[cad圖紙全套]單片機(jī)控制的數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　南通職業(yè)大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　課題題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)</p><p>　　系 科： 機(jī)械工程系 </p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b>

2、</p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)電一體化 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成時(shí)間： 2008.5.17 </p><p><b>　　摘 要</b></p>&l

3、t;p>　　隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、發(fā)生了深刻的變化。在我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過程中，MCS-51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MCS-51系列單片機(jī)。</p><p>　　本文在分析了數(shù)控車床的特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)臺(tái)應(yīng)該具備的功能后，確定采用基于單片機(jī)控制的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)方案由系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)兩部分組成。</p><p

4、>　　關(guān)鍵詞：數(shù)字控制，單片機(jī)系統(tǒng)，數(shù)控車床</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of NC, there have been many changes in mechanical industry, such as producing method and struture of

5、product. MCS-51 single microcomputers have been used widely in NC, especially in ecomical NC equipments in china. </p><p>　　Based on MCS-51 single microcomputers, the NC lathe training equipment is designed

6、with less money for the professional NC courses.</p><p>　　After analyzing the feature of NC lathe and defining the functions of training equipment, a system general scheme is assumed by hardware architecture

7、 and software architecture, which uses MCS-51 single microcomputer.</p><p>　　KEY WORDS: training equipment, numeric control, single microcomputer system</p><p><b>　　目 錄</b></p&g

8、t;<p>　　1 引言………………………………………………………………………</p><p>　　1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展………………………………………………</p><p>　　1.2 我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況……………………………………………</p><p>　　1.3 本課題研究的背景……………………………………………………</

9、p><p>　　2 數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的性能要求………………………………………………</p><p>　　2.1 數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理 …………………………………………</p><p>　　2 .1.1 數(shù)控機(jī)床的組成</p><p>　　2 .2.2 數(shù)控機(jī)床的工作原理</p><p>　　2.2 數(shù)控車

10、床的特點(diǎn)…………………………………………………………</p><p>　　2.3 數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方案設(shè)計(jì)………………………………………………</p><p>　　2.3.1 普通車床數(shù)控化改造的條件</p><p>　　2.3.2 普通車床數(shù)控化改造的一般步驟</p><p>　　2.3.2（1） 主要機(jī)械部件改造</p&

11、gt;<p>　　2.3.2（2）主傳動(dòng)的數(shù)控改造</p><p>　　2.3.2（3） 進(jìn)給傳動(dòng)的數(shù)控改造</p><p>　　2.3.3總體方案設(shè)計(jì)論證與確定 </p><p>　　2.3.3（1） 運(yùn)動(dòng)方式的確定</p><p>　　2.3.3（2） 行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定</p><p>

12、;　　2.3.3（2） 運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)的選擇</p><p>　　2.3.3（3） 機(jī)械傳動(dòng)方式的確定</p><p>　　2.4 數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的性能要求………………………………………………</p><p>　　3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………</p><p>　　3.1 數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系

13、統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循的原則…………………………………</p><p>　　3.2 微機(jī)控制的數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)....................</p><p>　　3.2.1繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖………………………………………</p><p>　　3.2.2選擇中央處理單元CPU的類型………………………………………</p><p&

14、gt;　　3.2.2（1 ）存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)…………………………………………</p><p>　　3.2.2（2 ）I/O口即輸入/輸出接口電路設(shè)計(jì)…………………………</p><p>　　3.2.2（3） MCS—51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介…………………………………</p><p>　　3.2.2（4 ）存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)…………………………………………</p&g

15、t;<p>　　3.2.2（5） I/O借口電路及輔助電路設(shè)計(jì)………………………………</p><p>　　3.2.2（6） 硬件環(huán)行分配器……………</p><p>　　3.3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床微機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路原理圖 ……………………</p><p>　　4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能原理及插補(bǔ)算法………………………………………………</p>&l

16、t;p>　　4.1車削數(shù)控原理、實(shí)驗(yàn)臺(tái)插補(bǔ)功能要求和插補(bǔ)算法的選擇……………………</p><p>　　4.2數(shù)字積分插補(bǔ)法………………………………………………………………</p><p>　　參考文獻(xiàn) 中英文翻譯</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　致 謝<

17、/b></p><p>　　買文檔送全套圖紙 扣扣414951605</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　數(shù)字控制（numerical control——NC）簡(jiǎn)稱數(shù)控，是一種利用數(shù)字化信息對(duì)設(shè)備運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種自動(dòng)化技術(shù)。將數(shù)控技術(shù)實(shí)施到加工控制中去的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床被稱為數(shù)控（NC

18、）機(jī)床。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床作為一種使用廣泛、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，綜合應(yīng)用了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量和機(jī)床結(jié)構(gòu)等方面的最新成就，是一種高效自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)不僅能控制機(jī)床各種動(dòng)作的先后順序，還能控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)速度以及刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于數(shù)控機(jī)床的高效率、高精度和高柔性代表了機(jī)床的主要發(fā)展方向，所以它已經(jīng)成為目前機(jī)加工自動(dòng)化生產(chǎn)過程中最具代表性的核心設(shè)備，且成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

19、與制造、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等柔性加工和柔性制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)。</p><p>　　1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展</p><p>　　1.1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生</p><p>　　隨著科技的不斷發(fā)展，對(duì)各種產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率提出了高要求。產(chǎn)品加工過程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率的重要措施。飛機(jī)、汽車等生產(chǎn)企業(yè)大多采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線，從而

20、保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率和減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　但是，在產(chǎn)品加工中，單件、小批量生產(chǎn)的零件約占機(jī)加工總量的80％以上。對(duì)這些多品種、小批量、形狀復(fù)雜、精度要求高的零件的加工，采用專業(yè)化程度高的自動(dòng)機(jī)床和自動(dòng)生產(chǎn)線就很不合適。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大潮中，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，為求得生存與發(fā)展，各企業(yè)紛紛在提高產(chǎn)品技術(shù)檔次、增加產(chǎn)品種類、縮短試制與生產(chǎn)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量上下功夫，即使批量較大的產(chǎn)品，也

21、不大可能多年不變，必須經(jīng)常開發(fā)新產(chǎn)品，頻繁地更新?lián)Q代。傳統(tǒng)的自動(dòng)化生產(chǎn)線難以適應(yīng)小批量、多品種生產(chǎn)要求。</p><p>　　為了解決上述問題，一種靈活、高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備——數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　1952年美國帕森斯公司和麻省理工學(xué)院在美空軍的委托下，合作研制出世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，完成了直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的加工。這是一臺(tái)采用專用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算與控

