的書 籍，通過借閱這些書籍，了解了普通車床的基本性能參數(shù)及結構特點，通 過與成型數(shù)控車床進行比較，明確

34、了設計任務。二、數(shù)控化改造方案的制定通過閱讀資料及參觀成熟數(shù)控車床的結構設計，初步擬定以下三個總 體改造方案。一）方案一 ，此方案考慮到盡可能保留車床原有功能，減化改造量，做好以下幾個 方面工作。1.機械部分改造：保留原車床的主傳動系統(tǒng)和變速操縱機構，也 保留了原有車床的尾座及車身部分，但為了減化操作量，將原車床的刀架換 為電動刀架。為了便于加工螺紋和絲桿，避免加工螺紋或絲桿時發(fā)生亂扣 現(xiàn)象，在主軸箱內配置了與主軸轉角位置變化信號，輸送給計算機處理。拆除原進給箱中進給傳動鏈內容，改用步進電機作動力源，經(jīng)齒輪減 速組傳遞動力，驅動滾珠絲杠，帶動刀架作縱向進給，由此構成簡易的開 環(huán)控制系統(tǒng)。拆除原

35、刀架，安裝電動刀架，以減少操作量，實現(xiàn)自動化控制。2.數(shù) 控裝 置的 設計此 方 案 中 采 用MCS-51系 列 中 單 片 機 作 為 核 心 芯 片 ，設 計 了 一 個 能 夠 實 現(xiàn)畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 13 頁 共 31 頁圓弧插補和直線插補運算的數(shù)控系統(tǒng)，它能完成設計任務書中要求的各 項功能。3.方 案一 的初 步評 價 此方案保留了原有車床結構，進行了小部分改造。改造周期短，見效 快、成本低是此方案的亮點，但其自動化控制程度低，一般適用于生產線 上工序較穩(wěn)定的零件的加工。_ 丿戶人 _二）方案二此方案改動量較大，主要做了以下幾點

36、改造：1.機械 方面：要求主運動能實現(xiàn) 自動變速，采用液壓拔叉和 電磁離合 器實現(xiàn)自動變速。保留了原車床的尾座及床身部分。采用電動刀架，實現(xiàn)轉位換刀，提高加工效率，減少輔助時間。 采用液壓尾座、液壓卡盤，實 現(xiàn)工件的快速夾持，以利于提高生產 率。其他機械方面的改造與方案一相似，不再贅述。2.數(shù)控 方面：選用成熟的華中系 統(tǒng)，實 現(xiàn)軟硬件 合理配置來實現(xiàn)控制 功能。3.方案 二的 初步 評 價 此改造方案實現(xiàn)了車床的全自動化控制，無論是從提高生產率方面考 慮 ，還 是 從 減 輕 工 人 勞 動 強 度 方 面 考 慮 均 有 極 大 優(yōu) 勢 。 但 它 對 原 車 床 改 動 量 太大 ，必

37、然 使 其 改 造 周 期 延 長 ，改 造 費 用 大 幅 上 升 ， 改 造 的 經(jīng) 濟 性 下 降 ， 影響它的實施。*J個*）方案三為進一步提高機床的性能，解決機械有級變速的附加問題，形成了方 案三。除拆除主軸箱外，還須采用交流伺服電機作主電機替代原主電機， 并配置相應的變頻調速裝置，以此實現(xiàn)寬范圍無極平滑變速，其它機械方 面與設計方案二相同。方案三的初步評價此 方 案 對 原 車 床 的 機 械 部 分 改 動 過 大 ，拆 除 的 部 分 過 多 ，外 購 件 太 多 ，使得改造費用大幅上升，周期長、見效慢，使改造的經(jīng)濟性下降，一般中 小型企業(yè)不宜采用。三、C6150 臥式車床數(shù)控

