【正文】 ，數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)具有較高的動態(tài)剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形較??；，如滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌等；。 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理程序一般包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計算是解決該加工數(shù)據(jù)段以什么樣的速度運動的問題。 插補(bǔ) 即根據(jù)給定的曲線類型（如直線、圓弧或高次曲線）、起點、終點以及速度，在起點和終點之間進(jìn)行數(shù)據(jù)點的密化。即由它調(diào)用各個功能子程序，且保證一個數(shù)據(jù)段加工過程中將下一個程序段準(zhǔn)備就緒?？梢园此欧到y(tǒng)的控制方式，機(jī)床的運動軌跡，數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類。對于數(shù)控裝置發(fā)來的每一個進(jìn)給脈沖經(jīng)驅(qū)動線路放大并驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一個步距（即一個固定的角度，），再經(jīng)減速齒輪帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，并通過絲杠螺母副傳東工作臺的移動。圖12 開環(huán)伺服系統(tǒng)方框圖 半閉環(huán)控制系統(tǒng)（Semiclosed Loop Control System）如圖13所示，采用裝在絲杠上的角位測量絲杠或電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動量間接地測量工作臺的移動量。顯然，從理論上講，半閉環(huán)的精度低于閉環(huán)，但半閉環(huán)調(diào)試方便，穩(wěn)定性好，角位移的測量元件簡單、價廉，所以配備傳動精度較高的齒輪、絲杠的半閉環(huán)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。C616車床主要用于對中小型軸類、盤類以及螺紋零件的加工，這些零件加工工藝要求機(jī)床應(yīng)完成的工作有：控制主軸正反轉(zhuǎn)和實現(xiàn)其不同切削速度的主軸變速，刀架能實現(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運動，并且具備在換刀點自動改變刀位并完成選擇刀具，加工螺紋時應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動1個被加工螺紋的螺距或?qū)С獭?C616車床的數(shù)控改造主要包括以下兩個方面 機(jī)械部分改造主傳動系統(tǒng)不作變動，橫向進(jìn)給系統(tǒng)和縱向進(jìn)給系統(tǒng)采用滾珠絲杠螺母副替換進(jìn)給軸原有的普通絲桿副，由電動刀架代替普通刀架。圖31 C616型車床的數(shù)控化改造結(jié)構(gòu)原理圖數(shù)控改造主要完成以下內(nèi)容： 數(shù)控系統(tǒng)控制縱橫兩方向的步進(jìn)電機(jī)，實現(xiàn)X、Z兩軸的進(jìn)給運動； 將手動刀架拆除換成電動刀架； 拆除絲杠、光杠進(jìn)給箱、溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副； 在主軸后端加一主軸編碼器，以便加工螺紋。圖32 C616普通車床的數(shù)控改造第4章 機(jī)械部分改造 縱向（Z向）進(jìn)給系統(tǒng)的計算與設(shè)計縱向進(jìn)給系統(tǒng)的改造。對車床改造來說，外觀不必像產(chǎn)品設(shè)計要求的那么高，而從改造方便，實用方面來考慮。主切削力 =6120（kg f）=（N）由《金屬切削原理》可知，主切削力 （43）查表得： =188kgf/㎡=1880MPa =1 = =1則可計算如表31所示：表41 計算結(jié)果222333f（mm）112515241891168722872837當(dāng)=1520N時，切削深度=2mm，走刀量=，以此參數(shù)作為下面計算的依據(jù)。25ˊ則 = 剛度驗算滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 （410）式中 =6mm=； E=滾珠絲杠截面積 則 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即：。傳動比 故取 =32 =40m=2mm b=20mm =20186。 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計比較簡單，一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠，使刀架橫向運動。=1/2==在切斷工件時： 滾珠絲杠設(shè)計計算 強(qiáng)度計算對于燕尾型導(dǎo)軌： （412）取K= =則 P=+（+30） ==壽命值 最大動負(fù)載Q=根據(jù)最大動負(fù)荷Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。 