22、制的直線插補(bǔ)輪廓控制數(shù)控銑床。經(jīng)過三年的試用、改進(jìn)與提高，數(shù)控機(jī)床于1955年進(jìn)入實(shí)用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用。</p><p>　　盡管這種初期數(shù)控機(jī)床采用電子管和分立元件硬接線電路來進(jìn)行運(yùn)算和控制，體積龐大而功能單一，但它采用了先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，具有強(qiáng)大的生命力，它的出現(xiàn)開辟了工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的新紀(jì)元。從此，數(shù)控機(jī)床在全世界得到了迅速發(fā)展。</p><p>　　1.1.2

23、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展</p><p>　　最早采用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工的想法，是在20世紀(jì)40年代初提出的。當(dāng)時(shí)，美國北密執(zhí)安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商帕森斯公司在制造飛機(jī)框架及直升飛機(jī)葉片輪廓用樣板時(shí)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)葉片輪廓的加工路徑進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理，并考慮了刀具半徑對(duì)加工路徑的影響，使得加工精度達(dá)到0.0015in。</p><p>　　1952年，美國麻省理工學(xué)院研制出的三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、利用脈沖

24、乘法器原理的試驗(yàn)性數(shù)字控制系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的第一代。1959年，電子行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板技術(shù)，跨入了第二代。1959年3月，由美國克耐·杜列克公司發(fā)明了帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。1960年，出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路。由于其體積小、功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。以上三代，都是采用專用控制的硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)（NC）。</p>&l

25、t;p>　　1967年，英國首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是最初的FMS（Flexible Manufacturing System）柔性制造系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，小型計(jì)算機(jī)開始取代專用控制的硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)（NC），數(shù)控的許多功能由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。由計(jì)算機(jī)作控制單元的數(shù)控系統(tǒng)（CNC），稱為第四代。</p><p>　　1970年前后，美國英特爾公司開發(fā)和使用了微處理器。1974年，

26、美、日等國首先研制出以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。20多年來，微處理器數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到了飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，這就是第五代數(shù)字控制（MNC），后來將MNC也統(tǒng)稱為CNC。</p><p>　　20世紀(jì)80年代初，國際上又出現(xiàn)了柔性制造單元FMC。FMC和FMS被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS的基礎(chǔ)。 </p><p>　　數(shù)字控制系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)使數(shù)控機(jī)床得到廣泛發(fā)展，數(shù)控

27、技術(shù)還被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控火花切割機(jī)、坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、繪圖儀等設(shè)備上。</p><p>　　1.2我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況</p><p>　　我國對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研究開發(fā)始于50年代，但真正得到發(fā)展是從80年代開始，經(jīng)歷了“六五”、“七五”期間的消化吸收引進(jìn)技術(shù)，“八五”期間科技攻關(guān)開發(fā)自主產(chǎn)權(quán)數(shù)控系統(tǒng)兩個(gè)階段，已為數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)業(yè)化奠定了良好的基礎(chǔ)?！熬盼濉逼陂g數(shù)控機(jī)床發(fā)展已

28、進(jìn)入實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段。數(shù)控機(jī)床新開發(fā)品種300多個(gè)，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大部分達(dá)到國際80年代中期水平，部分達(dá)到90年代水平，為國家重點(diǎn)建設(shè)提供了一批高水平數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　我國數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于成熟，在重大關(guān)鍵技術(shù)上（包括核心技術(shù)），已達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，已新開發(fā)數(shù)控系統(tǒng)80多種。自“七五”以來，國家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來支持，現(xiàn)已開發(fā)出具有中國版權(quán)的數(shù)控系

29、統(tǒng)，掌握了國外一直對(duì)我國封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)。特別重要的是，我國數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高，MTBF值可以在15000h以上。同時(shí)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品已能國內(nèi)生產(chǎn)，自我配套率超過60%。這些成功為中國數(shù)控系統(tǒng)的自行開發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3本課題研究的背景</p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化，使之集成為一塊芯片的微機(jī)。片內(nèi)含有

30、CPU、ROM、RAM、并行I/O接口、串行I/O接口、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。MCS-51 單片機(jī)在片內(nèi)存儲(chǔ)器容量、I/O的功能以及指令系統(tǒng)功能等方面都大大地得到加強(qiáng)，特別適用于實(shí)時(shí)控制、智能儀表、主從結(jié)構(gòu)的多機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域，是控制領(lǐng)域中最理想的8位機(jī)。</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)具有集成度高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、處理功能強(qiáng)、速度高、容易產(chǎn)品化等特性，因此在我國數(shù)控機(jī)床發(fā)

31、展過程中，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)大多采用MCS-51型系統(tǒng)單片微型計(jì)算機(jī)，它是超大規(guī)模集成電路發(fā)展的產(chǎn)物，在數(shù)控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　2 數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的性能要求</p><p>　　2.1數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理</p><p>　　2.1.1數(shù)控機(jī)床的組成</p><p>　　數(shù)控機(jī)床的組成如圖2-1所示。</p>

32、<p>　　圖2-1 數(shù)控機(jī)床的組成</p><p>　　計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。其根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件，完成零件加工程序或操作所要求的工作。</p><p>　　伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置及進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。測(cè)量裝置是實(shí)現(xiàn)主軸控制、進(jìn)給速度閉環(huán)控制和進(jìn)給位置閉環(huán)控制的必要裝置

33、。主軸伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)零件加工所需的成形運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　操作面板，是操作人員與數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行信息交互的工具，主要由按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列和顯示器等部分組成。操作人員通過它對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行操作、編程、調(diào)試或?qū)C(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改，也可以通過它了解或查詢數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　控制介質(zhì)是人與機(jī)床建立聯(lián)系的介質(zhì)。程序輸入輸出設(shè)

34、備是CNC系統(tǒng)與外設(shè)進(jìn)行信息交互的裝置，目前數(shù)控機(jī)床常用的控制介質(zhì)和程序輸入輸出設(shè)備是磁盤和磁盤驅(qū)動(dòng)器等。此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可利用通信方式進(jìn)行信息交換。這種方式是實(shí)現(xiàn)CAD／CAM的集成、FMS和CIMS的基本技術(shù)。</p><p>　　PLC用于進(jìn)行與邏輯運(yùn)算、順序動(dòng)作有關(guān)的I／O控制，它由硬件和軟件組成。機(jī)床I／O電路和裝置是用于實(shí)現(xiàn)I／O控制的執(zhí)行部件，由繼電器、行程開關(guān)、接觸器等組成的邏輯電路。它們共

35、同完成以下任務(wù)：接受CNC的M、S、T指令，對(duì)其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作；接受操作面板和機(jī)床傳送來的I／O信號(hào)，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動(dòng)作。</p><p>　　機(jī)床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件，由主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件、支承件以及特殊裝置、自動(dòng)工件交換系統(tǒng)、自動(dòng)刀具交換系統(tǒng)和輔助裝置組成。</p&g

