【正文】 ..........27 NIM9702 數(shù)控系統(tǒng)接口 .................................................28 系統(tǒng)電源 ..............................................................28 2 系統(tǒng)的接地 ............................................................29 開關(guān)量 I/O 信號的電特性 ................................................29 系統(tǒng)信號 I/O 的連接 ....................................................295 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設計 ....................................................31 數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成 .................................................31 概述 .............................................................31 單片機控制系統(tǒng)的設計 .............................................31 硬件電路的組成 .......................................................32 各種芯片選擇及引腳功能說明 ........................................32 輔助電路 ..........................................................47 驅(qū)動電源電路的選擇 ................................................48 控制類型的確定 ....................................................49 面板操作鍵和方式選擇開關(guān) ..........................................49 螺紋加工的傳動與控制 ..............................................50 硬件電路設計 .........................................................50 接口電路與 AT89C51 的連接 ..........................................50 伺服電機接口電路 ..................................................51 隔離電路 ..........................................................52 脈沖分配器 ........................................................526 軟件設計 ................................................................536．1 總體設計方案設計 .....................................................536．2 系統(tǒng)初始化軟件 .......................................................536．3 插補程序設計 .........................................................53 直線插補 ..........................................................53 圓弧插補 ..........................................................557 程序設計 ................................................................608 數(shù)控機床的安裝調(diào)試及驗收 ................................................63 機床的地基和對環(huán)境的要求 ..............................................63 各控制單元間的電纜連接 ................................................63 通電試車前的檢查 ......................................................63 輸入電源電壓和頻率的確認 ..........................................63 檢查直流電源輸出端是否正常 ........................................63 檢查各熔斷器 ......................................................63 短接棒的設定 ......................................................63 檢查油和氣 ........................................................64 確認各部件機器位置 ................................................64 通電試車 ..............................................................64 確認試車 ..........................................................64 確認電源電壓相序 ..................................................64 接通強電柜交流電源 ................................................64 接通直流電源 ......................................................64 線數(shù)控裝置供電 ....................................................64 數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)核對 ..................................................64 3 手動操作 ..........................................................65 主軸與輔助裝置通電 ................................................65 空運行及有關(guān)性能試驗 ..............................................65設計小結(jié) ...................................................................66致 謝 ......................................................................67參考文獻 ...................................................................68 41 緒論 改造的可行性隨著社會生產(chǎn)和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品的質(zhì)量和性能不斷提高，產(chǎn)品的更新?lián)Q代也不斷加快，因此對機床不僅要求具有較高的精度和生產(chǎn)率，而且應能迅速地更換產(chǎn)品的零件。（1）數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資大，對中小型企業(yè)是心有余而力不足。（3）降低對工人技術(shù)等級的要求。（5）數(shù)控改造的周期短，可滿足生產(chǎn)急需。數(shù)控機床作為機電一體化的典型產(chǎn)品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用，其可以很好的解決現(xiàn)代制造業(yè)中的復雜、精密、小批、多變零件的加工問題，能穩(wěn)定加工質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率。該機床適用于加工形狀復雜，中小批量的零件?？v、橫向進給機構(gòu)減速齒輪采用雙片齒輪，靠錯位消除嚙合間隙。在其縱橫向均采用步進電機 7減速齒輪 滾珠絲杠螺母副 溜板的傳動方式，刀架更換為四刀位回轉(zhuǎn)刀架。在設計時主要考慮和選擇步進電動機的相數(shù)，拍數(shù)，步距角，最大靜轉(zhuǎn)距及外形和配合尺寸，齒輪的模數(shù)，齒數(shù)，主要尺寸及和軸的配合，滾珠絲杠副的承載能力，支撐，潤滑，配合要求，間隙的調(diào)整和有關(guān)結(jié)構(gòu)設計，傳動軸的結(jié)構(gòu)和零件的安裝，連接和密封。（5）穩(wěn)定性好，壽命長穩(wěn)定性是進給伺服系統(tǒng)能夠正常工作最基本的條件，在低速進給情況下不產(chǎn)生爬行，并能夠適應外加系統(tǒng)的變化而不發(fā)生共振，采取適當?shù)臐櫥绞胶头雷o措施延長其壽命。但是，增大轉(zhuǎn)矩和快速運行存在一定的矛盾，高性能與低成本相矛盾。數(shù)控機床的進給分為快速進給和切削進給，快速進給速度遠遠大于切削進給的速度。但是，螺母要適當預緊，同時配合數(shù)控系統(tǒng)軟件間隙補償消除絲杠與螺母之間的間隙。 （3）減小運動慣量，傳動元件的慣量對伺服機構(gòu)的起動和制動特性都有影向，尤其是處于運轉(zhuǎn)的零件，其慣性的影響更大?；?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，因此絲杠立式使用時，應增加制動裝置。（1）滾珠絲杠副的軸向間隙調(diào)整常用的雙螺母絲杠消除間隙方法有：墊片調(diào)隙式，螺紋調(diào)隙式，齒差調(diào)隙式。滾珠絲杠副的支撐和制動方式為提高傳動剛度，不僅應合理確定滾珠絲杠螺母副的參數(shù)，而且螺母座的結(jié)構(gòu)、絲杠兩端的支撐形式以及它們與機床的連接剛度也有很大影響。常用的制動方法有超越離合器、電磁離合器或者使用具有制動裝置的伺服電動機。①縱向滾珠絲杠略②橫向滾珠絲杠橫向滾珠絲杠也采用三點支承形式，步進電動機一般都安裝在床鞍的后部，近操作者一端，布置一根短軸，通過一個聯(lián)軸套與滾珠絲杠聯(lián)接起來。消除齒輪間隙的方法很多，用調(diào)整中心距的方法是最簡單的一種。 C6140車床數(shù)控化改造機械部分改造設計與計算機械部分設計內(nèi)容包括：傳動元件的設計計算及選用，運動部件的慣性計算，伺服電動機的選擇等。L壽命(以 106轉(zhuǎn)為單位 1,如 則為 150 萬轉(zhuǎn)).壽命 L 可按下式計算 L=60nT/106 式中 n滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速 r/min。則 η=tan2176。 S=π/4* 2= “+”用于拉伸時，“”用于壓縮時。cm2 = kgm) Tf克服摩擦所需的轉(zhuǎn)矩(Nm式中 F 0 預加載荷，一般為最大軸向載荷的 1/3，即 Fp/3.則 T=Tamax+Tf+T 0 =(++) Nfh硬度系數(shù),HRC 為 60 時, f h為 1。1639。FpL0/ES式中 E彈性模量，對鋼 E=*106N/cm2。cm 2)對材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量可按下式計算： J=*104D4L式中 D圓柱零件的直徑(cm)。m =m T0= F0L0*103/(2πη 0)=*4*103/(2π* )N 主傳動系統(tǒng)的設計 主傳動系統(tǒng)的改造 為了適應不同的加工要求，目前主傳動系統(tǒng)的改造大致分為二類：（1）二級以上變速的主傳動系統(tǒng)變速裝置多采用齒輪變速機構(gòu)。停車時為克服旋轉(zhuǎn)件的慣性采用液壓摩擦制動器使主軸迅速停轉(zhuǎn)。車床的主軸轉(zhuǎn)速必須小于主軸脈沖發(fā)生器的最高允許轉(zhuǎn)速，以免損壞脈沖發(fā)生器。為了能高效的加工出高精度、低粗糙度的工件，必須要有一個具有良好性能的主傳動系統(tǒng)和一個具有高精度、高剛度、振動小、熱變形和噪聲均能滿足需要的主軸部件。這種可是動力源盡量靠近機床的執(zhí)行機構(gòu)，使傳動裝置機械部分的結(jié)構(gòu)簡化，系統(tǒng)剛性增加，傳動精度提高。（2）伺服系統(tǒng)的組成 閉環(huán)伺服系統(tǒng)主要有以下幾個部分組成：① 微型計算機 它能接受輸入的加工程序和反饋信號，經(jīng)系統(tǒng)軟件運行處理后，由輸出口送指令信號。⑥ 測速發(fā)電機及反饋電路 測速發(fā)電機實際是小型發(fā)電機，發(fā)電機兩端的電壓值和發(fā)電