【正文】 術(shù)，對各類診斷技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的剖析。鍵盤顯示 本次設(shè)計中，采用PC~~~PC 作為掃描口信號反向放大器按顯示器公共級，8031P口作為片選數(shù)據(jù)口。 8031并行I/O口擴(kuò)展 8031有四個8位口(I/O端口),但真正能夠提供用戶使用的只有P1口,因為P2 P0口通常用來傳送外存儲器的地址和數(shù)據(jù),: ①借用外面RAM地址來擴(kuò)充I/O端口。用得較多的就是我所選用的8031。 　縱向齒輪箱和溜板箱均加外罩,以保持機(jī)床原外觀，起到美化機(jī)床的效果,溜板箱上安裝了縱向快速進(jìn)給按鈕,以適應(yīng)機(jī)床調(diào)整時的操作需要和遇到意外時緊急處理。（3）齒輪傳動 考慮步進(jìn)電動機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選擇，縱、橫向均采用錯齒調(diào)隙的齒輪做減速運(yùn)動。雖然閉環(huán)、半閉環(huán)對控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較高精確的位置伺副。驅(qū)動元件是利用步進(jìn)電動機(jī)，傳動系統(tǒng)利用滾珠絲杠。它是建立在微電子現(xiàn)代技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上。許多發(fā)達(dá)國家多做過系統(tǒng)的分析，如果舊機(jī)床設(shè)備以新設(shè)備更新，要付出很大的代價的，若利用“改造技術(shù)”，則節(jié)省大半資金，這種事半功倍的技術(shù)，不僅不浪費(fèi)資金而切還為小企業(yè)技術(shù)改造開創(chuàng)了新路，而且對實力雄厚的大企業(yè)也有很大的經(jīng)濟(jì)吸引力。在加工程序運(yùn)行時，數(shù)控系統(tǒng)會根據(jù)加工程序的內(nèi)容，發(fā)出各種控制命令，如啟動主軸電動機(jī)，打開切削液、進(jìn)行刀具軌跡計算、向特殊的執(zhí)行單元發(fā)出數(shù)字位移脈沖和進(jìn)行進(jìn)給速度控制等。是由精密機(jī)械部件（如滾珠絲桿、高精度導(dǎo)軌、精密軸承、主軸）和復(fù)雜電氣部件（如數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動裝置和伺服電機(jī)以及精密測量系統(tǒng)）構(gòu)成的一個完整的產(chǎn)品。本次設(shè)計作了下面的一些工作： 1機(jī)械部分采用了一級齒輪傳動，以BF型步進(jìn)電動機(jī)作為驅(qū)動源，以CBM/CDM滾珠絲杠作為重要元件，以便更好的實行軟件控制；2數(shù)控部分采用MCS51中的8031作為主控芯片建立一套單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床改造、單片機(jī), 滾珠絲杠 BF型步進(jìn)電機(jī) SolidWorks ABSTRACBecause of the great number of machine tools in our country ,the number is3,000, is impossible to renew them all without enough time and materialTo reform part of old ones with Numerrical Control(nc) OpenLoop control System to get high precision and high economy is a good way. The design emphases on the reform of lengthwise and axial feed systems, the fear box of the axial system, work has been in the paper:(1) Based on the onelevel driving , the style BFstepper Motor which acts the Soure of power, the CDM/CBM screw ball which is the important transmission element, the part of machinery realizes the software control.(2) The numerical control partially uses in MCS51 8031 to do primarily controls the chip to establish a set of monolithic integrated circuits application system。