36、t;<p>　　數(shù)控機(jī)床的組成相對(duì)普通機(jī)床有以下幾個(gè)特點(diǎn)：由于大多數(shù)控機(jī)床采用高性能的主軸及伺服傳動(dòng)系統(tǒng)，因此它的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈較短；為適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)自動(dòng)化加工，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的動(dòng)態(tài)剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形??；更多采用高效傳動(dòng)部件，如滾珠絲杠副等；不少還采用刀庫和自動(dòng)換刀裝置以提高工作效率。</p><p>　　2.1.2 數(shù)控機(jī)床的工作原理</p><

37、;p>　　數(shù)控加工與普通機(jī)加工不同點(diǎn)主要表現(xiàn)在控制方式上。用普通機(jī)床加工零件時(shí)，工步的安排、機(jī)床運(yùn)動(dòng)的先后次序、走刀路線及有關(guān)切削參數(shù)的選擇等，都由操作者自行確定，而且用手工方式來進(jìn)行控制。操作者總是根據(jù)零件和工序卡要求，在加工過程中不斷改變刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡和加工參數(shù)（位置、速度等），使刀具對(duì)工件進(jìn)行切削，得到所需的合格零件。如采用自動(dòng)車床、仿形車床和仿形銑床加工，也能達(dá)到對(duì)加工過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的目的，但控制方式是通過預(yù)先

38、配置的凸輪、擋塊及靠模來實(shí)現(xiàn)的。在CNC機(jī)床上，傳統(tǒng)加工過程中的人工操作均被數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)控制所取代。其工作過程是：首先將刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、加工過程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、冷卻液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標(biāo)軸、主軸以及輔助動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)完成零件的加工。<

39、;/p><p>　　CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程</p><p>　　譯碼程序的主要功能是將用文本格式（通常用 ASC II碼）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成刀補(bǔ)處理程序所要求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式），該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來描述一個(gè)程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括：X、Y、Z等坐標(biāo)值，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速，

40、G代碼，M代碼，刀具號(hào)，子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標(biāo)志的存放順序和格式。</p><p>　　為方便編程，零件加工程序通常是按零件輪廓或按工藝要求設(shè)計(jì)的進(jìn)給路線編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過程中控制的是刀具中心（準(zhǔn)確說是刀位點(diǎn)）軌跡，因此在加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補(bǔ)處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的處理程序。</p><p>　　數(shù)控編程提供了刀具運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)、終點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)軌跡，而刀

41、具怎么從起點(diǎn)沿運(yùn)動(dòng)軌跡走向終點(diǎn)則由數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件來控制。該程序以系統(tǒng)規(guī)定的插補(bǔ)周期ΔT定時(shí)運(yùn)行，它將由各種線形（直線、圓弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度F，實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)進(jìn)給軸在ΔT內(nèi)的位移指令（ΔX1、ΔY1…），并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)成形運(yùn)動(dòng)。插補(bǔ)計(jì)算的原理及插補(bǔ)與加工精度的關(guān)系將在后面進(jìn)一步討論。</p><p>　　CNC系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的控制分為對(duì)各坐標(biāo)軸的速度和位置的“軌跡控制”和

42、對(duì)機(jī)床動(dòng)作的“順序控制”或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)信號(hào)狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯關(guān)系對(duì)諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。PLC控制就是實(shí)現(xiàn)上述功能的功能模塊。</p><p>　　通過以上介紹可知：數(shù)控加工原理就是將預(yù)先編好的加工程序以數(shù)據(jù)的形式輸人數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過譯碼

43、、刀補(bǔ)處理、插補(bǔ)計(jì)算等數(shù)據(jù)處理和PLC協(xié)調(diào)控制，最終實(shí)現(xiàn)零件的自動(dòng)化加工。</p><p>　　2.2數(shù)控車床的特點(diǎn)</p><p>　　通常數(shù)控車床由床身、主軸箱、刀架、進(jìn)給系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等幾部分組成,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在進(jìn)給系統(tǒng)、刀架等方面。</p><p>　　由于實(shí)現(xiàn)了CNC,進(jìn)給裝置用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),以連續(xù)控制刀具的縱向(Z軸)和橫向(X軸)的運(yùn)動(dòng),完成對(duì)回

44、轉(zhuǎn)體零件的內(nèi)外型面的加工。進(jìn)給系統(tǒng)中沒有走刀箱、溜板箱和掛輪架，直接用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)溜板和刀架進(jìn)給，大大簡(jiǎn)化了進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈路線短，剛性好,加工精度高。由于刀架移動(dòng)采用滾珠絲杠副,因而運(yùn)動(dòng)輕巧。</p><p>　　刀架是數(shù)控車床的重要部件，對(duì)車床的整體布局影響很大，兩坐標(biāo)連續(xù)控制的數(shù)控車床一般采用4、8、10工位的回轉(zhuǎn)刀盤。</p><p>　　在車床上加工零件時(shí),工

45、件裝夾在三爪卡盤上,隨主軸一起繞軸旋轉(zhuǎn)。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(dòng)。車刀刀尖的直線運(yùn)動(dòng)與工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成切削表面。</p><p>　　由于工件只隨主軸旋轉(zhuǎn)，所以在車床上加工零件的基本形狀是一個(gè)繞主軸( Z軸)的回轉(zhuǎn)體。車床加工的工件以柱面、錐面和球面為基本形狀，其它形狀都是由這些基本形狀組合而成。上述三種基本形狀的圖形都要求車刀刀尖走出二種基本的軌跡，即直線和圓弧。&

46、lt;/p><p>　　以上分析的車床的運(yùn)動(dòng)為連續(xù)動(dòng)作，即要求控制對(duì)象（車刀）在平面走出連續(xù)的軌跡。車床還有一些輔助運(yùn)動(dòng)，如：主軸的正反轉(zhuǎn)與停止﹑冷卻泵的啟動(dòng)與停止等運(yùn)動(dòng)。這些輔助運(yùn)動(dòng)屬于斷續(xù)的開關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　所以，車床的動(dòng)作包括連續(xù)動(dòng)作和開關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　2.3數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的方案設(shè)</p><p>　　2.3.1

47、 普通車床數(shù)控化改造的條件</p><p>　　并不是所有的舊機(jī)床都適合于數(shù)控改造。改造的機(jī)床應(yīng)具備如下幾個(gè)條件。</p><p>　　(1)機(jī)床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛度數(shù)控機(jī)床屬于高精密機(jī)床，要求有很高的移動(dòng)精度。通常閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為0.001mm，開環(huán)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為0.005mm或0.01mm。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(dòng)、靜剛度?；A(chǔ)件剛性不好則受力后

48、容易變形，且這種變形具有很大的不確定性，無法用數(shù)控系統(tǒng)中的補(bǔ)償功能進(jìn)行補(bǔ)償。因此，基礎(chǔ)件剛性不好的機(jī)床不適宜改造為數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　(2)改造費(fèi)用合適、經(jīng)濟(jì)性好</p><p>　　機(jī)床改造費(fèi)用分為機(jī)床和電氣兩部分。一方面是維修和改動(dòng)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。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)

