【正文】 受載體送來的加工信息，經(jīng)過一些列計算和處理后直接控制機(jī)床的動作。 1980年以后，計算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，各種新技術(shù)被應(yīng)用到數(shù)控裝置，比如能夠進(jìn)行人機(jī)對話式的自動編制程序；一些數(shù)控裝置的體積已經(jīng)能直接裝在機(jī)床上；的自動化程度又攀新高，具備了類似自動檢查刀具狀態(tài)和自動檢測工件狀態(tài)的功能。在在現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的中國，各個公司生產(chǎn)的產(chǎn)品競爭愈發(fā)激烈，為了保證效益，必須推陳出新提高產(chǎn)品的質(zhì)量、增加種類，減少生產(chǎn)周期和實(shí)驗(yàn)時間，對于其他可以大批量生產(chǎn)的零件，也不能一直一成不變，也需要更新?lián)Q代。在我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程中，MCS51系列單片機(jī)在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)大多采用MCS51系列單片機(jī)。1948年，在美國一家名叫帕森斯的公司接受USAF的委托，研制飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的制造裝置。我國的數(shù)控機(jī)床的發(fā)展經(jīng)歷了30多年的跌宕起伏，已經(jīng)由成長期進(jìn)入成熟期。　　高速化:提高進(jìn)給速度與提高主軸轉(zhuǎn)速。光電閱讀機(jī)是輸入系統(tǒng)程序和零件加工程序；顯示器直觀的表達(dá)加工信息與進(jìn)度；鍵盤用于輸入操作命令及編輯、修改程序段，也可輸入零件加工程序；操作面板是進(jìn)行人機(jī)互動的不可缺少的一部分；機(jī)床接口是計算機(jī)和機(jī)床之間聯(lián)系的橋梁。編制零件加工程序的主要依據(jù)一般是按零件具體輪廓或者按工藝要求設(shè)計的進(jìn)給路線。車刀固定在走刀架上,隨刀架一起沿車床的縱軸(Z軸)和橫軸(X軸)移動。一方面是維修和改動原機(jī)床部分，更換已磨損的部件；另一方面是更換原機(jī)床控制柜，用新的數(shù)控系統(tǒng)和強(qiáng)電裝置代替。⑥機(jī)床改造的技術(shù)的開銷。[4]1）設(shè)計縱向進(jìn)給系統(tǒng)一般的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的改造方式：將步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母鎖定在溜板箱上，來帶著刀架向左或者向右移動。 ： （25）式中 K =， =～。2) 效率計算： 螺旋升角=3186。（3）輔助功能包括冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排屑系統(tǒng)。硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，有了硬件與軟件才能有效地運(yùn)行。在選擇程序存儲器芯片時，要注意CPO與EPRM時序的匹配，還應(yīng)考慮工作溫度，最大讀出速度及存儲器的容量等問題。Vpp是編程電壓端，PGM是編程控制編OE是輸出使能端，CS是片選端它們均為低電平有效，2764的等26引腳空。經(jīng)過時間后脈沖電流消失,使V2截止，高壓電源與繞組之間被切斷 。從圖可知，系統(tǒng)擴(kuò)展了一片8155和一片8255可編程I/O接口芯片。在過程通道很大一部分是長運(yùn)輸線造成的，不過由于系統(tǒng)主振頻率一代比一代高，系統(tǒng)過程通道的長線傳輸越來越不可避免。（3）輸入多次采樣對于條件控制系統(tǒng)，將對控制條件的一次采樣、處理、控制輸出改為重復(fù)采樣、加權(quán)平均，處理、控制輸出。(3)改造后車床可以模擬直線和圓弧的數(shù)控車削過程，并且可以顯示系統(tǒng)狀態(tài)、刀具位置以及故障報警。改造C616車床充分考慮到其實(shí)用性，操作方便，技術(shù)參數(shù)設(shè)置合理，極大地提高了加工效率。（1）數(shù)字濾波當(dāng)干擾進(jìn)入電子系統(tǒng)的前向通道時，疊加在信號上的干擾時數(shù)據(jù)采集的誤差加大，特別是傳感器接口是小電壓信號輸入時，干擾現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，除了硬件電路進(jìn)行濾波外，數(shù)字濾波也能獲得較好的抑制效果。所以抗干擾最為微機(jī)系統(tǒng)中的一個重要課題。A0~A7低8位接74LS373芯片的輸出，A8~~。目前市場上提供的國產(chǎn)TTL集成脈沖分配器有三相、四相、五相和六相，其型號分別為YBOB、YB01YB015及YB016，均為18個引腳的直插式封裝。在我國經(jīng)濟(jì)向機(jī)床得到了廣泛運(yùn)用?？偩€則是CPU與存貯器、接口以及其它轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接的紐帶，是CPU與部分電路進(jìn)行信息交換和通訊的必由之路。