坏，与机床的操作及维修人员的素质密切相关，对操作及维修人员本身要有定的要求，要对其进行系统的专业化的技术培训，使其全面地了解和掌握数控系统的基本原理操作规程维修常识，懂得般故障的判断和简单故障的处理。主要机械部件改造台新的数控机床，在设计上要达到有高的静态动态刚度运动副之间的摩擦因数小，传动无间隙功率大便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求，不能认为将数控装置与普通机床连接在起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造，使其达到定的设计要求，才能获得预期的改造自的。主传动的数控改造许多机床在数控改造时，主传动部分不作太大的变动，这是因为机床改造的功能通常要求不高，尽管原机床的普通交流异步电动机开环驱动方式在电网电压或切削力矩变化时，电动机转速会随之波动，影响零件加工表面的粗糙度。且由于变速仍采用复杂的变速箱换挡，体积庞大，高速运行时振动和噪声都较大，对零件加工精度会产生不良影响。但是主轴改为闭环驱动方式的成本太高，因此，除有特殊要求，通常主轴传动链保留不变，主轴箱内的变速机构也不改动，原电气系统不动。对自动化程度要求较高的场合，可采用交流异步电动机开环变频调速系统。采用开环变频调速系统可实现数控系统控制的自动无级变速。进给传动的数控改造导轨副通机床的导轨多采用铸铁铸铁或铸铁淬火钢滑动导轨，其静摩擦因大，动静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，影响运动的平稳性和定位的精度，力矩损失大。而将导轨改造为滚动导轨或静压导轨工艺复杂，费普用大，周期长。较为常见的是采用在原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。这种方法实现比较方便，费用低，动静摩擦因数相差小，耐磨性和抗咬伤力强，具有良好的自润滑性和抗振性，进给运动无爬行，运动平稳，因而得到了广泛采用。当然在有些要求不高的场合下，也可以不改动原机床导轨而增大所选的电动机。进给箱普通机床的进给箱为齿轮箱。齿轮箱传动链长，机构复杂，反向间隙累计增大，大大降低了传动精度。进给箱部分的改造就是要取消原齿轮箱，换为具有消隙装置的级减速机构传动副，以减小传动间隙，提高精度。在机床改造中，步进电动机与丝杠传动副之间装有减速机构，通过减速机构可得到所需的脉冲当量和增大驱动力矩。通常采用齿轮传动或同步齿形带传动机构。齿轮减速机构结构简单，传动功率大，寿命长，成本低，所以在传动功率要求较大的场合较多采用。同步齿形带传动是种新型的带传动，其利用同步带的齿形与带轮的轮齿传递运动，无相对滑移，无噪声，无需润滑，传动精度和效率高，因此在中小传动功率场合得到了广泛的应用。移动元件普通机床通常采用滑动丝杠实现旋转运动到直线运动的转换，其精度相对较低，摩擦因数大，传动效率低，因此在要求较高的场合应将其更换为滚珠丝杠。滚珠丝杠的传动效率高，无爬行，预紧后可消除反向间隙，精度高，因而在改造中得到了广泛的使用。但在机床改造时，有时考虑到些因素仍采用原机床的普通丝杠。这些因素包括以下几方面。级滚珠丝杠与级精度普通丝杠的精度相差不大。普通丝杠的摩擦力虽大，但与切削力和导轨副阻力相比则很小，而且可以通过选用较大电动机予以补偿。滚珠丝杠的径向尺寸较大，如使用滚珠丝杠更换原机床的普通丝杠，相关部位还需进行改动，工作量增加。滚珠丝杠价格较高，也必然要增加改造费用。当然，如果原机床的丝杠与螺母间隙过大，应将原单螺母副改为可调整间隙的双螺母。总体方案设计论证与确定机床数控系统总体方案的拟定应包括以下内容系统运动方式的确定，伺服系统的选择执行机构的结构及传动方式的确定，计算机系统的选择等内容。系统运动方式的确定数控系统运动方式可分为点动控制系统，点动直线系统和连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削工件，这种系统叫点动直线控制系统。这种系统除了高精度的定位功能外。在刀具沿坐标轴移动时还能根据切削用量控制位移的速度，由于点位和点位直线控制系统相岔无几，保证定位精度。