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床改造在國外以發(fā)展成一個新興的工業(yè)部門。最后是生產(chǎn)力的因素，在工業(yè)生產(chǎn)中，品種多小批量生產(chǎn)是現(xiàn)代化機(jī)械制造業(yè)的基本特征，只有相當(dāng)大比重完成生產(chǎn)任務(wù)，不外乎選擇通用機(jī)床、專業(yè)機(jī)床和數(shù)控機(jī)床，柔性制造系統(tǒng)，就工業(yè)復(fù)雜程度和一批工件所需要生產(chǎn)總成本比較中看出，數(shù)控機(jī)床最能適應(yīng)這一需要。因此，我國提出從大力推廣經(jīng)濟(jì)型數(shù)控這一中間技術(shù)的基礎(chǔ)上，再推出全功能型數(shù)控這條道路，適合我國經(jīng)濟(jì)、教育、生產(chǎn)水平，對于以后全動能型數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的準(zhǔn)備階段，為實現(xiàn)我國傳統(tǒng)的機(jī)械制造的方向過度的重要內(nèi)容。數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)，點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)，輪廓控制系統(tǒng)，連續(xù)控制系統(tǒng)。（1）導(dǎo)軌 由于普通型車床的改造精度要求的不高的開環(huán)系統(tǒng)，而滑動導(dǎo)軌定位精度和靈敏不需研磨措施可達(dá)到10um左右。（2）縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造,拆除原機(jī)床的進(jìn)給箱和溜板箱利用原機(jī)床的安裝孔銷釘孔安裝齒輪箱體,滾珠絲杠仍安裝在原絲杠位置,兩端仍利用原固定方式,這樣可減少改裝工作量。 選擇精度等級為3級4．傳動效率的計算 η==tg2176。其三：電源及時鐘：V、V、XTAL、XTAL。此外,還設(shè)有越界報警急停處理電路.8031芯片的P 和P用來傳送外部存儲器的地址和數(shù)據(jù), P口送的是8位地址, P口傳送低八位地址和數(shù)據(jù),故采用74LS373地址鎖存器,鎖存低八位地址,ALE作為首選通信號,當(dāng)ALE為高電位,鎖存器的輸入輸出速度,即輸入的低八位地址在輸出端出現(xiàn),此時不需鎖存,當(dāng)ALE從高電平變?yōu)榈碗娖?出現(xiàn)下降沿時,低八位地址在輸出端出現(xiàn),此時不需鎖存,當(dāng)ACE這樣POD共組成16位地址,2764和6264芯片都是8KB,需要13根地址線, A~A低8位安74L373芯片的輸出,A~A按8031芯片的P~P系統(tǒng)采用全地址譯碼,兩片2764新片選信號CE分別按74LS138譯碼器的和,系統(tǒng)復(fù)位以后程序從0000H~開始執(zhí)行,6264芯片的片選信號CE地址按74LS138的,單片機(jī)的擴(kuò)展系統(tǒng)允許程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器獨(dú)立編址,8031芯片控制信號PSEN按2764的OE引腳,讀寫控制信號WR和RD分別按6264芯片內(nèi)部沿有ROM,始終要選片外程序存儲器,故按EA地址由于8031只有P口和P口的部分能提供用戶作I/O接口使用,不能滿足輸入輸出口的需要,8155(1)的片選信號按74LS138的端74LS138譯碼器有3個輸入A B C 分別按8031的 P P P8個輸出,低電平有效. 對應(yīng)輸出A B C DE 000至111 B C ,其中2個為低電平使能端,輸出才能產(chǎn)生,否則輸出才能處在高電平無效.I/, 輸出PA~P為顯示器的位選信號,輸出PC0~PC4 ,因此使用8155的I/(2),按X Z 向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)形分配器為輸出,系統(tǒng)各芯片采用全地址譯碼,各存儲器及I/,故 均按+5V,時鐘輸入端CP按8155芯片的TIME007用以決定脈沖分配器是如脈沖的頻率,為實現(xiàn)插補(bǔ)時不同的進(jìn)給的速度,可給8155芯片定時/計數(shù)器中設(shè)置不同的常數(shù).. 關(guān)于電路原理圖的一些說明在此電路圖中,還有其他功能電路,如報警電路,急停電路,復(fù)位電路,隔離電路,功效電路等,此外還有對自動回轉(zhuǎn)刀架,螺紋加工進(jìn)行控制. 