【正文】 息技術(shù)，包括人工智能等的含量。可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍?？蓪?shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。從2002年開始，我國就成為世界第一機(jī)床消費(fèi)大國。我國出口額增幅較大的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎機(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。二是利用硬件與軟件相結(jié)合。首先就要求數(shù)控系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面和開發(fā)平臺(tái)，通過這個(gè)界面和平臺(tái)開放而自由地執(zhí)行和表達(dá)自己的思路。加上這些廠家長期已經(jīng)生產(chǎn)大量的數(shù)控系統(tǒng)：體系結(jié)構(gòu)的變化會(huì)對他們原系統(tǒng)的維修服務(wù)和可靠性產(chǎn)生不良的影響。它有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)無溫漂，穩(wěn)定性好。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，1971年，德國西門子的Blaschke發(fā)明了交流異步機(jī)的矢量控制法；1980年，德國人Leonhard為首的研究小組在應(yīng)用微理器的矢量控制的研究中取得進(jìn)展，使矢量控制實(shí)用化。但由于它的推力還不夠大，發(fā)熱，漏磁及造價(jià)也影響了它的廣—泛應(yīng)用。這種通信通常分三級：(1)工廠管理級。現(xiàn)場級與車間單元控制級及信息集成系統(tǒng)主要完成底層設(shè)備單機(jī)及I／0控制、連線控制、通信連網(wǎng)、在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等功能，保證現(xiàn)場設(shè)備高質(zhì)量完成生產(chǎn)任務(wù)，并將現(xiàn)場設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息傳送到工廠管理層，向工廠級提供數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)場總線是面向：工廠底層自動(dòng)化及信息集成的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 功能不斷發(fā)展和擴(kuò)大 NC技術(shù)經(jīng)過50年的發(fā)展，已經(jīng)成為制造技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。特別適合於加工航空機(jī)械零件，汽車及家電的高精零件，各種模具和復(fù)雜的需5軸加工的零件。采用NURBS插補(bǔ)可以人人減少NC程序的數(shù)據(jù)輸入量，減少加工時(shí)間，特別適用模具加工。(2)基本PMC指令執(zhí)行時(shí)間為：0．085ps；最大步數(shù)：32，000步。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一。在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級()。在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。4.首先，STEPNC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個(gè)計(jì)算機(jī)上。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACANC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證。縱觀我國數(shù)控技術(shù)近50年的發(fā)展歷程，特別是經(jīng)過4個(gè)5年計(jì)劃的攻關(guān)，總體來看取得了以下成績。(2)產(chǎn)業(yè)化水平上，市場占有率低，品種覆蓋率小，還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)；功能部件業(yè)化生產(chǎn)水平及成套能力較低；外觀質(zhì)量相對差；可靠性不高，商品化程度不足；國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)尚未建立自己的品牌效應(yīng)，用戶信心不足。(3)機(jī)制方面不良機(jī)制造成人才流失，又制約了技術(shù)及技術(shù)路線創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新，且制約了規(guī)劃的有效實(shí)施，往往規(guī)劃理想，實(shí)施困難。步進(jìn)電機(jī)是一種特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī),它利用通電激磁繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩，將脈沖電信號的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移的電機(jī)執(zhí)行元件。數(shù)控系統(tǒng)的核心是微機(jī)，其它裝置均在微機(jī)的控制下進(jìn)行工作。 （2）MSC—51系列單片機(jī)介紹① MSC—51系列單片機(jī)的基本特征MSC—51系列單片機(jī)主要有三種：8031，8051和8751。具有21個(gè)特殊功能寄存器?？诰哂刑嵘娮璧?位雙向I/O口，該口的每一位均可獨(dú)立的定義為第一I/O口功能或者第二I/O口功能。（1）EPROM的選擇芯片的型號不同，應(yīng)用參數(shù)也不同，主要有最大讀出速度，工作溫度及容量。在這里只用EPROM，地址為0000H1FFFH，擴(kuò)展RAM與I/O口及外圍設(shè)備實(shí)行統(tǒng)一編址。本系統(tǒng)接口電路包括鍵盤、數(shù)碼顯示器及步進(jìn)電機(jī)接口電路，輔助電路包括復(fù)位電路及報(bào)警顯示電路。單片機(jī)的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。由于步進(jìn)電機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高（幾十伏），電流也較大（幾安到幾十安），如果將Ｉ／Ｏ口輸出的信號直接與功率放大器相聯(lián)，將會(huì)引起強(qiáng)電干擾，輕則影響計(jì)算機(jī)程序的正常運(yùn)行，重則導(dǎo)致計(jì)算機(jī)接口電路的損壞。這里主要介紹ＬＥＤ顯示器，它是由八個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或列線（行線）發(fā)亮，控制不同的二極管導(dǎo)通就能顯示出各種字符，通常用的是七段顯示器，結(jié)構(gòu)如圖４－４，與發(fā)光二極管的陽極連在一起的成為共陽極顯示器，與陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。 