现微机控制系统各项功能编制的专用程序，它般由以下几部分组成输入数据处理程序它接受输入的零件加工程序，用标准代码表示的加工指令和数据整理成便于解释执行的格式后存放。插补运算程序它完成普通数控系统中插补器的功能。速度控制程序它根据给定的速度代码或每分毫米数控制插补运算的频率，以保证预定速度进给。管理程序和诊断程序管理程序对数据输入处理及切削加工过程服务的各个程序进行调度，还可以对面板命令时钟信号故障信号等引起的中断进行处理。诊断程序可以在运行中及时发现系统的故障，并指示故障类型。微机数控系统的特点可靠性高。由于采用大规模集成电路软件连接以及资诊断功能，所以大大提高了无故障运行时间，即使又极少的故障也能及时发现和排除。灵活性强。由于系统的硬件是通用标准化的，对于不同机床的控制要求只需更换可编程只读存储器中的系统程序就可实现。易于实现机电体化。采用大规模集成电路时控制框尺寸大为缩小，采用可编程接口又可将等顺序控制部分逻辑电路与数控装置结合起，使结构更为紧凑。价格低。采用微机数控，使数控机床电气部分成本大为下降，对功比较齐全的数控机床价格幅度下降更大。由于微机的功能强，存储量大，可实现多功能控制多路运行控制及数据和图形显示等，给操作人员和监视生产过程带来方便。.微机控制系统设备介绍主控制器的选择的选择应考虑以下要素控制数据处理的速度。的容量。指令系统功能的强弱即编程的灵活性。口扩展的能力即对外设控制的能力。开发手段包括支持开发的软件和硬件电路。目前在数控系统中常用的芯片由以及等位机的，也有和等位机的。但从性能价格比上，我们拟采用系列单片机中的作为主控制器。下面介绍单片机的硬件结构，如图。下面对各功能部件作进步的说明数据存储器片内为个字节，片外最多可扩至字节。程序存储器无此部件为为。片外最多可外扩至字节。中断系统具有个中断源，级中断优先权。定时器计数器个位的定时器计数器，具有四种工作方式。串行口个全双工的串行口，具有四种工作方式。口口口口为四个并行位口。特殊功能寄存器共有个，用于对片内各功能模块进行管理控制监视。微处理器为位的，且内含个位位处理器，不仅可处理字节数据，还可以进行位变量处理。图.单片机内结构存储器电路的扩展程序存储器的扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储器芯片，其型号分别为等，其容量分别位。在选择芯片时，要考虑与时序的匹配。即所能读取的时间必须大于多要求的读取时间。此外，还要考虑最大读出速度工作温度计存储器的容量。在满足容量要求是应尽量选择大容量芯片以减少芯片数量，是系统简化。在本系统中，我们拟采用作为扩展芯片。与主要是三总线的联接。中的低位地址线通过地址锁存器与口相联。当地址锁存允许信号位搞点评，则口输出地址有效。位数据线直接与口相联高位地址线分别与相联，引脚直接同引脚相联，片选信号接地，以便总能选中。由于只能选通外部程序存储器，因而其引脚接地。数据存储器的扩展由于内部只有字节，远远不能满足系统的要求，须扩展片外的数据存储器。单片机应用系统数据存储器扩展电路般采用和静态数据存储器，其选用的规则与程序存储器的要求相同。本系统拟采用芯片作为数据存储器的外扩芯片。低位地址线通过地址锁存器与口相接，高位地址线分别与相联，位数据线直接接至口，读写控制引脚与的读写控制引脚直接相联，片选端通过译码电路与相联。口电路的扩展并行口的扩展单片机共有四个位并行口，但可供用户使用的只有口及部分口线。因此在大部分应用系统中都不可避免地要进行口的扩展。通用可编程接口芯片具有位的静态个位和个位的可编程并行口个位的计数器。由于与单片机的接口简单，是单片机系统广泛使用的芯片。与的联接可归结为三总线的联接。本身具有地址锁存信号控制线和地址锁存器，故可直接将地址数据线直接与口线对应的相联，的与的直接相联，高位地址的经译码器提供的片选信号,控制端接.口，其它读写信号也都对应相联。的地址与统编址。键盘显示器接口电路键盘显示器是数控系统常用的人机交互的外部设备，可以完成数据的输入和计算机状态的动态显示。通常，数控系统都采用行列式键盘，按键设置在行列的交点上。本系统中所设计的是由键和位显示器组成。为了简化电路，键盘的列线及显示器的段码共用个口，即的口，键盘的行线由的口提供，的字位控制则由口经后提供。直流电机驱动电路直流电机是种用脉冲信号控制的电动机。在负载能力及动态特性范围内，电动机的角位移仅与控制脉冲成正比。在多数情况下，用直流电机作为执行元件的数控系统不需要或转换，可采用较为简单的开环控制，因而成为经济性数控机床最主要的种伺服驱动元件。计算机接口在控制系统中，直流电机的接口电路至关重要，没有它将无法实现微机对直流电机的控制。如前所述，系列单片机含有个并行输入输出口，其中口可以提供给用户使用，作为直流电机及其它控制对象的接口。也可采用或等可编程并行输入输出接口芯片设计扩展接口电路，来控制直流电机即其它外部设备。