49、有關(guān)。由于經(jīng)濟(jì)上的考慮，目前通常采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)床改造。改造總費(fèi)用多少才算合適要因用戶而異。一般來說；不超過同類規(guī)格設(shè)備價(jià)格的一半，在經(jīng)濟(jì)上就算合適。</p><p>　　2.3.2 普通車床數(shù)控化改造的一般步驟</p><p>　　(1)舊機(jī)床的設(shè)備選型</p><p>　　通常對(duì)一臺(tái)舊機(jī)床，是否需要進(jìn)行數(shù)控化改造，首先應(yīng)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行基本

50、估價(jià)，這也就是設(shè)備選型。以判斷該設(shè)備是否具有改造價(jià)值，改造后能不能滿足需求，改造成功的可能性等，這些都與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，所以選型是設(shè)備改造的首要環(huán)節(jié)，應(yīng)重點(diǎn)考慮幾個(gè)主要參數(shù)：設(shè)備的型號(hào)規(guī)格、生產(chǎn)廠家及國別、投產(chǎn)時(shí)間、目前運(yùn)行狀況、剩余價(jià)值(機(jī)械、電氣)、改造后可能達(dá)到的預(yù)期效果。數(shù)控改造應(yīng)盡可能采用20世紀(jì)80年代后出廠的機(jī)床，因?yàn)檫@類機(jī)床由于使用年限短，其幾何精度相對(duì)高一些，改造效果也要好一些。</p><p&

51、gt;　　(2)確定改造的技術(shù)方案</p><p>　　設(shè)備選擇確定后，就要制定、落實(shí)明確的技術(shù)改造方案。通常需要從以下兩</p><p>　　個(gè)方面論證：一是明確該設(shè)備改造后的加工對(duì)象及預(yù)期目標(biāo)；二是人力、物力、</p><p>　　財(cái)力投入的估算，也就是資金投入的評(píng)估。上述兩項(xiàng)的確定，最好綜合考慮，因</p><p>　　為投入的改造費(fèi)用

52、主要與以下幾點(diǎn)有關(guān)。</p><p><b>　?、贁?shù)控系統(tǒng)的選擇。</b></p><p>　?、跈C(jī)床本身固有幾何精度的修復(fù)及保養(yǎng)。</p><p>　?、蹤C(jī)床電器及附件的更換。</p><p>　?、軝C(jī)床輔助系統(tǒng)(主軸系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等)的維修及保養(yǎng)。</p><p>　?、輽C(jī)床外觀質(zhì)

53、量的修復(fù)。</p><p>　?、迿C(jī)床改造的技術(shù)勞務(wù)費(fèi)用。</p><p>　?、邫C(jī)床改造后的綜合調(diào)試、檢測(cè)、參數(shù)補(bǔ)償?shù)取?lt;/p><p>　　(3)改造前的準(zhǔn)備工作</p><p>　　技術(shù)改造方案確定以后，應(yīng)對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢測(cè)，若機(jī)床精度低，就必須對(duì)機(jī)床本身的精度進(jìn)行恢復(fù)。主要有兩方面：一是機(jī)械精度的恢復(fù)；二是電氣部分的恢復(fù)。如主軸精度的恢復(fù)

54、、機(jī)床導(dǎo)軌精度的恢復(fù)(平行度、垂直度等)，以提高傳動(dòng)精度和效率。對(duì)機(jī)電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、機(jī)械接口進(jìn)行測(cè)繪、設(shè)計(jì)、制造、修復(fù)、保養(yǎng)。同時(shí)要做好對(duì)改造機(jī)床機(jī)械及電氣部分的準(zhǔn)備工作，如數(shù)控系統(tǒng)及相應(yīng)配置的準(zhǔn)備、機(jī)械改造件(傳動(dòng)箱連接件、滾珠絲桿等)的準(zhǔn)備。</p><p>　　(4)機(jī)床的改造包括對(duì)機(jī)床改造部分的現(xiàn)場(chǎng)施工、安裝和連接；機(jī)床聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)；機(jī)床及控制系統(tǒng)各部分功能聯(lián)動(dòng)實(shí)驗(yàn)；工作可靠性運(yùn)行；機(jī)床定位精度、重復(fù)定位精

55、度、各種補(bǔ)償功能的調(diào)試；機(jī)床的加工切削實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　(5)改造完成后的驗(yàn)收</p><p>　　一般驗(yàn)收要做以下工作：外觀檢查、機(jī)床及系統(tǒng)的各種功能檢測(cè)、機(jī)床精度檢測(cè)(定位精度、重復(fù)定位精度等)、機(jī)床的負(fù)荷實(shí)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)試件的切削、典型零件的加工等。</p><p>　　(6)操作及維修人員的培訓(xùn)</p><p>　　數(shù)控機(jī)床使用的

56、好壞，與機(jī)床的操作及維修人員的素質(zhì)密切相關(guān)，對(duì)操作及維修人員本身要有一定的要求，要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的、專業(yè)化的技術(shù)培訓(xùn)，使其全面地了解和掌握數(shù)控系統(tǒng)的基本原理、操作規(guī)程、維修常識(shí)，懂得一般故障的判斷和簡(jiǎn)單故障的處理。</p><p>　　2.3.2（1）主要機(jī)械部件改造</p><p>　　一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到有高的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)無間隙；功率大；便于操

57、作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求，不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造，使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造自的。</p><p>　　2.3.2（2）主傳動(dòng)的數(shù)控改造</p><p>　　許多機(jī)床在數(shù)控改造時(shí)，主傳動(dòng)部分不作太大的變動(dòng)，這是因?yàn)闄C(jī)床改造的功能通常要求不高，盡管原機(jī)床的普通交流異步電動(dòng)機(jī)開環(huán)驅(qū)動(dòng)方式在電網(wǎng)

58、電壓或切削力矩變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)隨之波動(dòng)，影響零件加工表面的粗糙度。且由于變速仍采用復(fù)雜的變速箱換擋，體積龐大，高速運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪聲都較大，對(duì)零件加工精度會(huì)產(chǎn)生不良影響。但是主軸改為閉環(huán)驅(qū)動(dòng)方式的成本太高，因此，除有特殊要求，通常主軸傳動(dòng)鏈保留不變，主軸箱內(nèi)的變速機(jī)構(gòu)也不改動(dòng)，原電氣系統(tǒng)不動(dòng)。</p><p>　　對(duì)自動(dòng)化程度要求較高的場(chǎng)合，可采用交流異步電動(dòng)機(jī)開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)。采用開環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)數(shù)控系