38、化改造總體方案的比較與選擇此次設計是在普通車床上增加數(shù)顯裝置，增加數(shù)控系統(tǒng)，將其改造成畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 14 頁 共 31 頁NC車床。這設計到機械改造方面和數(shù)控系統(tǒng)的設置兩大方面的問題，并帶 來附加的電氣與液壓控制系統(tǒng)的更改及設計問題。綜合上述對三個總體方案的初步評價， 方案一有以下幾方面的優(yōu)勢：1.機械方面：方案一在機械方面保留了原車床上大部分部件， 這樣不僅保留了原車 床的加工工藝范圍， 并在配置了簡單數(shù)控系統(tǒng)的條件下， 進一步擴大了加 工工藝范圍， 在低投入的情況下， 達到了較好的改造經(jīng)濟性。適合于中小企業(yè)實現(xiàn)普通車床NC化。2.數(shù)

39、控配置方面方案一在數(shù)控配置上采用MCS-51系列中8031單片機做成簡易數(shù)控系 統(tǒng)， 與機械方面對軟件控制系統(tǒng)的要求達成統(tǒng)一。 二方案二方案三對數(shù)控 系統(tǒng)的要求過高， 可能造成數(shù)控資源閑置， 降低改造經(jīng)濟性。3.人文方面對操作者而言，方案一機械部分改動較少，操作者熟悉原機床，便于 操作維修，降低了對操作者的技術要求。由于多年使用，操作者對機床的 特性早已了解，在操作使用時只需短時間培訓，縮短了培訓時間，見效快。4.經(jīng)濟性方面由 于 方 案 一 在 機 械 改 造 方 面 改 造 量 小 ，外 購 件 少 ，可 降 低 改 造 費 用 ， 縮短改造周期，交貨期短，可滿足生產急需。綜 合 上 述

40、優(yōu) 勢 ， 選 定 方 案 一 為C6150臥 式 車 床 數(shù) 控 化 改 造 方 案 。第三章機械部分改造設計與計算一、縱向進給系統(tǒng)的設計與計算已知條件：畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計 （論文） 第 15 頁 共 31 頁工 件 工 作 臺 重 量 ：W=100kgf=1000N（根 據(jù) 圖 紙 粗 略 計 算）時 間 常 數(shù) ：T=25ms滾 珠 絲 杠 基 本 導 程 ：L0=6mm行程：S=900mm脈沖當量：縱向Spi=0.01mm/step步距角：a=0.75/step快速進給速度：Vmax=2m/ min1.切削力計算：由機床設計手冊可知，切削功率Nc=

41、NnK式中：電動機功率N=5.5KWn： 一 般 為0.750.8取n=0.75K:進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=0.95畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第16頁共 31 頁由金屬切削原理可知，主切削力：_ X7FI=CFiapFIfFIKFI查表得：CFI=188kg.f/mm2=1880MpaXFI=1YFI=0.75KFI=1則再計算FI如表7-1所示:表1 Fl計算結果ap(mm)333444555f(mm)0.40.50.60.40.50.60.40.50.6FI(N)28373352384531825127478555896408當FI=5953.5N時，切

42、削深度ap=5mm,走刀量f=0.6mm,以此參數(shù)作為下面計算的依據(jù)。從機床設計手冊中可得知，在一般外圓車削時：FX=(0.10.6) FIFY= (0.150.7) FI取FX=0.5 FI=0.5X5953.5=2976.8NFY=0.6 FI=0.6X5953.5=3572.1N2.滾珠絲杠的設計計算則Nc= NnK =5.5X0.75二Dn1000Nc =又因為3.1420065- 1000FIV612040 m / min6120Nc6120X3.95Fl=V=40=595.35kgf=5953.5N由經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設計中式（6-3）知，綜合導軌車床絲杠的畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床