如果要求工作台或刀具沿坐标轴的运动有确定的函数关系，即连续控制系统应具备控制刀具以给定速率沿加工路径运动的功能。具备这种控制能力的数控机床可以加工各种外形轮廓复杂零件。所以连续控制系统又称为轮廓控制系统。数控铣床属于此种运动方式。在点位控制系统中具有的轨迹计算装置，而连续控制系统中却具有点位系统的功能。执行机构传动方式的确定为确保数控系统中的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装置时，通常提出低摩擦，低惯量高精度无间隙高谐振以及有适宜阻尼比的要求。在设计中应考虑以下几点。尽量采用低摩擦的传动和导向元件。如果采用滚珠丝杆螺母传动导轨，贴塑导轨等。尽量消除传动间隙，例如采用消除齿轮提高系统刚度。缩短传动链可以提高系统的传动刚度，减少传动链误差。可采用预紧的方法提高系统刚度。例如采用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杆副等。系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造的经济型数控铣床应具有定位，直线控制顺逆圆插补暂停循环加工刀具补偿等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控铣床，加工精度不高，为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环控制系统。微机数控系统由存储器扩展电路接口电路，伺服电极驱动电路检测电路等几部分组成。微机是数控系统的核心，其它装置均是在微机的指挥下进行工作的。系统的功能和系统中所用的微机直接相关。数控系统对微机的要求是多方面的，但主要指标是字长和速度。字长不仅影响系统的最大加工尺寸，而且影响加工的精度和运算的精度。字长较长的计算机，价格显著上升，而字长较短的计算机，要进行双字长或三字长的运算，就会影响速度。根据机床要求采用位微机，由系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰能力强，具有很高的性能价格比等特性，决定采用系列的单片机扩展系统。控制系统由微机等几部分键盘及显示器接口及光电隔离器步进电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码显示加工数据及机床状态等信息。伺服系统可分为开环控制系统，闭环控制系统和半闭环控制系统。开环控制系统中，没有反馈电路，不带检测装置，指令信号是单方向传送的。指令发出后，不再反馈回来，故称开环控制。开环控制系统主要由步进电动机驱动。开环伺服系统结构简单，成本低廉，容易掌握和维修都比较简单，目前我国大力发展的经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。闭环控制系统具有装有机床移动部件上的检测反馈元件来检测实际位移量。能补偿系统的误差，因而伺服控制精度高，闭环系统多采用直流伺服电动驱动。闭环系统价格高和调试较复杂，多用于精度要求高的场合。半闭环控制系统不同，不直接检测工作台的位移量。而是用检测元件测出驱动轴的转角，再间接算出工作台实际的位移量，也有反馈回路，其性能介于开环和闭环系统之间。本次改装采用系统单片机组成的应用系统，其典型代表有经比较采用具有价格低，功能强，使用灵活等优点的扩展系统的单片机，而且外接及扩展接口芯片扩展成个较简单的微机控制系统。机械传动方式的确定为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机给齿轮减速在经过传动丝杆为保证定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杆螺母副。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿轮侧间隙的饿结构。.数控车床实验台的性能要求控制功能运动控制轴控能力应实现两直线移动轴的联动位置控制主轴控制包括主轴的开停，正反向，旋转位置的反馈。