【正文】 分析解決實際問題和獨立思考的能力。 本機床是 CJK6140，與普通的 C6140 車床相比，具有較高的的精度，高可靠性，高效率的特點，是一種典型的開環(huán)式經(jīng)濟型數(shù)控機床。要實現(xiàn)鍵盤的識別，產(chǎn)生與被按鍵對應的編碼，消除鍵接觸時的抖動干擾等功能，鍵盤程序必須依次執(zhí)行以下步驟：1）掃描鍵盤，判斷有無鍵合上2）獲取合上鍵的行、列信號3）由行、列特征識別合上鍵的含義4）根據(jù)鍵的特征進行分類5）分類處理考慮到大多數(shù)應用系統(tǒng)都采用 BCD 碼輸入數(shù)據(jù)。㎜F．循環(huán)次數(shù)指令 J：J 后跟的數(shù)碼為自動循環(huán)次數(shù)可在 1～9 中選擇（2） 軟件結(jié)構(gòu)：加工零件的程序通過手動鍵盤輸入或磁帶輸入，以固定的格式存入規(guī)定地址的存儲區(qū)，啟動控制后，首選取第一段加工程序的指令并通過譯碼將各類指令分別存入相應的單元。（1） CJK6140 數(shù)控車床主要的技術(shù)參數(shù)及功能①數(shù)控裝置：計算機型號 8031插補方式 逐點比較法插補坐標數(shù) 二坐標 數(shù)據(jù)形式 增量、絕對值及混合使用輸入方式 手動鍵盤輸入或磁帶機一次輸入Z 向脈沖當量 ㎜/脈沖X 向脈沖當量（直徑上） ㎜/脈沖單行程段最大圓弧半徑 5m 傳動系統(tǒng)間隙補償量 0～255 脈沖程序段顯示數(shù) 9999②數(shù)控裝置機能設(shè)置：（a）準備機能 G：G00 快速進給G01 直線插補G02 圓弧插補（順時針）G03 圓弧插補（逆時針）G04 延時G32 切削圓柱螺紋G33 切削錐螺紋G50 坐標設(shè)定G90 直線切削循環(huán)G90 錐度切削循環(huán)G92 圓柱切削螺紋循環(huán)G93 錐螺紋切削循環(huán)G94 1/4 凸圓循環(huán)G95 1/4 凹圓循環(huán)（b）補助機能：M00 程序暫停M02 程序終止M03 主軸正轉(zhuǎn)M04 主軸反轉(zhuǎn)M05 主軸停止M08 冷卻液開M09 冷卻液關(guān)C．刀具的選擇機能 T：T 后跟兩位數(shù)，第一位為 1～4 表示刀號。 軟件設(shè)計改造后的 CJK6140 數(shù)控機床，主要控制功能由軟件實現(xiàn)。 功率放大器功率放大電路分為單電源和雙電源型。 接口線路微機與機床的連接如下圖：微機與機床的連接 它通過光電隔離接口板將兩者信號聯(lián)系起來，光電隔離接口主要是為防止干擾及電平相配合。 硬件配套及基本結(jié)構(gòu) 本數(shù)控系統(tǒng)計算機是采用 8031 為 CPU 的 8 位微型專用計算機。三總線則是 CPUI 與存儲器、接口以及其它各種轉(zhuǎn)換電路連接的紐帶，是 CPU 與各部分電路進行信息交換和通訊的必由之路。電機參數(shù)如下表；型號 110BF003相數(shù) ３額定電壓 80V額定電流 6A步距角 0最大靜扭矩 800 Nmm運行頻率 7000Step/S空載啟動頻率 1500Step/S回轉(zhuǎn)直徑 110mm長度 160mm軸徑 11mm第四部分 數(shù)控設(shè)計 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路 基本硬件組成任何一個數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成。圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量 J（Kgd =63=㎜t1 (4) 計算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m = = ≈2㎜t1zdt326齒高 h= m t=2=㎜b/h= = (5) 計算載荷系數(shù)：根據(jù) V=，6 級精度，由圖 108 查得動載荷系數(shù) K =由表 103 查得 K =K =，由表 102 查得使用系數(shù) K =1；?HF A由表 104 查得 6 級精度，小齒輪相對支承非對稱分布時：K =+（1+ ） +10 b?H2d?3?=,b=?K ≈. b/h=, 查得 1013:K = 7 所以載荷系數(shù)?FK=K K K K =?H?按照實際的載荷系數(shù)校正所計算的分度圓直徑，由式 1010ad =d = (6)計算模數(shù) MM= =㎜1zt 齒根彎曲強度設(shè)計：由式 105 得彎曲強度設(shè)計的公式為：M≥M= =㎜1zdt（1） 由圖 10－20Ｃ查得小齒輪的彎曲疲勞極限：1FEσ＝500Mpa， 2FE?＝380Mpa（2） 由圖 10－18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) K 1FN， K 2K 1N＝， K 2N＝．（3） 計算彎曲疲勞許用應力：取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝［ ］ ＝ ＝［ ］ 2＝ ＝?（4） 計算載荷系數(shù) K：K＝K K K K ＝11＝（5） 查取齒形系數(shù)：由表 10－5 可查得，Y ＝，Y ＝（6） 查取應力校正系數(shù)：由表 10－5 可查得：Y ＝，Y ＝（7） 計算大、小齒輪的 ，并且加以比較：??F?小齒輪： ＝ ＝??FSa??大齒輪： ＝ ＝大齒輪的數(shù)值大，取大值 設(shè)計計算：M≥ ＝??對比計算結(jié)果，由齒面的接觸疲勞強度計算的模數(shù)Ｍ大于齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要是彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)M＝ ，并就近圓整為標準值 M＝㎜，按照接觸強度算得分度圓直徑 d1=㎜,Z = = =≈Z =iZ =32=4021這樣設(shè)計的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。則經(jīng)計算，得: F K=36648N。