復(fù)位電路 通常8031的復(fù)位有自動復(fù)位,和人工按鈕復(fù)位兩種,下面將分別顯示電路結(jié)構(gòu) （A）(A)上電復(fù)位電路 （B）開關(guān)復(fù)位電路時鐘電路 時鐘電路如圖所示,XTAL和XTAL2為內(nèi)振蕩電路輸入線,這兩個端口用來外接石英晶體和微調(diào)電器,用來聯(lián)接8031片內(nèi)OSC的定時反饋回路. 光電隔離電路 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路,脈沖分配器輸出的信號經(jīng)過放大后,電流也較大,如果將I/O口輸出信號直接與功率放大電路相連,將引起電路干擾,輕則影響計數(shù)機(jī)程序的正常運(yùn)行,光電耦合器是以發(fā)光二級管和光敏二級管組成,為輸入信號的輸入端時,發(fā)光二級管導(dǎo)通激發(fā)紅外光,受光三極管照射后,由于光敏效應(yīng)產(chǎn)生光電流。鍵盤是由若干個按鍵組成的開關(guān)陣列，圖中行線通過電阻接+5V，當(dāng)鍵盤上沿有閉和時，所有行線和列線都以斷開，行線PC~PCX是4根行線，PA0~PA7Ss是6 根列線，在行線與列線交叉點(diǎn)上安裝有鍵，PA口的6 根列線按一定的時間間隔輪流輸出低電平。因此在數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，要想迅速準(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位，不借助于診斷技術(shù)是很困難的。如：德國西門子公司的數(shù)控8系統(tǒng)，每次開機(jī)都要對系統(tǒng)硬件、軟件及配置進(jìn)行診斷。反之，有上述任何一項故障存在，將顯示報警信息畫面。故障發(fā)生時，每項被賦于一個故障編號外又附有簡明的說明語句，顯示在顯示器上。 離線診斷所用軟件的存儲及使用方法多不相同。若未檢測到其他故障，系統(tǒng)進(jìn)行正常工作，而故障模塊待維修工方便時再更換。這些知識用于讀出數(shù)控系統(tǒng)狀態(tài)信息（如輸入／輸出口信號、參數(shù)、指令值等）的函數(shù)表達(dá)。計算機(jī)向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，井使之執(zhí)行某種運(yùn)行測試數(shù)據(jù)送回計算機(jī)分析，比較并得出結(jié)論。目前這種主輔數(shù)字伺服和伺服進(jìn)給數(shù)字驅(qū)動在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用。（4）傳感器的開發(fā)利用 在傳感器領(lǐng)域有不少開發(fā)工作還在進(jìn)行。Solidwokrs 可充分發(fā)揮用三維工具進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)的威力，它提供從現(xiàn)有二維數(shù)據(jù)建立三維模型的強(qiáng)大轉(zhuǎn)換工具。 進(jìn)入SolidWorks系統(tǒng)后,單擊（標(biāo)準(zhǔn)工具欄）的新建，系統(tǒng)將彈出（新建SolidWorks文件）窗口。可將零部件和特征拖放到適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)使用已建的零件來裝配時,這種有下而上的方法較好。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會奠定了基礎(chǔ)。 到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。 2. 向高速化和高精度化發(fā)展 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進(jìn)步。 。、開發(fā)、管理人才的基本隊伍。與國外先進(jìn)水平大約落后10～15年，在高精尖技術(shù)方面則更大。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟(jì)格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術(shù)的制造中心的地位，這樣將會嚴(yán)重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。發(fā)展策略重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。由于目前的水平將理論知識轉(zhuǎn)為現(xiàn)實的生產(chǎn)力，還有一段距離，這就要求我們在今后工作和學(xué)習(xí)中不斷鉆研本專業(yè)知識，用知識去創(chuàng)