【正文】 已將其廣泛用于各種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。數(shù)控改造的必要性 數(shù)控機(jī)床可以較好解決形狀復(fù)雜、精密，小批、多變零件的加工問(wèn)題，能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是應(yīng)用數(shù)控機(jī)床還受到其它條件的限制。(4)通用數(shù)控機(jī)床對(duì)具體生產(chǎn)有多余功能。在美國(guó)有許多數(shù)控專業(yè)化公司為世界各地提供機(jī)床數(shù)控改造服務(wù)。(1)提高資本效率出發(fā)，改造閑置舊設(shè)備，發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值。 (5)為了減小整個(gè)設(shè)備投資計(jì)劃而進(jìn)行數(shù)控改造。(2)減少輔助加工時(shí)間，提高機(jī)床的生產(chǎn)效率。簡(jiǎn)易型數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)易型數(shù)控機(jī)床又稱為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。它去掉了一些傳統(tǒng)的、復(fù)雜的自動(dòng)機(jī)能，而保留了自動(dòng)加工的基本功能。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與總體方案確定 1．設(shè)計(jì)任務(wù) （1） 本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)CA6140普通車床進(jìn)行數(shù)控改造， 利用微機(jī)對(duì)縱、橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。（3）操作要求：起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、單步運(yùn)行、自動(dòng)循環(huán)、暫停、停止。其主要技術(shù)規(guī)格如下:（2）CA6140主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào)技術(shù)參數(shù)CA6140床身上最大回轉(zhuǎn)直徑（主參數(shù)）400mm工件最大長(zhǎng)度（第二主參數(shù)）750、1000、1500、2000mm刀架溜板上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm主軸孔前端錐度莫氏6號(hào)主軸孔徑48mm主軸轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)24級(jí) 10～1400r/min反轉(zhuǎn)12級(jí) 14～1580 r/min進(jìn)給量縱向64級(jí) ～橫向 64級(jí) ～ mm/r縱向快速 4m/min橫向快速 2m/min車削螺紋公制44種1～192mm英制20種2～24牙／英寸～48mm徑節(jié)37種1～96牙／英寸刀架行程最大縱向行程4種650、900、1400、1900mm最大橫向形成2種260、295mm小刀架最大行程2種13165mm主軸中心線至刀桿支面距離25mm刀桿截面尺寸25mm25mm尾座套筒頂尖空錐度莫氏5號(hào)主電機(jī)轉(zhuǎn)速1400r/min溜板快速移動(dòng)電機(jī)功率250kw轉(zhuǎn)速1360r/min外形尺寸長(zhǎng)度2668mm寬度100mm高度1267mm察看了CA6140車床及有關(guān)資料，并且參照數(shù)控車床的改造經(jīng)驗(yàn)，確定總體方案為：采用微機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖，經(jīng)一級(jí)齒輪減速后，帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造：縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)利用原車床進(jìn)給箱的按裝孔和銷釘孔按裝齒輪箱體。縱、橫進(jìn)給機(jī)構(gòu)都采用了一級(jí)齒輪減速，并用雙齒輪錯(cuò)齒法消除間隙?？砂惭b電磁離合器不使用時(shí)將其斷開(kāi)。本系統(tǒng)為對(duì)現(xiàn)有CA6140型普通車床的改造，所以可以由該機(jī)床的電動(dòng)機(jī)功率和主軸上傳動(dòng)的功率反推出工作臺(tái)進(jìn)給時(shí)的切削力，由金屬切削原理得出機(jī)床的縱向切削力：機(jī)床縱向切削力Fx＝Fx＝。f＇——導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)。105mm104A2＝177。⑥穩(wěn)定驗(yàn)算FK＝FZπ2EIL2取彈性模量E＝104MPaI=πd4/64=π支承方式由表2－7得fz=將數(shù)據(jù)代入上式得FK＝672822ηK=FK/Fm=263ηK[nk]=254 2634 故絲杠不會(huì)失穩(wěn)是安全的（3）齒輪及步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算①傳動(dòng)比的計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算公式均來(lái)自《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》傳動(dòng)比步距角:φ＝: S＝6mm脈沖當(dāng)量δp==360δpi =φ S3606= ②主要幾何尺寸的計(jì)算故?。篫1=40 Z2=50 m=2mm ha*＝1 B1=25mm B2=20mm α=20176。 