【正文】 貼塑導軌摩擦系數(shù)小，且動靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗咬傷能力強、加工性和化學性能穩(wěn)定；且有良好的自潤滑性和抗振性，加工簡單，成本低。目前應用較多的聚四氟乙?。≒TEE）貼塑軟帶，如美國生產(chǎn)的Twrcite—B和我國生產(chǎn)的TSF軟帶材料，㎜、㎜、㎜等幾種規(guī)格。考慮到承載變形，宜選用厚度小的規(guī)格；如果考慮到加工余量，㎜為宜。貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，可直接粘結在原有的滑動導軌面上，不受導軌形式的限制，各種組合形式的滑動導軌均可粘結。粘結前按導軌精度要求對金屬導軌面進行加工修理。根據(jù)導軌尺寸長度放大3～4㎜，切下貼塑軟帶。金屬粘結面與軟帶結面應清洗干凈，用特殊配制的粘合劑粘結，加壓固化，待其完全固化后進行修整加工。作為導軌面的表面，根據(jù)需要可進行磨、銑、刮研、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝配要求。第6章 電氣系統(tǒng)改造 步進電機的選擇 步進電機選用的基本原則合理選用步進電機是比較復雜的問題，需要根據(jù)電機在整個系統(tǒng)中的實際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇?，F(xiàn)僅就選用步進電機最基本的原則介紹如下： 步矩角α 步矩角應滿足： 式中 ——傳動比；——系統(tǒng)對步進電機所驅動部件的最小轉角。 精度 步進電機的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，轉子的實際轉角與理論轉角之差的最大值，用積累誤差衡量精度比較實用。所選用的步進電機應滿足式中 ——步進電機的積累誤差；——系統(tǒng)對步進電機驅動部分允許的角度誤差。 轉矩 為了使步進電機正常運行（不失步、不越步），正常啟動并滿足對轉速的要求，必須考慮：啟動力矩 一般啟動力矩選取為： 式中 ——電動機啟動力矩； ——電動機靜負載力矩。 在要求的運行頻率范圍內(nèi)，電動機運行力矩應大于電動機的靜載力矩與電動機轉動慣量（包括負載的轉動慣量）引起的慣性矩之和。 啟動頻率 由于步進電機的啟動頻率隨著負載力矩和轉動慣量的增大而降低，因此相應負載力矩和轉動慣量的極限啟動頻率應滿足：——極限啟動頻率——要求步進電機最高啟動頻率。 C616縱向進給系統(tǒng)步進電機的確定為滿足最小步矩要求，電動機選用三相六拍工作方式，查表知： 所以，步進電機最大靜轉矩為：步進電機最高工作頻率綜合考慮，查表選用110BF003型直流步進電機，能滿足使用要求。 C616橫向進給系統(tǒng)步進電機的確定仍選用三相六拍工作方式，查表知：所以，步進電機最大靜轉矩為：步進電機最高工作頻率為了便于設計和采購，仍選用110BF003型直流步進電機，能滿足使用要求。 數(shù)控裝置硬件設計 數(shù)控系統(tǒng)硬件組成任何一個數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件電路和軟件程序兩部分組成。硬件主要由單片機、車床以及輔助電路構成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎，其控制性能的好壞，直接影響整個系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效地運行。機床數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來由以下四部分組成。 中央處理單元（CPU）； 總線：包括數(shù)據(jù)總線（DB）、地址總線（AB）和控制總線（CB）； 存貯器：包括只讀可編程存貯器（ROM）和隨機讀寫存貯器（RAM）； I/O輸入/輸出接口電路。其中CPU是數(shù)控系統(tǒng)的核心，作用是進行數(shù)據(jù)運算處理和控制各部分電路協(xié)調工作。存貯器用于存放系統(tǒng)軟件，應用程序和運行中所需要的各種數(shù)據(jù)。I/O接口是系統(tǒng)與外界進行信息交換的橋梁。總線則是CPU與存貯器、接口以及其它轉換電路聯(lián)接的紐帶，是CPU與部分電路進行信息交換和通訊的必由之路。數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖如圖61所示。