1、最核心的控制是位置控制，最重要的运算是插补运算，最主要的数据处理是刀具补偿。位置控制的实质就是位置负反馈，即指令位置和实际位置进行比较，用位置偏差进行控制插补运算就是根据加工程序所确定的坐标点，通过定的运算法则实时获得位置指令刀具补偿就是要解决编程轨迹和刀具中心不相符的矛盾。硬件电路设计数控系统的硬件结构数控系统根据其使用单片机结构的划分，般可分为单微处理器和多微处理器结构两大类。单微处理器数控系统由于结构简单，价格便宜，在些标准型数控系统中应用广泛。多微处理器数控系统可以满足当今数控机床高速度高精度和许多复杂功能的要求，代表当今数控发展的水平。根据设计任务要求，本设计将采用较经济的单微处理器数控结构，对于般切削加工而言，其速度和精度已能满足实际要求。数控机床单微处理器硬件结构电路概括起。

2、由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步步距角误差齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。闭环控制数控机床闭环控制数控机床是在机床移动部件上直接安装直线位移检测装置，直接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主。

3、码规定的运动检测系统则是用来检测机床执行件工作台转台滑板等的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置辅助系统种类繁多，如固定循环能进行各种多次重复加工自动换刀可交换指定刀具传动间隙补偿偿机械传动系统产生的间隙误差等等。数控机床的数字控制数控装置包括程序读入装置和由电子线路组成的输入部分运算部分控制部分和输出部分等。数控装置按所能实现的控制功能分为点位控制直线控制连续轨迹控制三类。点位控制是只控制刀具或工作台从点移至另点的准确定位，然后进行定点加工，而点与点之间的路径不需控制。采用这类控制的有数控钻床数控镗床和数控坐标镗床等。直线控制是除控制直线轨控已越来越倾向于软件控制。数控系。

4、常用的数控车床数控车床数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。三按驱动装置的特点分类开环控制数控机床这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是。

5、控制系统又分为两种形式开环补偿型。图为开环补偿型控制方式。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。半闭环补偿型。图为半闭环补偿型控制方式。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统。其中是速度测量元件如测速发电机，是角度测量元件，是直线位移测量元件。数控机床的组成数控机床通常由控制系统伺服系统检测系统机械传动系统及其他辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用伺服系统根据控制系统的指令驱动机床，把来自数控装置的脉冲信号转换成机床移动部件的运动指令，使刀具和零件执行数控代。

6、来有以下几个部分组成中央处理单元总线，包括数据总线地址总线和控制总线存储器，包括只读可编程存储器和随机读写存储器输入输出接口电路外围设备，如键盘显示器及光电编码器等。数控系统硬件电路的功能根据设计要求，确定数控系统应具有以下功能读取键盘输入数据读取操作面板开关及按钮信号读取螺纹光电编码器信号读取电动刀架刀位信号接受车床行程开关信号控制显示控制电动刀架自动选刀控制纵向横向电动机驱动控制主轴正转反转与停止控制交流变频器控制冷却泵启停可与进行串行通信。本次设计在采用作为主控芯片,采用两片程序存储器之外还扩展了片数据存储器,用片锁存口传递低位地址,地址译码采用译码器采用全地址码,采用二个芯片,完成对执行元件的控制。此外,还设有越界报警急停处理电路关于各线路元件之间线路连接芯片的和用来传送外部存储。

7、要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中为速度传感器为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过将速度反馈信号送到速度控制电路，通过将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。半闭环控制数控机床半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置如光电编码器等，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然。

8、路等,此外还有对自动回转刀架,螺纹加工进行控制复位电路通常的复位有自动复位,和人工按钮复位两种,下面将分别显示电路结构上电复位电路开关复位电路时钟电路时钟电路如图所示,和为内振荡电路输入线,这两个端口用来外接石英晶体和微调电器,用来联接片内的定时反馈回路光电隔离电路在直流电机驱动电路,脉冲分配器输出的信号经过放大后,控制直流电机的励磁绕组由于直流电机需要的驱动电压数高,电流也较大,如果将口输出信号直接与功率放大电路相连,将引起电路干扰,轻则影响计数机程序的正常运行,重则导致接口电路的破坏因此般在接口电路与功率放大器之间都要加上隔离电路,实行数控隔离使用最多的是光电耦合器如下图光电耦合器是以发光二级管和光敏二级管组成,为输入信号的输入端时,发光二级管导通激发红外光,受光三极管照射后,由于光。

9、后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。图所示的为半闭环控制数控机床的系统框图。图中速度传感器角度传感器。通过测速元件和光电编码盘可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成体，这样，使结构更加紧凑。混合控制数控机床将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。混合。

10、片选信号按的端译码器有个输入分别按的个输出,低电平有效对应输出至种现合其中对应为有个使能端,其中个为低电平使能端,另个为高电平使能端只有当使能端均处于有效电平是,输出才能产生,否则输出才能处在高电平无效接口芯片与外设的联接是这样安排的芯片作为显示器段选信号,输出为显示器的位选信号,输出根线是键盘输入芯片的个引脚按芯片的,因此使用的口时为高电平,按向直流电机硬件环形分配器为输出,系统各芯片采用全地址译码,各存储器及接口芯片向向直流电机硬件环形分配器采用相相拍方式工作,故均按,时钟输入端按芯片的用以决定脉冲分配器是如脉冲的频率,为实现插补时不同的进给的速度,可给芯片定时计数器中设置不同的常数关于电路原理图的些说明在此电路图中,还有其他功能电路,如报警电路,急停电路,复位电路,隔离电路,功效电。

11、敏效应产生光电流。通过输出端输出，从而实现了以光为信号的输出，输入端与输出端在电器绘出种光隔离输出电路，当开关断开，发光二级管不通，光敏三级管截止，输出高电平，当闭合，发光二级管导通，激励输出三级管导通。适当选择电阻，可使输出三级管饱和，输出左右的低电平。随着运行频率的增高，直流电机输出力矩带动负载的能力，这产生的原因，作为功率放大器负载的直流电机是电感负载。当改变通电时，电流从零逐渐增大，产生感应电动势使电流按指数规律上升。键盘显示本次设计中，采用作为扫描口信号反向放大器按显示器公共级，口作为片选数据口。的作为行线输入。基本工作原理如下控制信号键盘显示口电路图当键松开时，测试信号为，键闭合，测试信号为，当测试信号为则禁止，不能对键进行识别。键盘是由若干个按键组成的开关阵列，图中行线通过。

12、器的地址和数据,口送的是位地址,口传送低八位地址和数据,故采用地址锁存器,锁存低八位地址,作为首选通信号,当为高电位,锁存器的输入输出速度,即输入的低八位地址在输出端出现,此时不需锁存,当从高电平变为低电平,出现下降沿时,低八位地址在输出端出现,此时不需锁存,当这样共组成位地址,和芯片都是,需要根地址线,低位安芯片的输出,按芯片的系统采用全地址译码,两片新片选信号分别按译码器的和,系统复位以后程序从开始执行,芯片的片选信号地址按的,单片机的扩展系统允许程序存储器和数据存储器编址,芯片控制信号按的引脚,读写控制信号和分别按芯片内部沿有,始终要选片外程序存储器,故按地址由于只有口和口的部分能提供用户作接口使用,不能满足输入输出口的需要,因此比喻扩展输入输出扩展电路系统扩展片可编程接口芯片,的。

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