59、統(tǒng)控制的自動(dòng)無級(jí)變速。</p><p>　　2.3.2（3） 進(jìn)給傳動(dòng)的數(shù)控改造</p><p><b>　　(1)導(dǎo)軌副</b></p><p>　　通機(jī)床的導(dǎo)軌多采用鑄鐵—鑄鐵或鑄鐵—淬火鋼滑動(dòng)導(dǎo)軌，其靜摩擦因大，動(dòng)、靜摩擦因數(shù)相差較大，低速時(shí)易出現(xiàn)爬行，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和定位的精度，力矩?fù)p失大。而將導(dǎo)軌改造為滾動(dòng)導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌工藝復(fù)雜，費(fèi)

60、普用大，周期長(zhǎng)。較為常見的是采用在原導(dǎo)軌上粘接聚四氟乙烯軟帶的方法。這種方法實(shí)現(xiàn)比較方便，費(fèi)用低，動(dòng)、靜摩擦因數(shù)相差小，耐磨性和抗咬傷力強(qiáng)，具有良好的自潤(rùn)滑性和抗振性，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)無爬行，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，因而得到了廣泛采用。當(dāng)然在有些要求不高的場(chǎng)合下，也可以不改動(dòng)原機(jī)床導(dǎo)軌而增大所選的電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　(2)進(jìn)給箱</b></p><p>　　普通機(jī)床的進(jìn)給

61、箱為齒輪箱。齒輪箱傳動(dòng)鏈長(zhǎng)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，反向間隙累計(jì)增大，大大降低了傳動(dòng)精度。進(jìn)給箱部分的改造就是要取消原齒輪箱，換為具有消隙裝置的一級(jí)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)副，以減小傳動(dòng)間隙，提高精度。</p><p>　　在機(jī)床改造中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲杠傳動(dòng)副之間裝有減速機(jī)構(gòu)，通過減速機(jī)構(gòu)可得到所需的脈沖當(dāng)量和增大驅(qū)動(dòng)力矩。通常采用齒輪傳動(dòng)或同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。齒輪減速機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)功率大，壽命長(zhǎng)，成本低，所以在傳動(dòng)功率要求較大的場(chǎng)合

62、較多采用。同步齒形帶傳動(dòng)是一種新型的帶傳動(dòng)，其利用同步帶的齒形與帶輪的輪齒傳遞運(yùn)動(dòng)，無相對(duì)滑移，無噪聲，無需潤(rùn)滑，傳動(dòng)精度和效率高，因此在中、小傳動(dòng)功率場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　(3)移動(dòng)元件</b></p><p>　　普通機(jī)床通常采用滑動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，其精度相對(duì)較低，摩擦因數(shù)大，傳動(dòng)效率低，因此在要求較高的場(chǎng)合應(yīng)將其更

63、換為滾珠絲杠。滾珠絲杠的傳動(dòng)效率高，無爬行，預(yù)緊后可消除反向間隙，精度高，因而在改造中得到了廣泛的使用。但在機(jī)床改造時(shí)，有時(shí)考慮到一些因素仍采用原機(jī)床的普通絲杠。這些因素包括以下幾方面。</p><p>　?、貰級(jí)滾珠絲杠與7級(jí)精度普通絲杠的精度相差不大。</p><p>　　②普通絲杠的摩擦力雖大，但與切削力和導(dǎo)軌副阻力相比則很小，而且可以通過選用較大電動(dòng)機(jī)予以補(bǔ)償。</p>

64、<p>　　③滾珠絲杠的徑向尺寸較大，如使用滾珠絲杠更換原機(jī)床的普通絲杠，相關(guān)部位還需進(jìn)行改動(dòng)，工作量增加。</p><p>　?、軡L珠絲杠價(jià)格較高，也必然要增加改造費(fèi)用。</p><p>　　當(dāng)然，如果原機(jī)床的絲杠與螺母間隙過大，應(yīng)將原單螺母副改為可調(diào)整間隙的雙螺母。</p><p>　　2.3.3 總體方案設(shè)計(jì)論證與確定</p>&l

65、t;p>　　機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)總體方案的擬定應(yīng)包括以下內(nèi)容：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方式的確定，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容。 </p><p>　　2.3.3（1）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)動(dòng)控制系統(tǒng)，點(diǎn)動(dòng)直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。如果工件相對(duì)于刀具移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削工件，這種系統(tǒng)叫點(diǎn)動(dòng)/直線控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)除了高精度的定

66、位功能外。在刀具沿坐標(biāo)軸移動(dòng)時(shí)還能根據(jù)切削用量控制位移的速度，由于點(diǎn)位和點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)相岔無幾，保證定位精度。</p><p>　　如果要求工作臺(tái)或刀具沿坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有確定的函數(shù)關(guān)系，即連續(xù)控制系統(tǒng)應(yīng)具備控制刀具以給定速率沿加工路徑運(yùn)動(dòng)的功能。具備這種控制能力的數(shù)控機(jī)床可以加工各種外形輪廓復(fù)雜零件。所以連續(xù)控制系統(tǒng)又稱為輪廓控制系統(tǒng)。數(shù)控銑床屬于此種運(yùn)動(dòng)方式。在點(diǎn)位控制系統(tǒng)中具有的軌跡計(jì)算裝置，而連續(xù)控制系統(tǒng)

67、中卻具有點(diǎn)位系統(tǒng)的功能。</p><p>　　2.3.3（2） 執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定</p><p>　　為確保數(shù)控系統(tǒng)中的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩擦，低慣量、高精度、無間隙、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)。</p><p>　?。?）盡量采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件。如果采用滾珠絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)導(dǎo) 軌，貼塑導(dǎo)軌等。

68、</p><p>　?。?）盡量消除傳動(dòng)間隙，例如采用消除齒輪</p><p>　?。?）提高系統(tǒng)剛度?？s短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度，減少傳動(dòng)鏈誤差?？刹捎妙A(yù)緊的方法提高系統(tǒng)剛度。例如采用預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲桿副等。</p><p>　　2.3.3（3） 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)的選擇</p><p>　　由于改造的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床應(yīng)

69、具有定位，直線控制順逆圓插補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工、刀具補(bǔ)償?shù)裙δ?，故?yīng)選擇連續(xù)控制系統(tǒng)?？紤]到屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控銑床，加工精度不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。</p><p>　　微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由CPU、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路I/O接口電路，伺服電極驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路等幾部分組成。微機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)的核心，其它裝置均是在微機(jī)的指揮下進(jìn)行工作的。系統(tǒng)的功能和系統(tǒng)中所用的微機(jī)直接相關(guān)。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)微機(jī)的要求是多方面的

70、，但主要指標(biāo)是字長(zhǎng)和速度。字長(zhǎng)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)算的精度。字長(zhǎng)較長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)，價(jià)格顯著上升，而字長(zhǎng)較短的計(jì)算機(jī)，要進(jìn)行雙字長(zhǎng)或三字長(zhǎng)的運(yùn)算，就會(huì)影響速度。</p><p>　　根據(jù)機(jī)床要求采用8位微機(jī)，由MCS—51系列單片機(jī)具有集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，抗干擾能力強(qiáng)，具有很高的性能價(jià)格比等特性，決定采用MCS—51系列的8031單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。</p>&l

