其中近的役龄超过了年，这些都说明目前我国还没有走上主要依靠科技进步对机床进行改造的轨道。

另外，随着科技的进步，生产依赖于设备的程度日益增大，企业的产量质量效率成本安全及环境保护和劳动情绪都受设备的制约，实现企业的现代化己势在必行。

但据资料介绍，我国的金属切削机床年产量仅占同类设备拥有量的，如将每年生产的全部机床用来更换旧机床需要年所以，我国目前解决设备技术进步的主要途径是机床改造。

微观上看，数控机床比传统机床有突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。

数控机床可以加工出传统机床加工不出来的曲线曲面等复杂的零件。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出普通铣床的数控化改造设计每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高倍。

由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。

宏观上看，工业发达国家的军民机械工业，在年代末年初已开始大规模应用数控机床。

其本质是采用信息技术对传统产业包括军民机械工业进行技术改造。

除在制造过程中采用数控机床外，还包括在产品开发中推行虚拟制造以及在生产管理中推行管理信息系统等等。

以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。

由于采用信息技术对国外军民机械工业进行深入改造称之为信息化，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。

而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后年，如我国机床拥有量中，数控机床的比重数控化率到年只有，而日本在年己达，因此每年都有大量机电产品进口。

这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

我国数控系统发展现状现在赶上了计算机体系结构前进的步伐加快数控系统的开发速度，已成为数控发展的最主要趋势。

以第四代计算机的工程结构和微电子工艺技术为基础，充分利用现有微机的硬件软件资源，发展总线式模块式开放型嵌入式的柔性数控系统，使之即适合加工复杂零件分立式机床用的数控系统的组成，又适合未来自动化升级时功能可扩展的要求。

我国数控系统发展具有以下个特征高档数控系统技术已经突破。

如华中型等数控系统，都具有多轴联动功能，快速进给速度在以上，具有较强的通信管理功能。

普及型数控系统技术已经成熟。

如北京机床研究所的系统，这些系统般配有显示器，可配置直流和交流司服驱动，轴联动。

经济型数控系统仍有广阔的市场前景。

由于这类系统结构简单，价格便宜，非常适合中小型企业，目前仍是我国应用面最广的数控系统。

比较典型的有南京大方的系列。

普通铣床的数控化改造设计我国是机床生产大国，又是使用大国。

数控机床是机械工业发展的关键产品，我国的数控机床在机床产品中的比例总体水平低。

但是我国是发展中国家，许多企业财力薄弱，不可能花费大量的资金添置许多全新的数控机床，同时大量的通用机床不可能全部淘汰。

因此，把普通机床改造为数控机床则不失为是条提高数控化率的有效途径，机床改造花费少，改造针对性强，时间短，改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题，生产效率高。

普通铣床的数控化改造设计普通铣床数控化改造分析主传动系统的改造设计主传动系统般由动力源如电动机变速装置及执行元件如主轴刀架工作台，以及开停换向和制动机构等部分组成。

动力源为执行元件提供动力，并使其得到定的运动速度和方向，变速装置传递动力以及变换运动速度，执行元件执行机床所需的运动，完成旋转或直线运动。

现代切削加工正向着高速高效和高精度方向发展，对机床的性能提出越来越高的要求，如转速高，调速范围大，恒扭矩调速范围达，恒功率调速范围达以上更大的功率范围达，能在切削加工中自动变换速度机床结构简单，噪声小，动态性能好，可靠性高等。

数控机床主传动设计应满足的特点主传动采用直流或交流电动机无级调速数控机床驱动电动机和主轴功率特性的匹配设计数控机床高速主传动设计数控机床采用部件标准模块化结构设计数控机床的柔性化复合化虚拟轴机床设计。

为了适应数控机床加工范围广工艺适应性强加工精度高和自动化程度高等特点，要求主传动装置应具有以下特点具有较大的调速范围，并实现无级调速。

无级变速传动在定的变速范围内连续改变转速，以便得到最有利的切削速度能在运转中变速，便于实现变速自动化能在负载下变速，便于车削大端面时保持恒定的切削速度，以提高生产效率和加工质量。

具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪音低。

数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。

为此，应提高传动件的精度与刚度，采用高精度轴承及合理的支撑跨距等，以提高主轴组件的刚性。

良好的抗震性和热稳定性。

数控机床般既要进行粗加工，又要精加工加工时可能由于断续切削结构，下图是它们的引脚配置，个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根。

组位共个口，中断口线与口线复用。

引脚配置图存储器电路的扩展程序存储器的扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储器芯片，即紫外线可编程的芯片，其型号分别为等，其容量分别位。