(7) 設(shè)計電路時，不僅要注意考慮驅(qū)動能力，也需考慮電平的匹配,例如：擴(kuò)展類似TTL電平單片機(jī)時,不允許超過其驅(qū)動能力,如CMOS電路 空閑的輸入端不能浮空,否則會引起邏輯電平不正常,容易接受外界干擾產(chǎn)生錯誤動作。在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，操作扭矩動機(jī)應(yīng)該大于靜態(tài)負(fù)載力矩電機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量(包括載荷)引起的轉(zhuǎn)動慣量之和：因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大會使啟動頻率降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足：——極限啟動頻率——要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動頻率。2. 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的計算：由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算與縱向類似，所用到的公式不在詳細(xì)說明，只計算結(jié)果。 （6）同步性能好在需要同步傳動的場合，用幾套相同導(dǎo)程的滾珠絲杠副可獲得良好的同步性能。帶動工件旋轉(zhuǎn)成為主電機(jī)的唯一任務(wù)，而步進(jìn)電機(jī)直接帶動車床的縱橫絲杠來實(shí)現(xiàn)刀架的進(jìn)給運(yùn)動。②機(jī)床本身固有幾何精度的修復(fù)及保養(yǎng)。高的定位精度和輪廓加工精度要求機(jī)床的基礎(chǔ)件具有很高的動、靜剛度。而進(jìn)給系統(tǒng)是直接用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠副來驅(qū)動溜板和刀架進(jìn)行進(jìn)給，極大地減少進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，傳動鏈路線短，剛性好,加工精度高。如圖22所示。由這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)編制程序、輸入程序、輸入數(shù)據(jù)以及顯示、模擬顯示、存儲和打印等功能。國外數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀相比第三代，數(shù)控裝置的功能增加了1倍，而體積卻只是第三代的原來的二十分之一，價格也便宜了四分之三，系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，可靠性提高。對于這些繁復(fù)類型、小批量、形狀復(fù)雜、高精度的零件的加工，采用專業(yè)化程度高的自動機(jī)床和自動生產(chǎn)線并不符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律。本文在分析了數(shù)控車床的特點(diǎn)和應(yīng)該具備的功能后，確定將普通機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，對C616車床進(jìn)行了具體的分析改造，普通車床（C616）的數(shù)控改造設(shè)計內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗(yàn)證、機(jī)械改造部分的設(shè)計計算（包括縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算）、主運(yùn)動自動變速原理及改造后的機(jī)床傳動系統(tǒng)圖的設(shè)計、機(jī)床調(diào)速電動機(jī)控制電路的設(shè)計、電磁離合器的設(shè)計計算。由于空軍所給的圖紙形狀繁復(fù)多樣，精度要求較高，當(dāng)時的加工設(shè)備難以勝任，于是有人提出用計算機(jī)控制機(jī)床的想法?！　　笆晃濉逼陂g，隨著一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破和自主生產(chǎn)能力的形成，我國開始突出“外國制造”的“重圍”，進(jìn)入世界高速數(shù)控機(jī)床和高精度數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國的行列。高精度化:其精度從微米級到亞微米級,乃至納米級智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便等方面的智能化；簡化編程、簡化操作方面的智能化；還有如智能化的自動編程、智能化的人機(jī)界面等,以及智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內(nèi)容,方便系統(tǒng)的診斷及維修?？偟膩碚f數(shù)控設(shè)備控制機(jī)床四大動作：（1）機(jī)床主運(yùn)動：主軸的啟動、停止、轉(zhuǎn)向和速度選擇；（2）機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動：直線軸運(yùn)動（X軸，Y軸，Z軸，等直線軸）和旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動（A軸，B軸，C軸，等旋轉(zhuǎn)軸）。