71、t;p>　　控制系統(tǒng)由微機(jī)等幾部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離器、步進(jìn)電機(jī)功率放大電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實(shí)現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼顯示加工數(shù)據(jù)及機(jī)床狀態(tài)等信息。</p><p>　　伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。</p><p>　　開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測(cè)裝置，指令信號(hào)是單方向傳送的。指令發(fā)出后，不再反饋回來，故

72、稱開環(huán)控制。開環(huán)控制系統(tǒng)主要由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。開環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，容易掌握和維修都比較簡(jiǎn)單，目前我國大力發(fā)展的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床普遍采用開環(huán)伺服系統(tǒng)。</p><p>　　閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝有機(jī)床移動(dòng)部件上的檢測(cè)反饋元件來檢測(cè)實(shí)際位移量。能補(bǔ)償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高，閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。閉環(huán)系統(tǒng)價(jià)格高和調(diào)試較復(fù)雜，多用于精度要求高的場(chǎng)合。</p><p>　　半

73、閉環(huán)控制系統(tǒng)不同，不直接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量。而是用檢測(cè)元件測(cè)出驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角，再間接算出工作臺(tái)實(shí)際的位移量，也有反饋回路，其性能介于開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。</p><p>　　本次改裝采用MCS-51系統(tǒng)單片機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)，其典型代表有8031、8051、8751經(jīng)比較采用具有價(jià)格低，功能強(qiáng)，使用靈活等優(yōu)點(diǎn)的 8031擴(kuò)展系統(tǒng)的單片機(jī)，而且8031外接2764（EPROM）6264（ROM）及8255（擴(kuò)展I/O接

74、口）8155芯片擴(kuò)展成一個(gè)較簡(jiǎn)單的微機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.3.3（4）機(jī)械傳動(dòng)方式的確定</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)給齒輪減速在經(jīng)過傳動(dòng)絲桿為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲桿螺母副。</p><p>　　同時(shí)，為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。齒輪傳動(dòng)也要采用消除齒輪側(cè)間隙的餓結(jié)構(gòu)

75、。</p><p>　　2.4 數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的性能要求 </p><p>　　2.4.1 控制功能</p><p><b>　　(1)運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p>　　軸控能力：應(yīng)實(shí)現(xiàn)X、Z兩直線移動(dòng)軸的聯(lián)動(dòng)位置控制；</p><p>　　主軸控制: 包括主軸的開停，正反向，旋轉(zhuǎn)位置的反饋。

76、</p><p>　　進(jìn)給速度控制:包括運(yùn)動(dòng)進(jìn)給速度設(shè)置，速度倍率調(diào)整,自動(dòng)加減速度控制等；</p><p>　　手動(dòng)控制:點(diǎn)動(dòng)進(jìn)給,手搖脈沖發(fā)生器控制,手動(dòng)速度調(diào)整。</p><p><b>　　(2)刀具控制</b></p><p><b>　　自動(dòng)換刀；</b></p><

77、p><b>　　刀具使用狀態(tài)監(jiān)測(cè)；</b></p><p><b>　　刀具參數(shù)值設(shè)置。</b></p><p><b>　　(3)保護(hù)控制</b></p><p>　　正負(fù)行程的軟、硬限位；</p><p><b>　　進(jìn)給高低速限制。</b>&l

78、t;/p><p>　　(4)輔助功能控制:包括冷卻、照明。</p><p>　　2.4.2 操作功能</p><p><b>　　(1)運(yùn)動(dòng)方式選擇</b></p><p>　　程序運(yùn)行:自動(dòng)運(yùn)行、單步運(yùn)行、暫停及暫停恢復(fù)，空運(yùn)行，坐標(biāo)參考值設(shè)置；</p><p>　　手輪運(yùn)行:對(duì)系統(tǒng)軸的正負(fù)向運(yùn)動(dòng)進(jìn)

79、行控制；</p><p>　　MDI方式:手動(dòng)程序數(shù)據(jù)輸入。</p><p><b>　　(2)程序操作</b></p><p>　　程序的輸入輸出:手工鍵盤輸入、網(wǎng)絡(luò)通訊輸入等；</p><p><b>　　程序的編輯；</b></p><p><b>　　程序管

80、理。</b></p><p><b>　　(3)顯示操作</b></p><p>　　系統(tǒng)狀態(tài)顯示:包括I/O信號(hào)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行方式選擇、正在使用的刀具信息等；</p><p>　　位置顯示:機(jī)床坐標(biāo)系的位置報(bào)告,工件坐標(biāo)系的絕對(duì)/相對(duì)位置報(bào)告等；</p><p><b>　　故障報(bào)警。</b&g

81、t;</p><p>　　2.4.3 診斷功能</p><p>　　(1)編程錯(cuò)誤提示 </p><p>　　(2)操作錯(cuò)誤提示 </p><p>　　(3)執(zhí)行錯(cuò)誤提示 </p><p>　　3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)…</p><p>　　3.1數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循的原則</

82、p><p>　　為使數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)趨向合理化，在設(shè)計(jì)過程中著重考慮如下幾個(gè)方面：</p><p>　　(1) 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路,從而提高設(shè)計(jì)的成功率。</p><p>　　(2) 盡量選用功率強(qiáng)、集成度高的微機(jī)芯片,因?yàn)椴捎眠@種器件可能代替某一部分電路,使系統(tǒng)可靠性增加。</p><p>　　(3) 注意選用通用性強(qiáng)、

83、市場(chǎng)貨源充足的元器件。</p><p>　　(4) 系統(tǒng)的擴(kuò)展及各功能模塊的設(shè)計(jì)在滿足應(yīng)用系統(tǒng)功能要求的基礎(chǔ)上,留有適當(dāng)?shù)挠嗟?以備將來進(jìn)行修改、擴(kuò)展。</p><p>　　(5) 努力采用最新的一些技術(shù),因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)發(fā)展迅速,器件更新?lián)Q代很快,市場(chǎng)上不斷推出性能更優(yōu)、功能更強(qiáng)的芯片。</p><p>　　(6) 電路設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮應(yīng)用系統(tǒng)各部分的驅(qū)動(dòng)能力,因?yàn)椴?/p>

84、同的電路有不同的驅(qū)動(dòng)能力,對(duì)后級(jí)系統(tǒng)的輸入阻抗要求也不一樣。實(shí)驗(yàn)表明:如果阻抗匹配不恰當(dāng),系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力不夠,可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不可靠性甚至于使系統(tǒng)無法進(jìn)行工作。值得一提的是,系統(tǒng)的不可靠性很難通過一般的測(cè)試手段來確定。因此,在電路的設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)該特別注意系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能力、盡量減少系統(tǒng)的損耗。</p><p>　　(7) 電路設(shè)計(jì)過程中要注意電平的匹配,TTL和CMOS電平單片機(jī)擴(kuò)展時(shí),不應(yīng)該超過其驅(qū)動(dòng)能力,如CMO

