【正文】 本次畢業(yè)論文，在指導(dǎo)教師的精心指導(dǎo)下，掌握了設(shè)備數(shù)控化改造的主要技術(shù)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對數(shù)控設(shè)備、數(shù)控技術(shù)有了更進(jìn)一步的了解和掌握，了解了數(shù)控設(shè)備、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢，指明了以后的發(fā)展方向，必將為以后的學(xué)習(xí)和工作起到很大的作用。快速空載起動時(shí)所需力矩式中：（2） 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩因此對運(yùn)動部件已起動，固不包含，顯然。橫切端面時(shí)的主切削力 其中：、計(jì)算和選型滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)首先要選擇結(jié)構(gòu)類型：確定滾珠循環(huán)方式，滾珠絲杠螺母副的預(yù)緊方法。④功率放大器脈沖分配器的輸出功率很小，遠(yuǎn)不能滿足步進(jìn)電機(jī)的需要，必須將其輸出的信號放大產(chǎn)生足夠大的功率才能驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。單片機(jī)通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種。狀態(tài)寄存器和命令寄存器共用一個(gè)地址，只能讀入，不能寫入。地址總線將～與EPROM的～一一對應(yīng)連接。（1）地址分配與一般存儲系統(tǒng)不同，8031所支持的存儲系統(tǒng)其程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器獨(dú)立編址。④ 存儲器結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的存儲器包括程序存儲器（EPROM或ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM），它們是可以選用并可直接尋址的存儲器。②管腳功能分析及特性簡介引腳功能分類表：I/O口線：，共四個(gè)8位口。8031的基本特征如下：具有8位中央處理單元（CPU）。（2）程控制（3）盤控制（4）功能：報(bào)警電路，復(fù)位電路，隔離電路，功放電路等。另外，電機(jī)時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)快。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)總體方案的擬訂應(yīng)包括以下內(nèi)容：伺服系統(tǒng)的選擇，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及運(yùn)動方式的確定，控制芯片的選擇等內(nèi)容。對我國數(shù)控技術(shù)應(yīng)用水平及能力分析不夠。(3)建立了一支數(shù)控研究、開發(fā)、管理人才的基本隊(duì)伍雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長足的進(jìn)步，但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距。第三階段是在國家的“八五”的后期和“九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場競爭階段。美國的STEP數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC(The Next Generation WorkStation/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機(jī)床的發(fā)展。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。 先進(jìn)的操作：性和維修性。(2)設(shè)備層通信網(wǎng)絡(luò)：15㈠150i采用I／0 LINK(與日本標(biāo)準(zhǔn)JPCN—1相對應(yīng)的一種現(xiàn)場總線。(3)系統(tǒng)可在分辨率為1nm時(shí)工作，適用於控制超精機(jī)械。 表11 快移速度與分辨率 快速移動速度m／min 分辨率 L1m 240 1 100 0．1 10 0．01 l 0．001 它的技術(shù)特點(diǎn)反映了現(xiàn)代NC發(fā)展的特點(diǎn)： a目前比較活躍的是Prof主busDP，為了允許更快的數(shù)據(jù)傳送速度，它由0S工的七層結(jié)構(gòu)省去37層構(gòu)成。所謂I／0接線方式為傳遞4—20ma(模擬量信息)或24VDC(開關(guān)量信息)。更高檔次的DNC還可以對CAD／CAM/CAPP以及CNC的程序進(jìn)行傳送和分級管理。大大推動了高精高速加工技術(shù)的發(fā)展。從80年代開始，逐漸應(yīng)用在數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給驅(qū)動裝置上。開環(huán)的系統(tǒng)逐漸由閉環(huán)的系統(tǒng)取代。 2開放結(jié)構(gòu)在90年代初形成；對于許多熟悉計(jì)算機(jī)應(yīng)用的系統(tǒng)廠家，往往采用第(2)方案。按照電子器件的發(fā)展可分為五個(gè)發(fā)展階段：電子管數(shù)控，晶體管數(shù)控，中小規(guī)模IC數(shù)控，小型計(jì)算機(jī)數(shù)控，微處理器數(shù)控；從體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，可分為以硬件及連線組成的硬數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件及軟件組成的CNC數(shù)控系統(tǒng)，后者也稱為軟數(shù)控系統(tǒng)：從伺服及控制的方式可分為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的開環(huán)系統(tǒng)和伺服電機(jī)驅(qū)動的閉環(huán)系統(tǒng)。國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位 ，數(shù)控化率顯著提高國內(nèi)控機(jī)床的發(fā)展趨勢數(shù)控機(jī)床推廣應(yīng)用逐步加深數(shù)控金切機(jī)床的構(gòu)成比逐漸趨于合理數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用由單機(jī)向單元(系統(tǒng))方向發(fā)展出口前景良好國外數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)一是利用二進(jìn)制數(shù)學(xué)方式輸入， 加工過程可任意編程，主軸及進(jìn)給速度可按加工工藝需要變化，且能實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動，易加工雜曲面。