而數(shù)控機(jī)床的刀位點(diǎn)軌跡是被控制的，在加工過程中。從而形成切削表面。改造費(fèi)用與原機(jī)床零件的利用多少有關(guān)，也與采用何種控制系統(tǒng)有關(guān)。⑦改造機(jī)床完成后的綜合調(diào)試、參數(shù)補(bǔ)償?shù)?。步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意一端。則 P =+（+800） =1) 強(qiáng)度計算： 壽命值 （26） （27） 取工件直徑 D=80mm，查表得 =15000h 則： =1000100806=20r/min=602015000/=18最大動負(fù)載 = （28）查表得： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) = 硬度系數(shù) =1則 =1= 根據(jù)最大動負(fù)載的值，可選擇滾珠絲杠的型號。38ˊ，摩擦角=10ˊ則傳動效率由公式（29）得 3) 剛度驗(yàn)算：由公式（210）得滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 =104/=cm滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即：所以，導(dǎo)程變形總誤差為Δ=100ΔL/Lo=100/= 查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。 操作(1)運(yùn)動方式選擇程序可以使機(jī)床完成自動運(yùn)行、單步運(yùn)行、空運(yùn)行，設(shè)置坐標(biāo)參考值等操作；手輪控制對系統(tǒng)軸的正負(fù)向運(yùn)動；而手動輸入程序?qū)儆贛DI方式(2)程序操作程序的輸入輸出、編輯和管理(3)顯示操作系統(tǒng)狀態(tài)顯示:包括I/O信號監(jiān)測、運(yùn)行方式選擇、正在使用的刀具信息等；位置顯示:機(jī)床坐標(biāo)系的位置報告,工件坐標(biāo)系的絕對/相對位置報告等；故障報警。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控 系統(tǒng)性能的指標(biāo)。2. I/O口即輸入/輸出接口電路設(shè)計應(yīng)包括接口芯片的選用。（CN）未用、當(dāng)CS和OE均為低電平時，芯片被選中，其存儲內(nèi)容從數(shù)據(jù)端輸出即處于Dout狀態(tài)，在編程時，從數(shù)據(jù)端輸入要存儲信息，數(shù)據(jù)腳處于數(shù)據(jù)輸入Dzn狀態(tài)，編程時PGM必須為低，使數(shù)據(jù)寫入芯片，由于單片機(jī)8031芯片的P0口是分時傳送低8位地址線 和數(shù)據(jù)線，故8031擴(kuò)展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器。通過, 為繞組供電,提供所需的額定電流?？删幊蘄/O芯片的片選CE接口74LS138I/O借口芯片外設(shè)的連接是這樣安排的；8155芯片PA0~PA7作為顯示器的段選信號是輸出PB0~PB1是顯示器的位選信號是輸出PL0~PL4根線是鍵盤的掃描輸入，8155芯片的IO/M引腳接8031芯片的P2。按照經(jīng)驗(yàn)公式計算，當(dāng)計算機(jī)主振頻率為1MHz；或者主振頻率為4MHz、即作為長線傳輸處理。為解決干擾對單片機(jī)的輸入，會造成輸入信號瞬間采樣的誤差或誤讀。參考文獻(xiàn)：[1] [M].北京:人民郵電出版社,2005.[2] [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[3] [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.[4] 范超毅,[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,（1）[5] [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[6] [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.[7] 張建剛，胡大澤. 數(shù)控技術(shù)[M].武漢:[8] 華茂發(fā). 數(shù)控機(jī)床加工工藝[M]. 北京: [9] 李峻勤,費(fèi)仁元. 數(shù)控機(jī)床及其使用與維修[M]. 北京:[10] 朱志宏. 金屬切削機(jī)床[M]. 南京:[11] 萬勝前. 單片機(jī)在機(jī)床數(shù)控化改造中的應(yīng)用. 鄂州大學(xué)學(xué)報，（4）：4547[12] 周喜忠. 數(shù)控機(jī)床的編程與操作[M]. 沈陽:[13] 吳祖育, 秦鵬飛. 數(shù)控機(jī)床[M]. 上海:[14] [M] .北京:[15] 畢承恩. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床(上、下)[M]. 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