85、S電路不使用的輸入端不允許浮空,否則會(huì)引起邏輯電平不正常,容易接受外界干擾產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。</p><p>　　(8) 系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì),這個(gè)問題在硬件設(shè)計(jì)中也有十分重要的意義。</p><p>　　3.2微機(jī)控制的數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)硬件系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì).</p><p>　　3.2.1繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　根據(jù)總體方案及機(jī)

86、械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的總統(tǒng)方案, 繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4-1</p><p><b>　　圖4-1 結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是由硬件和軟件兩部分組成。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。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)。</p><p>　　機(jī)床硬件電路由以下五個(gè)部分組成

87、：</p><p>　　主控制器即中央處理單元CPU</p><p>　　總線 包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線</p><p>　　存儲(chǔ)器 包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</p><p>　　接口 即I/O輸入/輸出接口</p><p>　　外圍設(shè)備 如鍵盤、顯示器及光點(diǎn)輸入機(jī)等。</p>

88、<p>　　3.2.2選擇中央處理單元CPU的類型</p><p>　　在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中CPU的選擇應(yīng)考慮以下因素：</p><p>　　1 )時(shí)鐘頻率和序號(hào) 這個(gè)指標(biāo)將控制數(shù)據(jù)處理的速度</p><p>　　2 )可擴(kuò)展存儲(chǔ)器 （包括ROM和RAM）的質(zhì)量</p><p>　　3 )指令系統(tǒng)功能影響編程靈活性</p>

89、;<p>　　4 )I/O擴(kuò)展的能力即對(duì)外設(shè)備的控制能力</p><p>　　5 )開發(fā)手段包括支持開發(fā)的軟件和硬件的電路 </p><p>　　此外還要考慮到系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合，控制對(duì)象對(duì)各種參數(shù)的要求以及經(jīng)濟(jì)價(jià)格比等經(jīng)濟(jì)性的要求。</p><p>　　目前在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上推薦采用MCS—51系列單片機(jī)作為主 控制器。</p><p

90、>　　3.2.2（1） 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)</p><p>　　存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)應(yīng)該包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。在選擇程序存儲(chǔ)器芯片時(shí)，要考慮CPO與EPRM時(shí)序的匹配，還應(yīng)考慮最大讀出速度，工作溫度及存儲(chǔ)器的容量等問題。</p><p>　　3.2.2（2） I/O口即輸入/輸出接口電路設(shè)計(jì)</p><p>　　應(yīng)包括接口芯片的選用。步進(jìn)電機(jī)控制電路

91、鍵盤，顯示器的及其它輔助電路的設(shè)計(jì)。例如，復(fù)位電路越界報(bào)警電路，掉電保護(hù)電路等。</p><p>　　此外，不同的數(shù)控系統(tǒng)還要求配備不同的外設(shè)，這些部分的電路設(shè)計(jì)也應(yīng)包括。</p><p>　　3.2.2（3） MCS—51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　MCS—51系列單片機(jī)是美國Intel公司在MCS—48系列單片微機(jī)基礎(chǔ)上推出的產(chǎn)品，于1980年問世，它的

92、集成度很高是集片內(nèi)存儲(chǔ)器，片內(nèi)輸入/輸出部件和CPU于一體的優(yōu)良的單片機(jī)系統(tǒng)。在我國已廣泛地被應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。MCS—51系列單片機(jī)主要有三種型號(hào)的產(chǎn)品。8031、8051和8751本數(shù)控車床中使用的是8031芯片。因?yàn)?031片內(nèi)設(shè)有ROM，適用于需擴(kuò)展ROM?？稍诂F(xiàn)場(chǎng)修改和更新程序存儲(chǔ)器的應(yīng)用場(chǎng)合，其價(jià)格底，使用靈活，非常適用。</p><p>　　1．8031單片機(jī)的基本特征</p>&

93、lt;p>　　(1) 具有功能很強(qiáng)的8位中央處理單元（CPU）</p><p>　　(2) 片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路（6MHz或12MHz）、每執(zhí)行一指令時(shí)間為2μs或1μs</p><p>　　(3) 片內(nèi)具有128字節(jié)RAM</p><p>　　(4) 具有21個(gè)寄存器</p><p>　　(5) 可擴(kuò)展64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K

94、字節(jié)的外部程序存儲(chǔ)器</p><p>　　(6) 具有4個(gè)I/O口，32根I/O線</p><p>　　(7) 具有2個(gè)16位定位器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　(8) 具有5個(gè)中斷源配備2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)</p><p>　　(9) 具有1個(gè)全雙功串行接口</p><p>　　(10) 具有位尋址能力，適用邏輯運(yùn)算<

95、;/p><p>　　由上述特性可知，一塊8031的功能幾乎相當(dāng)于一塊 280CPO，一塊RAM，一塊I80CTC，兩塊280CPO和一塊280SIO所組成的微機(jī)系統(tǒng)?？梢钥闯鲞@種芯片集成度高、功能強(qiáng)，只需加少量外圍器件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的微機(jī)系統(tǒng)。</p><p>　　3.2.2（4） 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) MCS—51的程序存儲(chǔ)器的尋址空間為

96、64K字節(jié)，8031片內(nèi)不帶ROM用作程序存儲(chǔ)器的器件是EPROM。</p><p>　　常用的半導(dǎo)體ROM芯片是2716、2764、2732、27128、27256、27512。芯片均為28腳、雙列直插式扁平封裝芯片引腳向下兼容。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。（CN）未用、當(dāng)CS和OE均為低電平時(shí)，芯片被選中，其存儲(chǔ)內(nèi)容從數(shù)據(jù)端輸

97、出即處于Dout狀態(tài)，在編程時(shí)，從數(shù)據(jù)端輸入要存儲(chǔ)信息，數(shù)據(jù)腳處于數(shù)據(jù)輸入Dzn狀態(tài)，編程時(shí)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(shí)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。常用的地址鎖存器芯片是74LS373。74LS373是帶三太緩沖輸出的8D觸發(fā)器。其引腳及語

98、8031芯片連接圖見圖4-2。</p><p>　　圖4-2 8031 引腳及語8031芯片連接圖</p><p>　　當(dāng)G=“1”時(shí)，74LS373輸出端1Q~8Q與輸入端1Q~8Q相同,當(dāng)G為下降沿時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)鎖存。</p><p>　?。?）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展</p><p>　　由于8031芯片內(nèi)部RAM只有28字節(jié)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)

