简单，控制灵活，微机驱动系统的原理框图见图。微机输出脉宽控制信号经驱动器放大，驱动主电路的功率晶体管开关。图微机驱动系统的原理开关频率及脉冲宽度都可采用软件来调节。计算机同时采样速度和位置反馈信号，并利用软件对速度和位置进行调节。的控制脉冲也可以由脉宽调制器产生，这时微机需要通过转换器脉宽调制器输入脉宽控制信号。替安置信号可以是三角波或锯齿波。图是三角波脉宽调制电路。为比例放大器，为积分放大器。和构成三角波发生器，输出三角波调制信号。调节电位器可改变三角波的频率。用三角波信号对给定信号进行调制，在比较器的输出端便得到宽度和成正比，频率等于三角波频率的脉宽信号。可由微机经转化器给定。图三角波脉宽调制电路.检测装置测速发电机测速发电机有直流和交流两种，在此伺服系统中采用的是直流测速发电机。为了提高检测的灵敏度，将测速发电机直接连接在电机轴上。图为直流测速发电机的工作原理。当位于磁场中的线圈旋转时，在线圈的两端将产生感应电动势，根据法拉第定律可以得出图测速发电机式中测速发电机的增益，•电枢的角速度，。当直流测速发电机有负载时，电枢的旋转线圈便会产生电流，破坏了输出电压与转速的线性度，使发电机的输出特性产生误差。因此，为保证直流测速发电机的测速精度，应尽可能使测速发电机在低负载下工作，即工作在转速变化范围小而负载电阻较大的场合。测速发电机有线性好灵敏度高和输出信号强等优点，故广泛用于工业自动检测和自动调节电机转速。检测范围，精度。将测速发电机的转子轴同直流伺服电机的转子轴连在起，则测速发电机就成为伺服电动机的速度反馈传感器。感应同步器感应同步器是应用电磁感应原理来测量直线位移或角位移的传感器。其中，直线式用来测量直线位移，圆盘式用来测量角位移。本设计采用的是圆盘式，其结构相当于个多级旋转变压器。它的结构原理如图。它由定子和转子组成，转子上印刷有个感应绕组，定子上印刷有正弦和余弦两个绕组且两个绕组错开四分之个节距。感应同步器的绝对精度可达”，重复精度可达.”。本改造方案中将其安装在丝杠上来测量角位移量。图圆盘式感应同步器结构原理圆盘感应同步器的工作原理与直线感应同步器工作原理类似，如图。当定子六个绕组中任绕组通以定频率的交流电压时，就在感应器内产生个磁场，该磁场以同步速度移动并切割定子上的绕组。由于电磁感应效应，在定子绕组上产生相同频率的感应电势，其大小取决于定子和转子的空间相位角。在点，定转子绕组对准重合，感应电势最大。随着转子旋转，感应电势下降，当两者刚好错开四分之节距时，到达点，此时感应电势为。转子继续旋转，移动到二分之节距时的位置，感应电势与位置重合，极性相反。当到达四分之三节距的点，又回到。到达点，刚好移动个节距，情况与相同。转子转动个节距，感应同步器变化周。图圆盘感应同步器的工作原理根据对转子绕组供电方式的不同以及对输出电压的检测方式不同，感应同步器分鉴相测量和鉴幅测量。其中鉴相测量只要测出定子上的感应电压，就可以得到空间相位角鉴幅测量则要已知电气角,只要测出的幅值,便可间接地求出。.实现机床自动进给的数控装置机床的进给运动是机床工作中最为基本的运动,它直接控制零件轮廓的形成。传统的机床进给是采用人工控制,这样含有人为因素的控制既费人力又缺乏精确性。机床自动进给电路的设计能够以自动控制取代人工控制,使机床的刀具及时接预先确定的进给量自动地工作,而且进给量可以随时根据加工要求改变。自动进给数控装置框图采用自动进给数控装置,通过安装在机床适当位置上导轨的两端的传感器发出的信号控制进给运动。