穩(wěn)定性驗算 由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支承方式由原來的一端固定、一端懸空，變?yōu)橐欢斯潭?，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不再驗算。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運動平穩(wěn)性，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控一般不使用滾動導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動導(dǎo)軌，將太大增加機(jī)床床身的改造工作量和改造成本。這種導(dǎo)軌的缺點是靜摩擦系數(shù)大，且動摩擦系數(shù)隨速度的變化而變化，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動平穩(wěn)性和定位精度，為克服滑動導(dǎo)軌的上述缺點，數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑，使其成為貼塑導(dǎo)軌。貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，可直接粘結(jié)在原有的滑動導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo)軌形式的限制，各種組合形式的滑動導(dǎo)軌均可粘結(jié)。作為導(dǎo)軌面的表面，根據(jù)需要可進(jìn)行磨、銑、刮研、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝配要求。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值，用積累誤差衡量精度比較實用。 啟動頻率 由于步進(jìn)電機(jī)的啟動頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足：——極限啟動頻率——要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動頻率。硬件主要由單片機(jī)、車床以及輔助電路構(gòu)成。 中央處理單元（CPU）； 總線：包括數(shù)據(jù)總線（DB）、地址總線（AB）和控制總線（CB）； 存貯器：包括只讀可編程存貯器（ROM）和隨機(jī)讀寫存貯器（RAM）； I/O輸入/輸出接口電路?？偩€則是CPU與存貯器、接口以及其它轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接的紐帶，是CPU與部分電路進(jìn)行信息交換和通訊的必由之路。在MCS51 系列單片機(jī)產(chǎn)品型號中，8031 芯片內(nèi)無ROM，適用于需擴(kuò)展ROM，8031屬8位單片機(jī)，它是集CPU、I/O端口及部分RAM等為一體的控制器，具有價格低、功能全、體積小、編程靈活性大、開發(fā)手段齊全、硬件資源豐富等特點。8031為40引腳的雙列直插式器件，有4個雙向8位I/O口。8位數(shù)據(jù)總線由口提供。8031是一個無ROM/EPROM的單片機(jī)，必須擴(kuò)展程序存貯器，存放控制程序，所以外接了2片2764（8K8）芯片，1片74LS373地址鎖存器和一片74LS138譯碼器。8031本身提供給用戶使用的輸入、輸出口線不夠，只有P1口和部分P3口線用來與外部設(shè)備連接，但若外設(shè)較多時，不能滿足需要，所以在該應(yīng)用系統(tǒng)中還要在8031外接一片8155芯片以擴(kuò)展I/O口。數(shù)控裝置送來的一系列連續(xù)脈沖通過環(huán)形分配器，按一定的順序分配給步進(jìn)電機(jī)各相繞組，使各相繞組按照預(yù)先規(guī)定的控制方式通電或斷電。圖62為功率放大電路脈沖信號經(jīng)功率放大器放大后控制步進(jìn)電機(jī)勵磁繞組。圖63為光電隔離電路。管理軟件一般又稱為監(jiān)控軟件，其作用是進(jìn)行監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)并提供基本操作管理；控制軟件的作用是根據(jù)用戶編制的加工程序，控制機(jī)床運行。系統(tǒng)初始化手動？讀取按鍵信息輸出報警顯示輸入正確？手動選刀調(diào)用功能程序并顯示停止？結(jié)束調(diào)用功能程序并顯示自動選刀啟動急停？圖65 控制系統(tǒng)軟件流程圖第7章 總結(jié)本文針對C616普通機(jī)床進(jìn)行了數(shù)控化改造。數(shù)控部分采用了8031單片機(jī)控制，并擴(kuò)展了存儲器和I/O接口。如果付諸實踐，肯定還會遇到很多新問題。也讓我對專業(yè)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。第8章 致謝這次畢業(yè)設(shè)計從選題、構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)都得到了指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，使得本次畢業(yè)設(shè)計最后得以順利地完成。這一次設(shè)計也讓我對數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，實踐能力有了進(jìn)一步的提高