99、的要求，須擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM。</p><p>　　常用靜態(tài)RAM芯片游116（2K*8）、6246（8K*8）,62256（32K*8）等，6246、62256均采用CMOS工藝，由單一5V供電，典型存儲(chǔ)時(shí)間為150~200ns。它們均采用28腳雙列直插式扁平封裝，其引腳及邏輯符號(hào)見圖4-3。 </p><p>　　圖4-3 RAM芯片引腳及邏輯符號(hào)見圖</p>&

100、lt;p><b>　　（3）譯碼電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　8031單片機(jī)允許擴(kuò)展64K程序存儲(chǔ)器核4K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（包括I/O芯片），這樣就需要擴(kuò)展多哥外圍芯片，因而需要把外圍地址 空間分配給這些芯片，并且使程序存儲(chǔ)其各芯片之間、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (之間包括I/O芯片）地址互相不重疊，以使單片機(jī)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，避免發(fā)生沖突。當(dāng)8031數(shù)據(jù)總線分時(shí)地與各個(gè)外圍芯片盡心數(shù)據(jù)傳誦時(shí)，

101、首先要進(jìn)行片選（指選中某一個(gè)芯片），而當(dāng)片內(nèi)有多字節(jié)單元時(shí)，還要進(jìn)行片內(nèi)地址選擇。</p><p>　　3.2.2（5） I/O借口電路及輔助電路設(shè)計(jì)</p><p>　　8155：可編程RAM/IO擴(kuò)展借口（256個(gè)RAM單元、2閣位口、1 個(gè)8位口、1個(gè)4位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器）</p><p>　　8255：可編程的通用并行借口電路（3個(gè)8位口）, 8255是Int

102、el公司生產(chǎn)的可編程 輸入輸出接口芯片，它具有3個(gè)8位的并行I/O口，分別PA、PB、PC口，PC口又分為高4（PC7~PC4）和低4位（PC3~PC0），它們都可以通過軟件編程來改變I/O口的工作,方式。</p><p>　　3.2.2（6）硬件環(huán)行分配器</p><p>　　目前市場(chǎng)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(hào)分別為YBOB、YB014、YB015及

103、YB016，均為18個(gè)引腳的直插式封裝。其主要性能參數(shù)列表：</p><p>　　圖4-4 8155與8255A的引腳圖</p><p>　　3.3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床微機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路原理圖</p><p>　?。?）x向y向和z向的進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　?。?）鍵盤顯示</b></p>

104、<p><b>　?。?）面板管理</b></p><p><b>　?。?）行程控制</b></p><p>　　（5）其他功能 例光電偶合電路、功率放大電路、紅綠燈顯示等。</p><p>　　CPU采用8031芯片，由于8031芯片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，需要有外部程序存儲(chǔ)器的支持，同時(shí)8031內(nèi)部只有128字節(jié)的

105、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，也遠(yuǎn)不能滿足控制系統(tǒng)的要求。故擴(kuò)展了16KB程序存儲(chǔ)器由兩片2732組成，又?jǐn)U展了一片6264數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。8031芯片的P0和PW用來傳遞外部存儲(chǔ)器的地址和數(shù)據(jù)，P2口傳送高8位地址，P0口傳送低8位地址和數(shù)據(jù)，故要采用74LS373地址鎖存器鎖存低8位地址，ALE作為其選通信號(hào)，當(dāng)ALE為高電平，鎖存器的輸入和輸出透明，即輸入的低8位存儲(chǔ)器地址在輸出端出現(xiàn)，此時(shí)不需要鎖存。當(dāng)ALE從高電平變低電平，出現(xiàn)下降沿時(shí)，低8位地址

106、鎖存入地址鎖存器中，74LS373的輸出不在隨輸入變化，這樣P0口就可用來傳送讀寫的數(shù)據(jù)了。8031芯片的P2口和74LS373的送出的P0口共組成16位地址，2764和6264芯片都是8KB，需13根地址線。A0~A7低8位接74LS373芯片的輸出，A8~A12接8031芯片的P2.0~P2.4。系統(tǒng)采用全地址譯碼，兩片2764芯片選信號(hào)CE風(fēng)別接74LS138譯碼器的Y0和Y1，系統(tǒng)復(fù)位以后程序從000H開始執(zhí)行。由于8031芯片

107、內(nèi)部</p><p>　　I/O接口電路：由于8031只有P1口和P2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(kuò)展輸入輸出接口電路。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?？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(hào)是輸出PB0~PB1是顯示器的位選信號(hào)是輸出PL0~

108、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。因?yàn)槭褂?155的I/O口故P2.0為高電平。 8255芯片PA0~PA6接x向、向和z向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)行分配器，為輸出，PB0~PB7為三個(gè)方向的點(diǎn)動(dòng)及回零輸入，PC0~PC5為面板上的選擇開關(guān)，設(shè)有編輯，單步運(yùn)行，單段運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng)Ⅰ、手動(dòng)Ⅱ等形式。</p><p>　　其他輔助電路設(shè)有越界報(bào)警和急停處理電路。

109、7;X、±Y、±Z方向的越界和急停信號(hào)經(jīng)門引入89031的P3.2，中斷源INT0，同時(shí)又接到8031的P1口，采用硬件申請(qǐng)中斷和元件查詢的方法，這樣無論哪個(gè)方向越界都會(huì)引起中斷，在中斷服務(wù)程序中，通過軟件產(chǎn)尋的辦法，便可確定哪個(gè)方向越界。還有相應(yīng)的紅燈亮報(bào)警。另外，還有上點(diǎn)和按鈕相結(jié)合的復(fù)位電路、光電隔離電路和功率放大電路等。圖見附表</p><p>　　4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能原理及插補(bǔ)算法<

110、/p><p>　　本章主要是為數(shù)控車床實(shí)驗(yàn)臺(tái)的CNC裝置的實(shí)現(xiàn)而對(duì)其進(jìn)行具體的功能原理分析和算法設(shè)計(jì)。</p><p>　　數(shù)控車床對(duì)零件的加工，是通過對(duì)所加工的零件形狀、尺寸進(jìn)行量化數(shù)學(xué)描述而得到加工程序，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)譯碼、解釋執(zhí)行，控制機(jī)床各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，使刀具以加工程序所描述的形狀和尺寸為軌跡做運(yùn)動(dòng)，最終加工出所需形狀和尺寸的零件。數(shù)控車削加工在插補(bǔ)方面有自己的特點(diǎn)。</p>

111、<p>　　4.1車削數(shù)控原理、實(shí)驗(yàn)臺(tái)插補(bǔ)功能要求和插補(bǔ)算法的選擇</p><p>　　4.1.1車削數(shù)控原理</p><p>　　車削加工是由工件的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生切削主運(yùn)動(dòng)，而刀具只進(jìn)行加工進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。如圖4-1所示：C軸旋轉(zhuǎn)是主運(yùn)動(dòng)，X、Z軸方向是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 圖4-1 數(shù)控車床的運(yùn)動(dòng)</p><p>　　因?yàn)橐话銛?shù)控車床是對(duì)刀具的X、Z方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控