1、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。

2、伺服系统是世纪数控机床不可缺少的功能部件。目前我国还没有成熟产品，因此应加强研究，开发和推广应用。国内外现状当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电体化高精高效高自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。赶上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，使之既适合加工复杂零件分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。

3、单向流程，它对机床移动部件的实际位置不做检测，所以机床加工精度要求不太高，其精度主要取决于伺服系统的性能。开环伺服系统主要由步进电机驱动。这类机床工作比较稳定，反应迅速，调试和维修都比较简单。总体方案确定系统的运动方式伺服系统的选择由于改造后的经济型数控机床应具备定位，直线插补，顺逆圆弧插补，暂停，循环加工，公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑达到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构降低成本，采用步进电机开环控制系统。数控系统根据机床要求，采用位微机。由于系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰性强，具有很高的性能价格比等特点，决定采用系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。

4、术未来发展的趋势主要体现在以下几个方面开放式低成本高可靠性机所具有的人机界面将普及到所有的数控系统，远程通讯诊断和维修将更加普遍。高速化高精度数控系统高速处理并计算出伺服电机的移动量，并要求伺服电机能高速度地做出反应，为使在极短的时间内达到高速度和高速度下实现高定位精度，必须具备高加减速和高精度的位置检测系统和伺服品质。智能化应用自适应控制技术数字伺服驱动装置数控系统能检测加工过程中的些重要信息并自动调整系统的有关参数，使机床处于最佳工作状态。引入专家系统指导加工故障诊断将熟练工人和专家的经验加工的般规律与特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。网络化通过网络连接，构成个整体的系统解决方案，通过网络高速传输数据，进行整体化元化管理。直线交流伺服系统直线交流。

5、进电动机的开环控制系统。比较项目方案方案二确定后的方案具体原因主轴箱分级变速采用调速电机齿轮传动采用三相异步电机减速器方案变速级数比较多满足多种加工需要，也符合任务书要求数控装置控制介质测量装置伺服系统机床进给机构滚珠丝杠步进电机滚珠丝杠伺服电机方案脉冲当量步进电机控制的准确刀架四工位回转刀架六工位回转刀架都可以各有各的好处尾座液压尾座手动普通尾座液压尾座可通过数控系统调整方便数控系统位单片机位单片机方案基本需求可以满足系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统点位直线控制系统和连续控制系统。控制方式的选择系统可分为开环控制系统半闭环控制系统和闭环控制系统。经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。开环控制系统中，没有检测反馈装置，数控装置发出的信号的流程是单向的，也正是由于信号的。

6、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。

7、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。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，但是大量的通用机床不可能全部淘汰。因此，把机床设计为数控机床则不失为是条提高数控化率的有效途径，机床设计花费少，设计针对性强，时间短，设计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。本章小结本章节首先介绍了数控技术的背景发展历程，进而分析了数控技术的国内外现状及未来趋势，最后介。

8、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,实行电气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，步进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步进电机是电感负载。当。

9、绍了研究的主要内容和意义。第章数控机床总体方案的制订及比较总体方案设计内容数控机床工作原理数控机床加工零件时，首先应编制零件的加工程序，这是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变化起停，进给运动的方向速度和位移量以及其它如刀具选择交换工件夹紧松开和冷却润滑的开关等动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格的按照加工程序规定的顺序轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。数控机床的组成数控机床主要由控制介质数控装置伺服系统和机床本体等四部分组成，其组成框图如图图数控机床的组成图般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析比较和论证，最后确定个可行的总体方案。属于经济型数控机床，在保证定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用。

10、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步进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步进电机驱动电路,脉冲分配器输出的信号经过放大后,控制步进电机的励磁绕组由于步进电机需要的驱动电。

11、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，图中行线通过电阻接，当键盘上沿有闭和时，所有行线和列线都以断开，行线是根行线，是根列线，在行线与列线交叉点上安装有键，口的根列线按定的时间间隔轮流输出低电平。当扫描到列线上时，若无键按下，则行线都是高电平若有键按下时，交叉点上对应的行线变为低电平。这个低电平信号被计算机捕获后，根据此间对应的行线和列线的位置，计算机可以判断出键值，完成控制。越界报警电路，方向的越界和急停信。

12、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,按向步进电机硬件。

参考资料：

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