以中央为主控，当中央需要时，通过口，由芯片的输出向插补的总线请求发出信号。插补返回响应后，也经由，从输入口传给中央。中央接到响应信号后把中央的地址信号送达插补的存储区，数据得以传送。在地址分配上。为了减少芯片数，插补所用的采用片，由三根地址线译码后，每个输出端控制存储区。片占低地址区。但只需包括公用存储区，设计中把公用存储区放在最高地址区，为了精确地选址，又加了，进步用选定的地址为。存储芯片的选择由于本身带有存储器，故不用选择存储芯片。接口芯片数控系统要完成数据的输入输出，由于芯片的输入输出接口有限，不能完成设计所需的所有输入输出工作，因此我们使用两芯片来完成。输入输出采用，每片可以有个端口作为输入输出用。对伺服驱动单元的饿控制模拟量信号采用数模转换。为了实现正反转控制，采用二级放大，可输出控制信号。由于数控装置在使用通讯功能时不做其它工作，为了简化结构，利用的个输入端口和个输出端口，用软件实现串行数据通讯。的地址分配，片不多，为简化线路减少芯片数，地址译码输入只用了根地址线，输出分别给，片和片共个芯片，其中和每个口有个地址，而有个地址。可编程并行输入输出接口芯片是公司生产的标准外围接口电路，采用工艺制造，用单的电源供电，具有条引脚，采用双列直插式封装。该芯片有三个端口，即口口和口，对应的引脚分别是和。其内部还有个控制寄存器，即控制口。通常口口作为输入输出的数据端口，而口作为控制或状态信息的端口，它在方式字的控制下，可以分为位的端口，每个端口包含个位锁存器。它们分别与端口配合使用，可以用作控制信号输出或作为状态信号输入。用片来控制与键盘输入。键盘与显示设计在起，的口提供键盘的列线及显示器的扫描控制线字位线。口的为键盘的行线，口的作为显示器的字行输出口，并经过用于使得数码管显示亮度增强的驱动器。另片则通过与伺服电机驱动电路连接实现对伺服电机的控制。其中，接向向和向直流电动机硬件环形可靠性高。装置的零件程序在加工前次送入存储器，并经过检查后方可被调用，这就避免了在加工过程中由纸带输入机的故障产生的停机现象。许多功能由软件实现，硬件结构大大简化，采用大规模和超大规模通用和专用集成电路，使可靠性进步提高。易于实现机电体化。由于采用计算机，使硬件数量相应减少，加之电子元件的集成度越来越高，使硬件的体积不断缩小，同时控制柜的尺寸也相应减少。数控系统的结构非常紧凑，使其与机床结合在起成为可能，减少占地面积，方便操作。由于通讯功能的增强，容易组成数控加工自动生产线，如和等。使用维护方便，操作使用方便。目前大多数数控机床的操作采用了菜单结构，用户只需根据菜单的提示，进行正确操作。编程方便。大多数数控机床具有多种编程的功能，并且都具有程序自动校验和模拟仿真功能。维护维修方便。数控机床的许多日常维护工作都由数控装置承担而且，数控机床的自诊断功能，可迅速使故障定位，方便维修人员。正是由于以上的优点和本着经济成本低的原则，设计经济型数控系统是本设计的主要方案。改造方案总体可以从硬件软件两部分来着手设计。设计总图如图。图数控改造设计总图系统主要由单片机速度检测元件直流伺服电机，及相应的接口电路组成。总体数控系统电路原理框图如图.图数控系统电路原理框图软件的设计包括系统软件和应用软件的设计。系统软件其作用主要是检测系统状态并提供基本操作管理，其中包括接口初始化，单片机定时器计数器初始化，键盘数据区显示缓冲区初始化，各种软件标志初始化，中断处理等，系统软件部分采用模块化设计。应用软件则根据用户编制的加工程序如，控制机床的运行。改造后的布局及功能的工作台装有进给伺服系统，床身左侧的电气箱内装有主控器和强电系统。数控系统显示器及按键，在右侧便于观察调试和操作。数控系统为半闭环控制，伺服电机驱动，可实现直线插补和圆弧插补。显示器可采用阴极发光二极管，用以显示输入的程序，机床的实际位置和已存储的各种信息。手动操作时，显示器可作为数字读出装置使用。.控制系统的硬件设计系统的硬件设计应以实现数控的各种功能为标准，以经济性为基本原则。.单片机的选择的比较和选用在选择时应考虑的因素是时钟频率和字长即控制数据处理的速度可扩展存储器指的容量指令系统的功能是否强即编程的灵活性口扩展能力即对外设控制的能力开发手段包括支持开发偏差值。经位置控制放大器放大后成为速度指令值。都是数字量。经数模转换器成为模拟电压。位置偏差越大，则要求伺服电动机的转速越高，这时的也越大。因此，是速度指令电压。于速度反馈电压在速度偏差监测器内比较，其差值为速度偏差电压。设置速度反馈的目的是稳定电动机的转速。由于伺服电动机的转速还受负载的影响，当负载发生变化如切深发生变化时，电动机转速将发生变化。加上速度反馈后转速可以比较稳定。速度偏差电压经速度控制放大器放大后，成为速度控制电压。这个电压加在伺服电机上，使它得到角速度。与伺服电动机相联系的有速度反馈装置和位置反馈装置。速度反馈装置发出与伺服电动机转速成正比的速度反馈电压，与速度指令电压相比较。位置反馈装置发出与伺服电动机的转角成正比的实际位置检测值，与位置指令值相比较。图半闭环伺服系统原理控制部分的设计要能控制三个坐标轴的运动,根据加工要求,至少要控制两轴联动完成圆弧插补,为了在加工中使用不同尺寸的刀具,数控装置应具有刀具的半径和长度的补偿功能,以便数控加工按轮廓编程程序而能适应刀具尺寸的变化。综上所述，铣床数控改造方案确定为直流伺服半闭环控制，采用三坐标.