22′?——摩擦角, ?=10′所以，經(jīng)計算得 π S =。D則：Nc== kw又因為：Nc=Fzv/6120所以Fz=6120Nc/v取切削速度 V=100m/min. 則：Fz=由《機床設(shè)計手冊》可知，車外圓時 FX=(~) z? Fy=(~) z? 取 FX=， = Fy= N（Fz 為主切削力，F(xiàn)x 為走刀抗力， Fy 為吃刀抗力） 滾珠絲杠的設(shè)計計算滾珠絲杠在工作 過程中受軸向負載使?jié)L珠和滾道面間產(chǎn)生接觸應力。加工過程中，為了保護絲杠不受鐵屑的磨損和冷卻液的腐蝕，加防護板。其方法是：采用雙片齒輪錯齒法，將從動輪做成兩片，其中一片固定在軸上，另外一片為動片，兩者之間裝上周向彈簧，彈簧力使兩片齒輪的輪廓分別與主動輪的輪廓貼緊，從而消除了齒輪間的間隙，避免了卡死與空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象出現(xiàn)。功能子模塊包括+X，X，+Z，Z ，及 STOP 功能子模塊，并可調(diào)用圓監(jiān)控程序中的許多子程序。8031 通過 P0 口擴展了一片 8279 接口芯片來實現(xiàn)鍵盤輸入和電路顯示的功能。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。其本質(zhì)是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)進行插補，從而得到較理想的運動軌跡，然后輸入到執(zhí)行部件，加工出所需的零件。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)。 我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。因而在機械、航空、造船、動力等行業(yè)中得到了廣泛地運用。數(shù)控機床經(jīng)濟型改造,實質(zhì)是機械工程技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合。這是當今機械科學技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。由于我國現(xiàn)在使用的機床大多數(shù)為普通車床，自動化程度低,要更新現(xiàn)有機床需要很多資金。為了解決這個問題,也為了適應多品種中、小批量零件加工我們選擇機床經(jīng)濟型數(shù)控改造。機械工程學科正朝著機電一體化方向發(fā)展，而數(shù)控機床便是此領(lǐng)域中的一個典型發(fā)展方向。經(jīng)改造后的機床加工的精度、效率、速度都有了很明顯的提高，適合我國現(xiàn)在經(jīng)濟水平的發(fā)展要求。此外，數(shù)控技術(shù)也在繪圖機械、坐標測量機、激光于火焰切割機等機械設(shè)備中得到了廣泛的應用。但機床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進工業(yè)國家的 1/10 左右，差距太大，急待改造。可以預料，今后，機床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。按照這一原理，數(shù)控系統(tǒng)可分為開環(huán)數(shù)控和閉環(huán)系統(tǒng)。 與閉環(huán)控制系統(tǒng)相比，步進電機開環(huán)伺服系統(tǒng)沒有外部的位置反饋回路及速度反饋回路。有了硬件，軟件才能有效地運行。通過 P1 口經(jīng)過光耦合隔離電路 TLP5214 來消除電路干擾，并實現(xiàn) X，Z 向正反轉(zhuǎn)及連續(xù)啟動的功能，通過功率放大電路實現(xiàn) S，T ，M 等備用功能。中斷模塊包括急停中斷模塊，報警中斷模塊等。通過對絲杠的設(shè)計計算和對剛度，強度，壓桿穩(wěn)定性的校核，選擇絲杠的公稱直徑為 25mm，基本導程為 6mm,精度為 3 級。同時，為了防止灰塵和鐵屑碎片等雜物進入滾珠絲杠的軌道中，避免出現(xiàn)滾珠卡死或傳動精度大大降低的現(xiàn)象，我們采用防塵護罩的保護形式。對于滾道型面的一點是交變接觸應力，在這種交變接觸應力的作用下，經(jīng)常一定的應力循環(huán)次數(shù)后，使 其產(chǎn)生疲勞損傷，這是它的主要破壞形式。L0)，取工件直徑 D=100㎜，絲杠導程 L0=6㎜，Ni—絲杠轉(zhuǎn)速為 。 校核① 剛度校核滾珠絲桿受工作載荷 P 的作用而引起導程 L0的變化是 ΔL 1。Nk= FK /p=36648/=。齒輪參數(shù)取值如下：　參數(shù) Z m b a d 外圓直徑大齒輪 40 2 20 20 80 84小齒輪 32 2 20 20 64 68 其他機械設(shè)計部分 減速箱最小輸出軸的計算取每級齒輪傳動效率（包括軸承效率在內(nèi)） c?=,則 P Z=P c?==n = = = R/由式 152 得 d≥A ,03zZnP即：d = A 。cm 2）的計算公式： J= ……(57)324ld??其中， ——材料密度，kg/cm 3 取 =103kg/m3??d——傳動件的等效直徑 ml——傳動件軸向長度 m總當量負載轉(zhuǎn)動慣量 Je(Kgm2)Je=Jz1+ +( ) W2iJsz?4180??p其中，Jz1,Jz2 ——電機軸和絲杠軸上齒輪的轉(zhuǎn)動慣量，Kgm 2；Js——絲杠轉(zhuǎn)動慣量，Kgm 2；m——工作臺質(zhì)量，Kg。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，有了硬件才能有效的運行。除此之外，還要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的要求配備一些外圍設(shè)備和信號變換電路。它包括一個微處理器，一個 123 字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，4 個 8 位的 I/O 接口（其中 P1，P2 ，P3 是準雙向口，P0 是三態(tài)雙向口） ，此外還有為用戶留一個擴展區(qū)。 機床