橫向采用燕尾形導(dǎo)軌：式中：G為移動(dòng)部件的重量（N）；為導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形勢而不同；K為考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)。但必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。大到設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)，小到一個(gè)字詞的運(yùn)用，老師都細(xì)心的矯正，足見其耐心細(xì)致。結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生離校前最重要也是最全面的一次設(shè)計(jì)，是高等院校為培養(yǎng)工程技術(shù)人員而進(jìn)行的一次大型綜合訓(xùn)練，通過這次設(shè)計(jì)，檢查學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程的知識(shí)，分析和解決問題的能力，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動(dòng)負(fù)載C，計(jì)算如下： 查表選擇FFB2005,FFB2005型內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)返向器單螺母導(dǎo)程預(yù)緊滾珠絲杠副CBFZD3205型外插管埋入式雙螺母墊片預(yù)緊國內(nèi)珠絲杠副（表31） 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)無沖擊狀態(tài)~一般運(yùn)轉(zhuǎn)~有沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)~滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率其中： 橫向： 滾珠絲杠副的軸向變形會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量：橫向；當(dāng)機(jī)床脈沖當(dāng)量和滾珠絲杠導(dǎo)程確定以后，可以先初選步進(jìn)電機(jī)的步距角，計(jì)算伺服系統(tǒng)的降速比i橫向：由于該結(jié)構(gòu)傳動(dòng)比為1，所以采用直連電機(jī)用聯(lián)軸器與絲杠直接連接，不采用齒輪傳動(dòng)。調(diào)整時(shí)間和電流參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。如圖４－３所示。采用外部時(shí)鐘方式，可把直接接地，接外部時(shí)鐘源。（1）接口電路具體設(shè)計(jì)8155的內(nèi)部RAM和I/O的選擇由引腳IO/控制，當(dāng)IO/=0時(shí)，CPU訪問RAM，ＲＡＭ的低８位編制為：００Ｈ～ＦＦＨ；IO/＝１時(shí)，ＣＰＵ訪問ＩＯ口，其低８位編址見教材的真值表，８１５５的工作方式選擇通過對８１５５內(nèi)部命令，寄存器通過設(shè)定控制命令來實(shí)現(xiàn)。地址總線將～與EPROM的～一一對應(yīng)連接。根據(jù)CPU與EPROM的匹配要求，應(yīng)滿足8031能提供的讀取時(shí)間大于EPROM所需要的讀取時(shí)間。③總線結(jié)構(gòu)地址總線AB地址總線寬度為16位，故其外部存儲(chǔ)器直接選址范圍達(dá)到64KB，16位地址總線由口經(jīng)地址鎖存器提供低8位，～由直接提供。具有四個(gè)I/O口，32根I/O線。并且開發(fā)手段齊全，指令系統(tǒng)功能強(qiáng)，編程靈活性大，硬件資料也很豐富。數(shù)控系統(tǒng)對微機(jī)的要求是多方面的，但主要指標(biāo)是字長和速度，字長不僅影響系統(tǒng)的最大加工尺寸，而且影響加工的精度和運(yùn)算精度。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度與輸入的脈沖個(gè)數(shù)具有較嚴(yán)格的比例關(guān)系，而且轉(zhuǎn)動(dòng)與輸入脈沖在時(shí)間上同步，因此可以利用這些特點(diǎn)控制運(yùn)動(dòng)的速度和位移量。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)研究不夠。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的研究、制定滯后。(2)初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。其次，STEPNC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。我國在2000年也開始進(jìn)行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。3.為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和可靠性得到提高。高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(4)可在PC機(jī)上進(jìn)行程序開發(fā)。 c . 強(qiáng)力的聯(lián)網(wǎng)通信功能?？焖倏蛇_(dá)240m/min速度；系統(tǒng)還具有高速高精加工的智能控制功能：(1)預(yù)計(jì)算出多程序段刀具軌跡，并進(jìn)行預(yù)處理。這是一臺(tái)具有開放性，4通道、最多控制軸數(shù)為24軸、最多聯(lián)動(dòng)軸數(shù)為24軸、最多可控制4個(gè)主軸的CNC系統(tǒng)。它對提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本非常重要。因此，現(xiàn)場級與車間級是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)。(2)車間單元控制級。這兩種突破的結(jié)果產(chǎn)生了交流數(shù)字驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給和主軸裝置。數(shù)控機(jī)床逐漸采用異步電機(jī)為主軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。(3)通過參數(shù)對設(shè)定，調(diào)整減少。為了增加開放性，主流數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家往往采用(1)方案，即在不變化原系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一塊PC板，提供鍵盤使用戶能把PC和CNC聯(lián)系在一起，大大提高了人機(jī)界面的功能比較典型的如FANUC的150/160／180／210系統(tǒng)。機(jī)床制造商可以在該開放系統(tǒng)的平臺(tái)上增加一定的硬件和軟件構(gòu)成自己的系統(tǒng)。三是以電子控制為主的機(jī)電一體化機(jī)床充分發(fā)揮了微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)特有的優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化， 可較容易地組成各種先進(jìn)制造系統(tǒng)， 如F M S、F T L、F A， 甚至將來的CIMS，能最大限度地提高