进给速度控制包括运动进给速度设置，速度倍率调整,自动加减速度控制等手动控制点动进给,手摇脉冲发生器控制,手动速度调整。刀具控制自动换刀刀具使用状态监测刀具参数值设置。保护控制正负行程的软硬限位进给高低速限制。辅助功能控制包括冷却照明。操作功能运动方式选择程序运行自动运行单步运行暂停及暂停恢复，空运行，坐标参考值设置手轮运行对系统轴的正负向运动进行控制方式手动程序数据输入。程序操作程序的输入输出手工键盘输入网络通讯输入等程序的编辑程序管理。显示操作系统状态显示包括信号监测运行方式选择正在使用的刀具信息等位置显示机床坐标系的位置报告,工件坐标系的绝对相对位置报告等故障报警。诊断功能编程错误提示操作错误提示执行错误提示实验台硬件系统的实现.数控车床实验台硬件系统设计遵循的原则为使数控车床实验台硬件系统设计趋向合理化，在设计过程中着重考虑如下几个方面尽量选用标准化模块化的典型电路,从而提高设计的成功率。尽量选用功率强集成度高的微机芯片,因为采用这种器件可能代替部分电路,使系统可靠性增加。注意选用通用性强市场货源充足的元器件。系统的扩展及各功能模块的设计在满足应用系统功能要求的基础上,留有适当的余地,以备将来进行修改扩展。努力采用最新的些技术,因为电子技术发展迅速,器件更新换代很快,市场上不断推出性能更优功能更强的芯片。电路设计时,充分考虑应用系统各部分的驱动能力,因为不同的电路有不同的驱动能力,对后级系统的输入阻抗要求也不样。实验表明如果阻抗匹配不恰当,系统的驱动能力不够,可能导致系统的不可靠性甚至于使系统无法进行工作。值得提的是,系统的不可靠性很难通过般的测试手段来确定。因此,在电路的设计过程中,应该特别注意系统的驱动能力尽量减少系统的损耗。电路设计过程中要注意电平的匹配,和电平单片机扩展时,不应该超过其驱动能力,如电路不使用的输入端不允许浮空,否则会引起逻辑电平不正常,容易接受外界干扰产生错误动作。系统的抗干扰设计,这个问题在硬件设计中也有十分重要的意义。.微机控制的数控车床实验台硬件系统的具体设计.绘制系统电气控制的结构框图根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总统方案,绘制系统电气控制的结构框图。如图接口光电隔离步进电机外设键盘显示器即其他图结构框图数控系统是由硬件和软件两部分组成。硬件是组成系统的基础，有了硬件与软件才能有效地运行。硬件电路的可靠性直接影响到数控系统性能的指标。机床硬件电路由以下五个部分组成主控制器即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程序存储器和数据存储器接口即输入输出接口外围设备如键盘显示器及光点输入机等。选择中央处理单元的类型在微机应用系统中的选择应考虑以下因素时钟频率和序号这个指标将控制数据处理的速度可扩展存储器包括和的质量指令系统功能影响编程灵活性扩展的能力即对外设备的控制能力开发手段包括支持开发的软件和硬件的电路此外还要考虑到系统应用场合，控制对象对各种参数的要求以及经济价格比等经济性的要求。目前在经济型数控机床上推荐采用系列单片机作为主控制器。存储器扩展电路设计存储器扩展电路设计应该包括程序存储器和数据存储器的扩展。在选择程序存储器芯片时，要考虑与时序的匹配，还应考虑最大读出速度，工作温度及存储器的容量等问题。口即输入输出接口电路设计应包括接口芯片的选用。步进电机控制电路键盘，显示器的及其它辅助电路的设计。例如，复位电路越界报警电路，掉电保护电路等。此外，不同的数控系统还要求配备不同的外设，这些部分的电路设计也应包括。系列单片机简介系列单片机是美国公司在系列单片微机基础上推出的产品，于年问世，它的集成度很高是集片内存储器，片内输入输出部件和于体的优良的单片机系统。在我国已广泛地被应用于经济型数控机床。系列单片机主要有三种型号的产品。和本数控车床中使用的是芯片。因为片内设有，适用于需扩展。可在现场修改和更新程序存储器的应用场合，其价格底，使用灵活，非常适用。．单片机的基本特征具有功能很强的位中央处理单元片内有时钟发生电路或每执行指令时间为或片内具有字节具有个寄存器可扩展字节的外部数据存储器和字节