轴联动数控装置，整个改造方案如图图总体改造方案示意图伞齿轮直流伺服电机滚珠丝杠滚珠丝杠螺母.主传动系统的改造电气部分的改造般中小型机床的主传动采用普通交流电机拖动，大型机床多用直流电机拖动。直流电机拖动可以实现无级平滑调整，变速范围宽，主轴箱体结构简单，振动和噪音较小，加工工件精度较高，不需要改造如果自动化程度要求较高，经常要求变速并且变速特征较好的场合，可用交流异步电动机的变频系统，增加个变频器，实现主轴的自动无级变速。机械部分的数控化改造主传动的改造主要是主轴支承或工作台导轨的改造。普通机床的主轴支承多为滚动轴承或滑动轴承。为了提高工作台的承载能力和精度，消除低速爬行现象，可将传统的动压导轨改为先进的恒流静压导轨。.给传动系统的改造改造设计要求进给伺服系统的改造式这次改造设计的重点，因此它改造后的性能的好坏将直接影响到整个系统性能的好坏。也因此对进给伺服系统提出了改造设计要求高精度由于伺服系统控制数控机床的速度和位移输出，为保证加工质量，要求它有足够的定位精度和重复定位精度。般要求定位精度为，速度控制要求较高的调节精度和较强的抗负载抗干扰能力，以保证动静态精度都较高。快速响应，无超调快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。它主要要求伺服系统跟随指令信号不仅跟随误差小，而且响应要快，稳定性要好。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。在高精尖装备研发方面，要强调产学研以及最终用户的紧密结合，以“做得出用得上卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。.数控改造的可行性分析在当前经济条件下，中高档全功能数控机床的功能齐全，功率较大，动作较多，运动较复杂，定位精度较高。但是配置这种系统的数控机床价格昂贵。我国般的中小企业购置困难。而将经济型数控系统用于普通机床的改造和升级换代是符合我国目前国情的条有效途径。因为经济型数控系统有以下特点价格便宜。系统只需万国外系统则需十几万到几十万，适合我国中小型企业的现有普通机床的数控改造。解决复杂零件的加工精度控制，并提高生产率。经济型数控机床，般可提高工效倍。对复杂零件而言，难度越高，提高的工效则越多。适合多品种中小批量产品的自动化加工，对产品的适应性强。对于不同零件的加工，可以通过变换加工程序和更换不同刀具来实现。提高产品质量，降低废品率，尤其是加工的产品尺寸致性好，合格率高。节约工装费用，降低成本。经济型数控机床可以不用或少用工装，尤其对于复杂零件可不用靠模或成型刀具。不仅节约费用，还可缩短生产准备周期。减轻工人的劳动强度。提高工人素质，促进科技成果的普及和应用，为“体力型”向“智力型”转变创造条件。近年来，我国成功应用经济型数控系统配置车床铣床线切割机床冲床以及普通机床的改造等，并在投入使用后确实成倍提高的生产率，减少了废品率，取得了显著的技术经济效益。经济型数控在我国得到了日益广泛的应用，潜在的市场也很大。正因为如此，本设计将对进行经济型数控改造。正文.总体设计方案的设计.原来的普通升降台铣床的用途原卧式万能升降台铣床是属于通用机床，主要适用于加工单件小批量生产和工具修理部门，也可以用于成批生产部门。可利用各种圆柱铣刀圆片铣刀成型铣刀和端面铣刀等，铣削各种平面斜面成型表面沟槽及齿轮等。目前，数控系统的体系结构主要有以下几种形式专用数控加前端的复合式结构这类系统的设计思想是将通用专用通过高速信息交换通道连接到起组成复合式数控系统。通用加实时控制单元的递阶式结构其设计思想是利用机作为数控系统软硬件平台，在其标准总线上直接连接实时控制单元将实时控制板卡插入总线插槽中而组成完整的数控系统。数字化分布式结构其方案是将由等组成的数字式伺服通过以光缆等为介质的网络与数控装置连接起来，组成完整的数控系统。.国内外数控技术的发展状况我国数控技术起步于年，经过近年的发展，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达，配国产数控系统普及型也达到了。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比与国外对比不仅技术水平有差距，在些方面发展速度也有差距，即些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下.技术水平上，与国外先进水平大约落后年，在高精尖技术方面则更大。.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产功能部件专业化生产水平及成套能力较低外观质量相对差可靠性不高，商品化程度不足国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发工程化能力较弱数控技术应用领域拓展力度不强相关标准规范的研究制定滞后。.数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的些重要行业汽车轻工医疗等的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世