43、經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第17頁共 31 頁軸向力：P=KFX+F(FI+W)式中K=1.15F=0.150.18取為0.17畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第18頁共 31 頁查表6-7運轉系數(shù)fw=1.2查表6-8硬度系數(shù)fH=1.0貝qQ=3L fwfH5.67 1.2 1 4605.4 = 9854.6N根據(jù)最大動荷Q的可供選用的滾珠絲杠副型號有：W3006WCh2506WL3006WL2506WD3006N3006NL3000ND3006ND3506選擇內循環(huán)，螺紋式預緊，基本導程Lc=6mmNL3006型內循環(huán)螺紋調整預緊的雙螺母副：Db=30螺

44、旋升角入=339 ,C=1600kgf1）效率計算則P=1.15X2976.8+0.17(5953.5+1000)=4605.4N強度計算:壽命值：取工件直徑D=100mm,查表6-6得Ti=15000hLi60niTi106nif 1000vf niL0DL。ninif630.66二6.3Li60 niti606.3 1500010610二5.67Nch3006畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第19頁共 31 頁根據(jù)機械原理中公式（5-5）,知絲杠副的傳動效率：剛度驗算滾珠絲杠在受工作負載P引起的導程的變化量L=6mm=0.6cm滾珠絲杠截面積Jg_tg( )tg3

45、39tg(3039 10)= 0.956式中摩擦角，二10，螺旋升角=3039EF(cm)(6-13)式中彈性模量E,對鋼E=21X106N/cm2畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第20頁共 31 頁=（即2二2二5.3EF4605.4 0.6621 1065.3二8.9 10(cm)滾珠絲杠因扭矩作用而引起的導程變化量L1很小，可忽略 即L=L10所以，,；J00,丄J008.9 10cm =14.8m/mL00.6查表6-9知，一級精度絲杠允許的螺距誤差為15卩m/m,故剛度足夠4）穩(wěn)定性驗算滾珠絲杠的兩端裝推力軸承，絲杠不會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，故不必驗算3.齒輪及轉矩

46、的有關計算畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用6畢業(yè)設計（論文）第 20 頁 共 31 頁1）有關齒輪計算傳動比2）轉動慣量計算：（以下用及公式見表6-30）工作臺質量折算到電機軸上的轉動慣量：180匚92180；0.00122J （）2W = （） 100 = 0.584kg cm = 5.84N cmX3.14 0.75絲杠的轉動慣量：4 444JI 7.8 10_D L =7.8 10_6.422 2=2.617kg cm 26.17N cmJI2=7.8 10842 = 6.39kg cm = 63.90N cm2式中D圓柱零件的直徑（cm）L零件軸向長度（cm）忽略電動機轉動慣

47、量，則總的轉動慣量:3）所需轉動力距計算InMaJn10 N m9.6T式中T時間常數(shù)當n=nmax時，Mamax=Ma1J2(TSJI 2) JI 1J1i1二2(94.77 63.90)26.17 5.841.25-133.56N cm2nmaxVmaxL02000 1.25416.7r / minMamax13.3 6 416.710 , =2.32N m=23.2kgf cm9.6 0.025360、P=1.25畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用6畢業(yè)設計（論文）第 20 頁 共 31 頁當n=nt時，Ma=Ma畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第23頁

48、共 31 頁njfi100CV Ft1000 40 0.6 1.25nt16.59r/minL0nDL03.14漢100；613.356 16.594Mab10一=0.0923N m = 0.923kg f cm9.6 0.025M竺=如2二i 2二i= 0.8 f =0.16 Mf0.16 100 0.61.529kgf cm=15.29N cmf2x3.14x0.8x1.2510“9Fx,29FxL0(1 0)126.07 0.6(1 0.9)2-6兀i 6漢3.14漢0.8匯1.25M-FxL126.07 0.612.045kgf cm=120.45N cm2二i 2 3.14 0.8

49、1.25故快速空載啟動所需力矩:M = MamaxMfM0二23.2 1.529 0.763二25.492kgf cm二254.92N cmM二MatMfMMt二0.923 1.529 0.763 12.045= 15.26kgf cm=152.6N cmM二MfM0=1.529 0.763二2.292kgf cm二22.92N cmMmax= 25.492kgf cm縱向進給系統(tǒng)步進電動機的確定MoP0L02二i2(i -0)= 0.7630kgf cm = 7.63N cm4.步進電機的選擇MqL00.30.5M_電機啟動力距啟動力距取為ML。電動機靜負載力距L00.35254.920.3