当工作台运动到机床端时,安装在工作台运动轨迹两侧的传感器便发出个电信号,此信号通过“控制脉冲形成电路”产生高电平输出,使“主控门”打开。这个信号源发出的脉冲信号可以通过主控门再经放大器放大后驱动执行机构进给机械装置。执行机构根据脉冲数目的多少决定进给量。脉冲信号同时还送到计数器进行计数。这个计数器是可预置数的“可变进制计数器”,当计数脉冲数等于预置数对,预置电路立即发出“停止信号”,并送到“控制脉冲形成电路”,产生个低电平输出信号封锁主控门。直到下个信号脉冲到来之前，执行机构停止动作,同时预置电路产生清零信号使计数器回到零状态,待下次进刀时再重新计数。自动进给数控装置框图见图。图自动进给数控装置框图总电路图实现图所示工作过程的电路见图，图自动进给数控装置电路图设预置数为,测得主要节点波形见图图主要节点波形图单元电路信号源信号源采用环形振荡电路。参数值为为可调电阻为为电解电容,与非门采用二输入四与非门电路。适当调节可变电阻值得到周期.秒的时钟脉冲,详见图。图信号源电路控制脉冲形成模块控制脉冲形成模块由微分型单稳态电路和触发器组成。当传感器发出信号时,单稳电路产生的脉冲信号加到触发器的复位端,并经整形门输出高电平,开启主控门,使信号源产生的时钟脉冲通过主控门。当计数器的数值达到预置值时,计数器发出停止信号加到触发器的置位端,并经整形门输出低电平,使主控门关闭,执行机构停止动作,计数器停止计数。元器件参数值门门门门门选用二输入四与非门电路,门门选用输入二与非门电路为电容为电容为电阻,为电阻,详见图。图控制脉冲形成电路可变进制计数模块由于进给速度不高,信号源脉冲信号频率很低,可变进制计数器采用速度较低,带负载能力较强的异步计数电路。预置器使用拨码开关电路。计数输出等于预置数时,便自动向控制脉冲形成电路发出停止信号,并将计数图可变进制计数电路器置。电路采用触发器实现异步置。由于满足预置数时拨码开关输出高电平,经门倒相后得低电平输出,而时钟脉冲此时低电平经门输出高电平。这样门便输出低电平使计数器清零。待下次主控门开启,脉冲的上升沿到来时,才终止清零信号,重新开始计数。元件及参数值为双触发器,门为二输入与非门,门为四输入与非门,为,为电解电容。如图。主控门放大器和执行机构放大器采用晶体管放大电路,由它驱动直流灵敏继电器,当电流变化时,继电器迅速产生动作,从而带动执行机构。主控门由二级与非门构成,门用于控制信号源输出。当低电平控制脉冲到来时,门输出稳定的高电平,使信号源关闭。门起隔离整形作用,同时可控制翻转。门门选用二输入与非门。如图。图主控门及放大电路.软件部分的系统设计装置是个机床计算机控制系统，其数控软件必须完成管理和控制两种不同性质的任务。数控系统的管理系统是实现系统协调工作的主体，它管理着数控加工程序从输入预处理，到插补运算以及位置控制和输入输出的全过程，并管理着系统参数设置，刀具参数设置，数控加工程序的编辑，数据的输入输出及在各种机床运行方式下操作员的操作处理等各种人机交互过程。除此之外，先进的数控系统的管理程序还能适时运行诊断模块以便及时判断和消除故障，并能进行通信联网等功能的管理。.数控系统软件功能的实现数控系统的各功能分别由不同的软件来实现。般数控系统软件主要由以下几部分组成系统总控程序，零件程序的输入输出管理程序，译码程序，零件加工程序编辑程序，机床手动控制程序，零件加工程序的解释执行程序，伺服控制及开关控制程序和系统自检程序。系统总控程序系统总控程序是系统软件的主循环程序。数控系统加电以后便进入这部分程序运行。