Vmaxy=計(jì)算結(jié)果： fmaxz=5000步／s⑥TqJmax=步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Jmax: 縱向最大靜轉(zhuǎn)矩 Jmaxy= kgfcm由Jmax和fmax選取縱向均為110BF003110BF003：／，最大靜轉(zhuǎn)矩（）800 ，最高空載啟動(dòng)頻率（step/s）1500，運(yùn)行頻率（step/s）7000，相數(shù)3，電壓（V）80，相電流（A）6 。d1－0。105mm104A2＝177。⑥穩(wěn)定驗(yàn)算FZπ2EIFK＝L2取彈性模量E＝104MPaI=πd4/64=π支承方式由表2－7得fz= 絲杠長(zhǎng)度L=300mm將數(shù)據(jù)代入上式得FK＝1006401NηK=FK/Fm=256ηK=256[nk]=4 2564 故絲杠不會(huì)失穩(wěn)是安全的（3）齒輪及步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算①傳動(dòng)比的計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算公式均來(lái)自《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》傳動(dòng)比==360δpi =φ S3605 步距角:φ＝: S＝5mm脈沖當(dāng)量δp=故取Z1=24 Z2=50 ②主要幾何尺寸的計(jì)算m=2mm B1=30mm B2=25mm α=20176。110BF003：／ ，最大靜轉(zhuǎn)矩（）800， 最高空載啟動(dòng)頻率（step/s）1500 ， 運(yùn)行頻率（step/s）7000 ， 相數(shù)3 ， 電壓（V） 80，相電流（A）6。d1硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）控制方案該數(shù)控系統(tǒng)以8031作為中央處理器，通過(guò)監(jiān)控程序和系統(tǒng)軟件控制各部件動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)各種零件加工。（3）控制系統(tǒng)的功能要求①Z向和X向進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)控制②螺紋加工控制③行程控制④鍵盤及顯示⑤面板管理其它功能：光電隔離、功率放大報(bào)警、急停、復(fù)位等。6 、P2。1 、P2?？芍苯訉纹瑱C(jī)的ALE信號(hào)加到地址鎖存器74LS373的使能端。7發(fā)出。8155（1）的PA0~ PA5接控制面板上的選擇開(kāi)關(guān)，設(shè)有編輯、空運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng)（1）手動(dòng)（2）回零等選擇方式。零位螺紋信號(hào)送入8155（1）的PC口用來(lái)防止多次起到使螺紋亂扣。程序流程圖開(kāi)始掃描全鍵盤有鍵按下？延時(shí)去抖動(dòng)逐行掃描有鍵合上嗎？指向下一行全部掃描一遍了嗎？消抖軟件的編程YEYIN MOV DPTR 7FFFH 。 CJNE A V3，PASS； 兩次結(jié)果不一致轉(zhuǎn)PASSCJNE A ， 1EH， T0－2；LJMP KEY1；T0－2： CJNE A ， 1DF1， T0－3； K2 鍵未按下轉(zhuǎn)T0－3CJMP KEY2；T0－3： CJNE A ， 1BH， T0－4 ；CJMP KEY3； K3 鍵未按下轉(zhuǎn)到K4鍵處理程序T0－4： CJNE A ， 17H， T0－5 ；CJMP KEY4；（2）步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速控制程序PUSH A 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)MOV RA，＃4； 設(shè)計(jì)步長(zhǎng)計(jì)算器CLR C。 輸出控制字 ACAIL DELAY； 延時(shí)WC RO。DELAY： MOV A，＃M1。若Fm0，則＋Y方向輸出一個(gè)進(jìn)給脈沖若Fm0，則＋Y方向輸出一個(gè)進(jìn)給脈沖，計(jì)算新偏差Fm＝Fm＋2Y+1并修改動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)為Y=Y+1。 YeHMOV XeL，＃00H；XeLMOV XeH， ＃00H；XeHMOV YL,00H。置電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制字為09，－X方向進(jìn)給LCALL MOTRMOV R1,18H。YH= YeHMOV A,YLCJNE A, YeL ，LP3 A；YL= YeLLP3 A：AJMP LP3ORG 2500HMVLT2 ： PUSH PSW；雙字節(jié)乘2子程序 PUSH A PUSH B CLR CMOV R2，＃00HSH1： MOV A ，R1MOV B,02HMVL A，BPOP PSWADDC A,R2MOV ROAINC R0INC R1DJNE RT，SH1POP BPOP PSWRET參考書目（1）顧維幫 《金屬切削機(jī)床概論》 機(jī)械工業(yè)出版社 北京（2）張建民 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 北京理工大學(xué)出版社 北京（3）余摸良 《機(jī)床數(shù)控改造與實(shí)例》 機(jī)械工業(yè)出版社 北京 （4）翟生輝 《單片機(jī)計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》西安交通大學(xué) 西安 50