圖61 數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖 單片機的選擇MCS51系列單片微機是美國Intel公司在MCS48系列單片微機基礎上推出的產(chǎn)品, 它的集成度很高, 是集片內(nèi)存儲器、片內(nèi)輸入/輸出部件和CPU于一體的優(yōu)良的單片機系統(tǒng)，其配置芯片價廉普及性、通用性強, 制造和維修方便，完全能夠滿足數(shù)控車床的需要。所以用MCS 51 組成的中央處理器作為C616改造后的數(shù)控系統(tǒng)。在MCS51 系列單片機產(chǎn)品型號中，8031 芯片內(nèi)無ROM，適用于需擴展ROM，8031屬8位單片機，它是集CPU、I/O端口及部分RAM等為一體的控制器，具有價格低、功能全、體積小、編程靈活性大、開發(fā)手段齊全、硬件資源豐富等特點。適用于可在現(xiàn)場修理和更新程序存儲器的應用場合，其價格比8058751 低，非常適合在我國使用。8031芯片內(nèi)部具有128個字節(jié)的數(shù)據(jù)存貯器RAM，內(nèi)部地址為00H～7FH，CPU對片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器有很豐富的操作指令，通過直接尋址或間接尋址方式進行訪問。這128個字節(jié)單元可作為數(shù)據(jù)緩沖器、堆棧和工作寄存器。8031為40引腳的雙列直插式器件，有4個雙向8位I/O口?？诤妥鳛榈刂房偩€使用。16位地址總線由口經(jīng)地址鎖存器74LS373提供低8位（）。高8位（）由口直接提供。8位數(shù)據(jù)總線由口提供。這樣數(shù)據(jù)總線與地址總線共用，ALE為地址鎖存允許，當送低8位地址時，使ALE有效并鎖存到74LS373，當送數(shù)據(jù)時使ALE無效。 存儲器的選擇CPU部分采用8031 芯片。由于8031片內(nèi)無程序存儲器，需要有外部程序存儲器的支持，外接一片6264（8K8）芯片來擴展8031的RAM存貯器。8031是一個無ROM/EPROM的單片機，必須擴展程序存貯器，存放控制程序，所以外接了2片2764（8K8）芯片，1片74LS373地址鎖存器和一片74LS138譯碼器。 I/O接口電路由于8031只有P1口和P3口部分能提供用戶作為I/O口使用，不能滿足輸入輸出口的需要，因而系統(tǒng)必須擴展輸入輸出接口電路，系統(tǒng)擴展了二片8155作為I/O接口芯片。I/O接口芯片與外設的連接是這樣安排的：8155(2)芯片PA0 PA7作為顯示器段選信號，是輸出；PB0 PB7是顯示器的選為信號，是輸出；PC0 PC5 6根線是鍵盤掃描輸入，8155 (1)芯片的(I/O)/，因為使用8155(1) 的I/O 口。8155(1)芯片PA0 PA5為面板上的選擇開關,設有編輯、空運行、自動、手動、回零等；PB0 PB7為兩個方向的點動及回零輸入、急停等；PC0 PC3控制刀架的運動及轉動。8031本身提供給用戶使用的輸入、輸出口線不夠，只有P1口和部分P3口線用來與外部設備連接，但若外設較多時，不能滿足需要，所以在該應用系統(tǒng)中還要在8031外接一片8155芯片以擴展I/O口。步進電機是一種用脈沖信號控制的電機。在負載能力及動態(tài)特性范圍內(nèi)，步進電機將來自數(shù)控裝置的進給脈沖輸出，電動機的角位移與控制脈沖數(shù)成正比，轉速與控制脈沖頻率成正比。因此，步進電機已成為經(jīng)濟型數(shù)控機床中最主要的一種伺服動力元件。數(shù)控裝置送來的一系列連續(xù)脈沖通過環(huán)形分配器，按一定的順序分配給步進電機各相繞組，使各相繞組按照預先規(guī)定的控制方式通電或斷電。所謂環(huán)形分配器，其作用就是實現(xiàn)脈沖分配,通過邏輯電路實現(xiàn)。經(jīng)環(huán)形分配器輸出的脈沖未經(jīng)放大時電流很小，而步進電機繞組需要的電流很大，所以由分配器出來的脈沖還需進行功率放大才能驅動步進電機。圖62為功率放大電路。圖62為功率放大電路脈沖信號經(jīng)功率放大器放大后控制步進電機勵磁繞組。由于步進電機需要的驅動電壓較高，電流引起強電干擾。輕則影響計算機程序正常工作，重則導致計算機和接口電路損壞。所以，一般在接口電路與功率放大器之間都需要接上光電隔離電路。圖63為光電隔離電路。圖63光電隔離電路因此，步進電機的驅動電路由下面4個部分組成。圖64為步進電機的驅動計算機接口環(huán)形分配器隔離電路功率放大電路步進電機電路原理圖。圖64 步進電機的驅動電路原理圖 數(shù)控系統(tǒng)軟件設計數(shù)控系統(tǒng)軟件一般由兩個部分組成，即管理軟件和控制軟件。管理軟件一般又稱為監(jiān)控軟件，其作用是進行監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)并提供基本操作管理；控制軟件的作用是根據(jù)用戶編制的加工程序，控制機床運行。