其基本结构如图所示，它由四部分组成初始化部分当系统上电或重新复位时，首先需要进行些必要的初始化处理。接收命令环节它的使命是接收操作者的命令，若不是命令则循环等待。命令分析它的任务是把从键盘上接收的命令进行分析，引导到执行该命令的相应处理程序。返回环节它的任务是执行了命图系统总控程序结构图令处理程序后，返回到管理程序接收命令环节，使系统处于等待新的操作状态。输入输出管理程序输入程序主要完成两个任务，个是从光电阅读机和键盘输入零件加工源零件程序储存器另个是从零件程序储存器中把零件程序送入缓冲区中，以便加工时使用。无论是那种途径输入的零件程序去译码之前都必须经过相应的缓冲器，如图。零件程序缓冲器接收来自阅读机或零件程序储存器的程序段。当正常加工时，译码程序从这里取出程序段。当从键盘输入程序段时，程序段被存入缓冲器中，此时译码程序则从缓冲器取出程序段。图输入输出管理程序输出程序较为简单，它的功能是将调试成功的零件程序存入磁盘磁带或穿孔输出，以便长期保存。译码程序数据段送入零件程序储存器后，由程序将输入的零件程序数据段翻译成本系统能识别的语言。个数据段从输入到传送至插补工作寄存器需要以下几个环节，如图。图译码程序译码程序将零件程序的源程序进行词法和语法分析，发现可能的词法或语法错误，如无错误，则对程序段的语义，即它能产生的动作进行分析识别程序段所规定的等功能，将它们翻译成内部表示形式存放在结构信息表中，供执行使用。零件加工程序的编辑程序编辑程序实际上是个键盘命令处理程序，它与键盘输入通常成为体，既可以用来从键盘输入新的零件加工程序，也可以用来对已经存储在零件程序储存器中的零件加工程序进行编辑和修改。常用的编辑功能包括插入删除查找移动等。机床手工控制程序机床手工控制程序是个对操作面板和键盘来的命令进行扫描的程序。它不断地读取操作面板和键盘地输入信息，分析识别输入地命令并进行相应地处理。这部分程序提供了在手动调整状态下通过机床操作面板控制动作地功能。机床手动调整动作包括各坐标轴地运动主轴运动刀架的转位冷却泵的开停等。插补运算程序插补运算程序是根据建立的插补数学模型而编制的运算处理程序，常用的脉冲增量插补方法有逐电比较法和数字积分法等。通过运行插补程序，生成控制数控机床各轴运动的脉冲分配规律。采用数据采样插补时，则是生成各轴位置增量，该位置增量用数值表示。伺服控制程序伺服控制程序是插补程序每次运行后的结构，通过适当的运算后直接输出控制执行元件的程序。当个数据段开始插补加工时，系统控制程序还要准备下个数据段的读入读码数据处理等。系统字行自检程序在主控程序空闲时如延时，可以安排执行预防性诊断程序，或对尚未执行程序段的输入数据进行预处理。诊断程序控制系统各个硬件功能的正确性，指示可能存在的故障的位置与性质，它的存在有助于操作人员定位故障部位，缩短系统维护时间，提高系统的可靠性。.数控系统的软件设计本软件采用模块化设计，共分为系统初始化模块工作方式选择模块机床控制模块命令处理模块中断处理模块等。系统初始化系统初始化包括工作单元初始化，中断延时初始化，系统诊断，数据区初始化，电源有无检查等。该模块程序框图为图。图系统初始化程序框图工作方式选择工作方式选择包括手动，自动，单段运行，单步运行，编辑等。该模块程序框图为图。图工作方式选择程序框图机床控制机床控制包括方向的进给，电机的起动回零等。该模块程序框图为图。图机床控制模块程序框图.数控系统的软件设计举例转换电路的程序设计和以中断方式，将输入的模拟量进行转换，转换结果存入单元。当输入的模拟量分别调至和，检查单元内容是否分别为和。电路如图