50、5=728.34 N cm畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第24頁共 31 頁為滿足最小步距要求，三相六拍工作方式畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第25頁共 31 頁728.34,41N cm0.866 0.866步進電機最高工作頻率皿200J = 3333.3Hz60p60 0.01綜合考慮，查表選用130BF001型直流步進電動機，可滿足使用要求加工螺紋或絲桿時，也保證主軸每轉一轉，刀具準確移動一個導程, 須配置主軸脈沖發(fā)生器作為主軸位置信號的反饋元件，脈沖發(fā)生器，采用 同軸安裝，接膠管柔性聯(lián)接意在實現(xiàn)角位移信號傳遞的同時，又能吸收車 床

51、主軸的部分振動，從而使主軸脈沖發(fā)生器轉動平穩(wěn)，信號傳遞準確，其 聯(lián)接方式如下圖：脈沖發(fā)生器安裝時須注意：1小心輕放，不能有較大的沖擊和振動以防 損傷光柵盤。2車床主軸的轉速必須小于主軸脈沖發(fā)生 器的最高允許轉速以免損壞脈沖發(fā)生器。一、刀架的選用拆除原手動刀架和小托板，安裝由微機控制的四位電動刀架，自動換刀裝置應滿足換刀時間短，刀具復定位精度高，刀具存儲量大，刀座占地面積小及安全可靠等特點。在進行普通車 床的經(jīng)濟數(shù)控改造時，多采用外購直動轉位刀架（螺旋升降轉位刀架）。自動轉位刀架能自動完成抬起、回轉、轉位、下降、定位、和壓緊。刀架的抬起利用壓縮彈簧的恢復力，利用螺紋傳動，將旋轉運動變成軸向直線運

52、動，從而達到刀架的抬起。刀架的回轉采用微電機通過蝸桿渦輪使刀架抬起到一定高度時，由撥 塊帶動刀架轉動。刀架的選位由刀架位置的偏碼和微機程序來實現(xiàn)。刀架的下降采用微機控制使微電機反轉，由于斜面銷的齒輪作用，刀 架不跟隨轉，只是下降，壓緊刀架的壓緊力由微機下降到位后繼續(xù)轉動產 生。拖板箱、脈沖發(fā)生器的選擇主 軸 脈發(fā) 生 器. ,-橡膠管查表T-2知：性二0.866MimMqfmax畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁 共 31 頁拆除原拖板箱，利用此位置安裝新拖板箱，新拖板箱上裝有固定滾珠 絲桿的螺母，并在內部設儲油箱和手壓泵用于潤滑絲桿副。第四章 電氣

53、控制的設計計算一、數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成，硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基 礎，其性能的好壞不直接影響整個系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能 有效地運行。機床數(shù)控系統(tǒng)的硬件由電路概括起來由以下幾部分組成：中 央 處 理 單 元CPU總 線 ： 包 括 數(shù) 據(jù) 總 線 （DB）,地 址 總 線 （AB） 和 控 制 單 元 （CB）3存 儲器 ：包 括只 讀可 編程 存貯 器和 隨 機讀寫存 貯器。4I/O輸 入/輸 出 接 口 電 路 。其 中CPU是 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 核 心 ， 作 用 是 進 行 數(shù) 據(jù) 運 算 處 理 和 控 制 各 部 分

