【正文】 間無人看管加工。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。 普通機床的數(shù)控改造有兩方面的意義： 微觀看改造的意義 　　從微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到3％。用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)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。 （1）可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了“柔性自動化”。 （6）由以上五條派生的好處。數(shù)控技術已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術和基礎技術。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術，包括人工智能等的含量。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。這種標準的微機數(shù)控系統(tǒng)通常采用單片機、驅動電源、步進電機及專用的控制程序組成開環(huán)控制，如圖21所示，其結構簡單、價格低廉。包括電機型號的選擇，減速比的確定，齒輪模數(shù)及齒輪的確定，原有絲杠及導軌是否要重新更換，改換成滾珠絲杠螺母副時絲杠螺母副的型號及安裝形式如何確定，導軌的設計方法等。這種改造方案成本較低。為減少導軌副的摩擦阻力可改換成滾動導軌副或采用鑲塑料導軌。對加工精度較高的機床，其進給絲杠應換成滾珠絲杠副。 上述三個都可以用磚用硬件芯片實現(xiàn)，也可用軟件編程實現(xiàn)。計算與說明主要結果 三、機床傳動部分的改造（一）系統(tǒng)負載的確定 確定系統(tǒng)脈沖當量脈沖當量是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術參數(shù)。L0為絲杠的導程（mm）。查《機電一體化技術手冊》—13得相應的額定動載荷滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格和結構類型，選用時應滿足 ?！Σ两?，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù)f=~,其摩擦角約等于；要求。由于轉矩M一般較小，式中第2項在計算式可酌情忽略。一般總變形量不應大于機床規(guī)定的精度一半。一般總變形量不應大于機床規(guī)定的精度一半。 穩(wěn)定性的驗算 滾珠絲杠屬于受軸向力的細長桿，如果過軸向負載過大，則可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。為滾珠絲桿的基本導程（mm）,步進電機的步距角由系統(tǒng)的定位精度要求可確定系統(tǒng)的脈沖當量為：=初選三相異步電動機：根據(jù)經(jīng)濟性要求，采用三相六拍工作方式的步進電機，步距角為=。 一般模數(shù)取m=1~2，數(shù)控車取m=2。（三）步進電機的計算和選用轉動慣量的計算（1）齒輪、軸、絲桿等圓柱體慣量計算 M圓柱體質量（kg）D圓柱體直徑（cm）L圓柱體長度或圓度（cm）滾珠絲桿的轉動慣量為齒輪的轉動慣量為《機電一體化系統(tǒng)設計》，因為選用電機限定工作方式的是三相六拍，步距角為，故符合的是：110BF003和110BF004。步進電機的選擇（1）首先根據(jù)最大靜態(tài)轉矩初選電機的型號 步進電機的起動轉矩： 由〉，所以 電機的起動力矩與最大靜態(tài)轉矩之間具有以下關系，見〈〈機電一體化專業(yè)課程設計指導書〉〉表3—10）：，（因電機工作方式為三相六拍，故取=）《機電一體化系統(tǒng)設計》， 110BF003：= 110BF004： = = 因為，所以型號為110BF003和110BF004均符合要求，但是，型號為110BF003的步進電機更符合要求，因為=，裕度較大；且110BF003的最大靜態(tài)轉矩比110BF004的大，靜態(tài)轉矩越大，自鎖力矩越大，靜態(tài)誤差就越小。 故所選步進電機110BF003具有良好的起動能力及較快的響應速度，滿足要求。目前，數(shù)控機床中應用最多的是8031單片機，他價格低，功能強，使用靈活等特點。 ROM的地址范圍為0000H—3FFFH，并且采用譯碼器，使地址范圍為無重疊區(qū)。（四）超程保護電路為防止X，Y工作臺越出邊界，可設置限位開關，分別為+X，X，+Y和Y向4個限位開關，一旦越界，立即停止工作臺移動。（七）由地址范圍計算74LS138譯碼器接口電路—3FFFH，共有13個引腳。（八）驅動電路設計根據(jù)所選的110BF003型電機有參數(shù)相數(shù)步距角電壓電流最大靜轉矩空載起動頻率空載運行頻率電感電阻分配方式110BF00330．758067．841500700035．50．373S相6拍確定步進電機運行頻率（1）確定步進電機最大轉速絲桿的轉速為： 其中為工作臺的最大切削速度步進電機的最大轉速為：（2）確定其運行頻率步進電機采用三相六拍方式的控制脈沖 驅動回路的時間常數(shù) 采用三相六拍方式的控制脈沖。高壓電源電壓的確定 電機每相工作三拍改變一次通電狀態(tài)，設要求在控制脈沖寬度時間內(nèi)相電流達到額定電流的60%，這個時間也就是高壓電源工作時間，即單穩(wěn)翻轉時間，其值為： 高電壓電源電壓 元件的確定 （1）為了使電路簡單、緊湊，功率放大T1和T2選用復合管2SD8511501503102830001080150（2）確定和從和性能數(shù)據(jù)知，負載電流，基極電流為： 式中：電路放大倍數(shù)因此等效輸入電阻為： 光耦合器選用：G0102光耦合器光敏三極管的輸入等效電路見下圖：從等效電路可得： =+ == ==72選擇耦合器輸入電流 =10mA(最大的電流為50mA),電流傳輸比=30%； ==1030%=3mA解上述方程組得：；。負載的平均阻抗： /=80/6=b,T2的飽和電流： =（2）/ =（1922280）/13 T2基極電流應為： =/ = =光耦合器輸入電流為100mA，所以：光耦合器輸出電流： = =10 =因此： == = mAC, 求（0點電位） 在期間0，是變化的，變化范圍近似為—2至—，計算時取平均值： =[（—2）+（—）]/2 =[（1922）+（19280）]/2 =151VT2的等效輸入電阻為： =/ =8/ = =（）/ =（1922151）/ =d, 確定R9為提供給單穩(wěn)和驅動門足夠輸入電流（各5mA），所以：R9=500e, 選擇D1，D2選用2CZ13A硅整流二極管f, 單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器74221翻轉時間的確定 當單穩(wěn)74221的“清除端”加高電平A端加低電平時，B端正躍變可使單穩(wěn)的Q端從低電平變成高電平，經(jīng)過一段時間自動翻轉成低電平，恢復到穩(wěn)定狀態(tài)，Q端輸入一個脈沖，脈沖寬度由外電阻(取10K)和決定，即： =Ln2則： =/（Ln2） =（Ln2 10） =74221為雙單端多諧振蕩器，步進電機需用3片74221。這里設定一標志，其作用是反映XY工作臺的當前運動方向。實時修改顯示緩沖區(qū)