在选择芯片时，要考虑与时序的匹配，即所能读取的时间必须大于所要求的读取时间。

此外，还要考虑最大读出速度工作温度计存储器的容量。

在满足容量要求是应尽量选择大容量芯片以减少芯片数量，是系统简化。

在本系统中，我们拟采用作为扩展芯片。

与主要是三总线的联接。

中的低位地址线通过地址锁存器与口相联。

当地址锁存允许信号为高电平，则口输出地址有效。

位数据线直接与口相连，高位地址线分别与相联，普通铣床的数控化改造设计引脚直接同引脚相联，片选信号接地，以便总能选中。

由于只能选通外部程序存储器，因而其引脚接地。

引脚图数据存储器的扩展由于内部只有字节，远远不能满足系统的要求，须扩展片外的数据存储器。

单片机应用系统数据存储器扩展电路般采用和静态数据存储器，其选用的规则与程序存储器的要求相同。

本系统拟采用芯片作为数据存储器的外扩芯片。

低位地址线通过地址锁存器与口相接，高位地址线分别与相联，位数据线直接接至口，读写控制引脚与的读写控制引脚直接相联，片选端通过译码电路与相联。

普通铣床的数控化改造设计引脚图单片机锁存器是片三态输出触发器，锁存允许输入有回环特性。

的输出端可直接与总线相连。

当三态允许控制端为低电平时，为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。

当为高电平时，呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端为高电平时，随数据而变。

当为低电平时，被锁存在已建立的数据电平。

当端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善。

引出端符号数据输入端三态允许控制端低电平有效锁存允许端输出端锁存器外部管腿口电路的扩展并行口的扩展普通铣床的数控化改造设计单片机共有四个位并行口，但可供用户使用的只有口及部分口线。

因此在大部分应用系统中都不可避免地要进行口的扩展。

通用可编程接口芯片具有位的静态个位和个位的可编程并行口个位的计数器。

由于与单片机的接口简单，是单片机系统广泛使用的芯片。

与的联接可归结为三总线的连接。

本身具有地址锁存信号控制线和地址锁存器，故可直接将地址数据线直接与口线对应的相连，的与的直接相连，高位地址的经译码器提供的片选信号，控制端接口，其它读写信号也都对应相连。

的地址与统编址。

键盘显示器接口电路键盘显示器是数控系统常用的人机交互的外部设备，可以完成数据的输入和计算机状态的动态显示。

通常，数控系统都采用行列式键盘，按键设置在行列的交点上。

本系统中所设计的是由键和位显示器组成。

为了简化电路，键盘的列线及显示器的段码共用个口，即的口，键盘的行线由的口提供，的字位控制则由口经后提供。

各引脚功能说明如下复位信号输入端，高电平有效。

复位后，个端口均为输入方式。

三态的地址数据总线。

与单片机的低位地址数据总线口相连。

单片机与之间的地址数据命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。

读选通信号，低电平有效。

写选通信号，低电平有效。

片选信号线，低电平有效。

的存储器和口选择。

当时，则选择的片内，上地址为中单元的地址当时，选择的口，定时计数器，命令状态寄存器普通铣床的数控化改造设计地址锁存信号。

内部设有地址锁存器，在的下降沿将单片机口输出的低位地址信息及，的状态都锁存到内部锁存器。

因此，口输出的低位地址信号不需外接锁存器。

位通用口，其输入输出的流向可由程序控制。

位通用口，功能同口。

有两个作用，既可作为通用的口，也可作为口和口的控制信号线，这些可通过程序控制。

内部定时计数器信号输入端。

内部定时计数器信号输出端。

电源集成芯片引脚图图对外和的链接普通铣床的数控化改造设计步进电机驱动电路步进电机是种用脉冲信号控制的电动机。

在负载能力及动态特性范围内，电动机的角位移仅与控制脉冲成正比。

在多数情况下，用步进电机作为执行元件的数控系统不需要或转换，可采用较为简单的开环控制，因而成为经济性数控机床最主要的种伺服驱动元件。

计算机接口在控制系统中，步进电机的接口电路至关重要，没有它将无法实现微机对步进电机的控制。

如前所述，系列单片机含有个并行输入输出口，其中口可以提供给用户使用，作为步进电机及其它控制对象的接口。

也可采用或等可编程并行输入输出接口芯片设计扩展接口电路，来控制步进电机即其它外部设备。

本系统即采用的口作为步进电机的控制端口。

脉冲分配器脉冲分配器又叫做环形分配器，是驱动步进电机必不可少的环节。

步进电机的控制方式由环形分配器实现，其作用是将数控装置送来的系列脉冲指令按定的分配方式和顺序输送给步进电机的各项绕组，实现电机的正或反转。

在数控系统中使用较多的是集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。

而在本系统中使用的是软件脉冲分配，通过编程来达到脉冲分配的目的，从而控制步进电机的各项绕组。

隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机的励磁绕组。

由于步进电机需要的驱动电压较高几十伏，电流也较大，如果将输出信号直接与功率放大器相联，将会引起强电器干扰，轻则影响计算机程序的正常进行，重则导致计算机和接口电路的损坏。

所以般在接口电路与功率放大器之间都要加上隔离电路，实现电气隔离，通常使用最多的是光电耦合器。

图为光电耦合器与步进电机的接口电路。

普通铣床的数控化改造设计图光