54、電路協(xié)作。存 貯器用于存放系統(tǒng)軟件，應 用程序和運行中所需的各種數(shù)據(jù)。I/O接口是系統(tǒng)與外界進行信息交換的橋梁，總線是CPU與存儲器，接口以 及其它轉換電路鏈接的紐帶是CPU各部分電路進行信息交換和通訊的必由 之路。MLS-51系 列單片機在我國機床數(shù)控改造方面應用較為普遍， 其配套芯 片低廉， 普及性通用性強， 制造方便， 完全能夠滿足經(jīng)濟型數(shù)控車床的改畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁 共 31 頁造 需 要 。本 方 案 對C6150的 數(shù) 控 化 改 造 以8031組 成 的 單 片 機 作 為 數(shù) 控 控 制 系統(tǒng)。、單片機控制系統(tǒng)的設計（

55、一）主要的技術特性及硬件配置中央處理器為8301CPU,系統(tǒng)時鐘為12M HZ,存貯器選用8片8KX8位 的2764 L=PKO M和8KX8位的6264K4M,監(jiān)控程序和各功能模塊程序固化在2764塊EPKO M內。剩下的一片EPKOM芯片內用于存放常用零件的加工程 序。 這樣安排的好處是更換零件加工程序時，只需更換一塊芯片即可。 調 試程序和運行程序的中間數(shù)據(jù)也存放在6264內 。I/O接口芯片選用2片8155,2#8155的PA口作為 輸出口，向L291輸出Z向電機的速度，指令PCD也定為輸出口，向其中P0P2用于微處理，對Z向電機速度反饋速度的轉向信號。P3P1用于對X向電機反饋信號。

56、PB口 定義為輸出口向L2P1輸出X向電機的速度指令。1#8155的PA口PB口定義8155(1)二）存儲器空間的分配8000H8FFFH9000H9FFFH6000H7FFFHEPROMEPROMEPROM存放監(jiān)控程序存放功能模塊程序存放常用零件加工4000H5FFFHSRNM程序（三） I/O地 址分 配地址芯片名稱1FOOH1FFFH8155(1)BFOOHBFFFH8155(2)為輸入口 ， 用于鍵盤信號的 輸入08155內部寄存器編址名稱畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 共 31 頁8155(2)命令狀態(tài)寄存器1FF8HOBFF8H畢業(yè)設

57、計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用PA口1FFYHPB口1FFAHPC口1FFBH定時器低8位寄存器仆FCH定時器高6位寄存器仆FDH和2位定時方式寄存器三、軟件系統(tǒng)本系統(tǒng)通過軟件來實現(xiàn)對步進電機的控制，使其完成加工中要求的正反轉及傳動速度。系統(tǒng)軟件的設計采用模塊化設計，主要模塊如下：圖2鍵掃描模塊化流程圖OBFF9HOBFFAHOBFFBHOBFFCHOBFFDH畢業(yè)設計（論文）數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文）第 26 頁 共 31 頁圖 1 顯示模塊流程圖該模塊功能：識別是否有鍵按下。如有則進行鍵譯碼，找出按下的鍵， 若無鍵，按下返回鍵。經(jīng)鍵譯碼如是數(shù)字鍵按下則將鍵值送顯示緩沖

58、區(qū)，若為功能鍵按下則轉到對應的服務程序。程序流程圖見圖2。3.圓弧插補模塊該模塊的功能完成圓弧插補計算，入口參數(shù)：K1、R2分別為動點Kij的坐標 ，Ui物態(tài)為圓弧的起點坐標 為動點K的偏差，初值為出口參 數(shù)，A中，為 坐標運算完成，標志置1，系統(tǒng)中圓弧加工分8個走向，由 圓弧加工的數(shù)控字中給出確定圓弧起點坐標的橫向步數(shù)和縱向步數(shù)。并且 給出步數(shù)表示的計數(shù)長度，偏差計算為負值時，走縱向電機步進支路，縱 向步數(shù)遞增，偏為正，走橫向電機步進支路，橫向步數(shù)，計數(shù)長度遞減。4、步進電機控制模塊該模塊功能是判斷步進電機的轉向，然后按順序輸出控制脈沖。畢業(yè)設計 （論文 ） 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造技術應用畢業(yè)設計（論文） 第 31 頁 共 31 頁第五章 其他一、齒輪傳