軟件是硬件的補充，確定硬件電路后，根據(jù)系統(tǒng)功能要求設計軟件。8031單片機作為中央處理單元構成的數(shù)控系統(tǒng)，其軟件設計主要包括：中央處理單元，8155芯片的PA、PB、PC接口，步進電機狀態(tài)，有關寄存器等初始化程序，刀架補償設置，直線插補計算，鍵盤處理、顯示、報警、急停等功能程序?？刂葡到y(tǒng)軟件流程見圖65。系統(tǒng)初始化手動？讀取按鍵信息輸出報警顯示輸入正確？手動選刀調用功能程序并顯示停止？結束調用功能程序并顯示自動選刀啟動急停？圖65 控制系統(tǒng)軟件流程圖第7章 總結本文針對C616普通機床進行了數(shù)控化改造。由于數(shù)控改造的工作量比較大，我對C616機床的改造并不徹底，主要對機械傳動部分和數(shù)控電氣控制部分進行了改造。機械部分的改造采用了滾珠絲杠代替了原來的絲杠和光杠，選用了步進電機控制滾珠絲杠。并且將手動刀架換成了電動刀架，更換了機床導軌，較好的改善了機床的精度。數(shù)控部分采用了8031單片機控制，并擴展了存儲器和I/O接口。在做這次畢業(yè)設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)了很多問題，查閱了大量相關的書籍和文獻，學到了很多新的知識，把以前所學的課程也聯(lián)系了起來。在做這篇論文的同時我也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處。由于自己知識面的局限性，很多東西都看的不是很明白，所研究的東西也只停留在理論方面。如果付諸實踐，肯定還會遇到很多新問題。論文當中引用了很多期刊文獻，參考了很多書籍，有一些公式原理的推導演算也不能看懂。這些都反映了自己基礎知識的薄弱。這次畢業(yè)設計，讓我深深體會到了機電專業(yè)的博大精深。也讓我對專業(yè)產(chǎn)生了更加濃厚的興趣。它給我以后的學習提出了更高的要求。以后的學習中我一定要夯實基礎，多關注行業(yè)領域的發(fā)展，并且不把視野局限于國內(nèi)，積極去了解國外的最新科技動向，隨時學習，讓自己更全面的發(fā)展。通過這次畢業(yè)論文的設計，在指導教師的精心指導下，我掌握了設備數(shù)控化改造的主要技術關鍵環(huán)節(jié)，對數(shù)控專業(yè)的知識有了更進一步的了解和掌握，了解了數(shù)控設備、數(shù)控技術的發(fā)展趨勢，這些對我以后的學習和工作也有很大的幫助。第8章 致謝這次畢業(yè)設計從選題、構思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)都得到了指導老師的悉心指導，使得本次畢業(yè)設計最后得以順利地完成。感謝老師嚴謹務實的治學態(tài)度、豐富淵博的知識、高度的敬業(yè)精神、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我終生學習的楷模。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！在設計過程中，我遇到了很多困難，也走了不少彎路。但是每當我遇到困惑的時候，總能從各個渠道找到方法解決。這一次設計也讓我對數(shù)控技術和數(shù)控裝備有了更進一步的認識，實踐能力有了進一步的提高。衷心感謝老師的幫助。最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示真誠的感謝。參考文獻[1] [M]. 北京：人民郵電出版社，2006.[2] 文懷興,[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2005.[3] 林宋,[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2003.[4] [M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2008.[5] 國兵,[M]. 天津：天津大學出版社，2008.[6] 華茂發(fā),[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，2008.[7] [M] .北京:[8] [M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2008.[9] 范俊廣. 數(shù)控機床及應用[M]. 北京:[10] 萬勝前. 單片機在機床數(shù)控化改造中的應用. 鄂州大學學報，（4）：4547[11] 王娜. 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