；。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。擁有自動報(bào)警、自動監(jiān)控、自動補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間無人看管加工。由于計(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)自動化。2．微觀看改造的必要性1．宏觀看改造的必要性宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。為此，發(fā)展柔性結(jié)構(gòu)體系的數(shù)控制造裝備及制造系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)在快速多變的市場環(huán)境中對用戶驅(qū)動的市場需求作出靈活、快速響應(yīng)的關(guān)鍵。不管哪種形式的數(shù)控改造，最基本的思路是要滿足用戶的基本使用需求。機(jī)械部分的設(shè)計(jì)主要根據(jù)機(jī)械工業(yè)部的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并盡可能的選用標(biāo)準(zhǔn)件，以使總體成本下降，提高其通用性和經(jīng)濟(jì)性。對主軸箱的改造采用了電磁離合器來改變齒輪的傳動路線，同時(shí)結(jié)合變速手板的不同位置來達(dá)到主軸不變速要求。但目前對車床的數(shù)控化改造，主要是經(jīng)濟(jì)性數(shù)控化改造。所謂制造裝備及制造系統(tǒng)的柔性化是指當(dāng)產(chǎn)品的品種的需求發(fā)生變化時(shí)，它們?nèi)阅茉跐M足經(jīng)濟(jì)性的前提下，實(shí)現(xiàn)及時(shí)轉(zhuǎn)換生產(chǎn)的適應(yīng)能力。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機(jī)械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造?？梢约庸こ鰝鹘y(tǒng)機(jī)床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)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(shí)現(xiàn)了“柔性自動化”。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。2005年前三季度，％、％。對于加工對象具有“易變、多變、善變”的特點(diǎn)．換批調(diào)整方便可實(shí)現(xiàn)雜件多品種中小批柔性生產(chǎn)，適應(yīng)社會對產(chǎn)品多樣化的需求。 數(shù)控系統(tǒng)裝備的機(jī)床大大提高了加工精度、速度和效率。但目前主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家認(rèn)為數(shù)控系統(tǒng)最主要的性能是可靠性，象PC機(jī)存在的死機(jī)現(xiàn)象是不允許的。 軟件伺服驅(qū)動技術(shù) 伺服技術(shù)是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分。但直流電機(jī)存在以下缺點(diǎn)：(1)電動機(jī)容量、最高轉(zhuǎn)速、環(huán)境條件受到限制；(2)換向器、電刷維護(hù)不方便。為了實(shí)現(xiàn)更高的加工精度和速度，90年代，許多公司又研制了直線電機(jī)。 3CNC與通信網(wǎng)絡(luò)連系在一起還可以傳遞維修數(shù)據(jù)，使用戶與NC生產(chǎn)廠直接鴀?通信：進(jìn)而，把制造廠家連系一起，構(gòu)成虛擬制造網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是：信息集成能力不強(qiáng)、系統(tǒng)不開放、可集成性差、專業(yè)性不強(qiáng)、可靠性不易保證、可維護(hù)性不高。西門子最新推出802D的伺服控制就是由ProfibusDP控制的。. 開放性：系統(tǒng)可通過光纖與PC機(jī)連接，采用Window兼容軟件和開發(fā)環(huán)境。 b . 高級復(fù)雜的功能：15i／150i可進(jìn)行各種數(shù)學(xué)的插補(bǔ)，如直線、圓弧、螺旋線、漸開線、螺旋漸開線、樣條等插補(bǔ)。（3）通過RS—485接口傳送I／0信號：或且也可采用Prellbus—DP(符合歐洲1標(biāo)準(zhǔn)EN50170)以12Mbps進(jìn)行高速通信。(1)具有觸摸面板，容易操作。效率、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min。當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。Manufacturing為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過程，乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機(jī)床加工信息交換的超級模型(Super在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比(與國外對比)不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴(kuò)大趨勢。(2)體系方面從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時(shí)候少。一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，機(jī)床實(shí)際情況和要求提出幾個(gè)總體方案，進(jìn)行綜合分析，比較和論證，最后選出一個(gè)合理的總體方案。但步進(jìn)電機(jī)也有缺點(diǎn)，主要是容易丟步，啟動頻率低，工作效率也不夠高，低頻時(shí)振動大，可能造成失誤，因此步進(jìn)電機(jī)多用于負(fù)載較小，負(fù)載變化不大或要求不太高的經(jīng)濟(jì)型簡易型數(shù)控設(shè)備中。（1）主控制器及主控制芯片的選擇目前在數(shù)控系統(tǒng)中常用的芯片有8086，8088，80286，80386以及8098，8096等16位機(jī)的CPU，在一般的數(shù)控系統(tǒng)中推薦采用MCS—51系列單片機(jī)作為主控制器。片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路（6MHz 或12MHz）,每執(zhí)行一條指令