本系统即采用的口作为直流电机的控制端口。脉冲分配器脉冲分配器又叫做环形分配器，是驱动直流电机必不可少的环节。直流电机的控制方式由环形分配器实现，其作用是将数控装置送来的系列脉冲指令按定的分配方式和顺序输送给直流电机的各项绕组，实现电机的正传或反转。在数控系统中使用较多的是集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。而在本系统中使用的是软件脉冲分配，通过编程来达到脉冲分配的目的，从而控制直流电机的各项绕组。隔离电路在直流电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经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较高几十伏，电流也较大，如果将输出信号直接与功率放大器相联，将会引起强电器干扰，轻则影响计算机程序的正常进行，重则导致计算机和接口电路的损坏。所以般在接口电路与功率放大器之间都要加上隔离电路，实现电气隔离，通常使用最多的是光电耦合器。图为光电耦合器与直流电机的接口电路。图.光电隔离与直流电机接口电路其它辅助电路设计的时钟电路单片机的时钟可以有两种方式产生内部方式和外部方式。内部方式利用芯片内部振荡电路，在引脚上外接定时元件，如图所示。晶体可在.之间任选，耦合电容在之间，对时钟有微调作用。采用外部时钟方式，可把直接接地，接外部时钟源。的复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现，在时钟电路工作后，只要在引脚上保持以上的高电平，单片机便实现状态复位，之后便从单元开始执行程序。般数控系统都采用上电与按钮复位组合。图.时钟电路和复位电路.程序部分保护现场,送步数给送控制码指针取控制码,控制码为转,输出控制码调延时子程序指针指向下个控制码,步数未完，继续恢复现场,取反向控制码正向转动控制码反向转动控制码地址指针偏移量,程序开始,设计数器为工作方式,定时器,设初值为,设初值为,设时间常数地址指针初值为,设地址偏移量初值为,从中读时间常数,送时间常数至定时器中,开中断允许允许定时器中断启动定时器开始算,中断允许范围定时器中断入口地址,送时间常数到定时器中,修改地址偏移量指针调子程序,使电机进给步,判断是否为,为则转恒速,判断是否为,为则转入减速判断是否为为,减速结束,关中断中断返回不为,则←,不为,则←,总结与展望毕业设计是完成教学计划达到专业培养目标的个重要的教学环节是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它在培养和提高我们综合运用专业知识分析和解决实际问题的能力进行真正工程技术人员所必须具备的基本素质的训练等方面具有很重要的意义。毕业设计能使我们在以下几个方面得到很好的训练。.在搜集论文素材时阅读的大量相关资料，使我们的专业知识有了很大的拓展和深入。.在提取论文材料时，我们会融汇贯通几年里所学的专业基础知识和专业理论知识，形成自己的专业知识体系。.在课题设计时会将理论和实际相结合，培养了我们运用综合的专业理论知识进行独立分析问题解决问题。.在完成课题设计的过程中，使我们了解到较全面的专业发展方向及领域内出现的新技术新进展。.在课题设计的全过程中，提高了相互帮助相互配合的工作能力，增强了与人合作的团队意识。历时三个多月的毕业设计接近尾声了，我基本上圆满完成了课题研究任务。此时回想过去的日子，感慨颇深。我基本上是按照我初定的计划来开展的。设计过程也如我所料，遇到不少的问题。在查阅资料学习阶段，我认真阅读了从各处借来的关于立式铣床数控铣床以及数控化改造的书籍资料，重新温习了我们以前所学过的机械制图机械设计基础等相关课程，还常去阅览室，查阅了大量的电气控制电路基础等多方面的资料。经过这阶段的学习，我对数控铣床工作原理相关电路知识及其电液控制方面有了大体的认识，这为接下来最主要的具体设计阶段打下坚实的基础。具体设计阶段是最主要，最重要，最艰难的阶段。万事开头难，这阶段的第个难点就是总体方案的确定。我是在深入了解了铣床数控化改造的原理意义的基础上，认真研究以往的设计方案，再比较现在有铣床数控化改造思路方法后，最终确定自己的设计方案的。我本以为总体方案确定后，接下来的设计应该就不难了，但真正的设计过程中的困难超出我的所料。不管是具体零部件分析选择和计算校核，还是工作图的绘制，我都遇到不少问题，充分暴露以往学习的知识缺漏，自己独立解决实际问题能力的不足。幸好在此过程中常得到多位老师的指导多位同学的帮助，让我基本上解决了问题，完成了这阶段的设计。最后的修改阶段。首先我自己先认真检查修改遍自己的设计，包括装配图电气原理图。然后交给指导老师，请他帮我检查。指导老师经过详细的检查后对我的设计给予详细的全面的批评指正和修改建议。我根据指导老师的修改建议，进行第二轮的修改，修改完后再请老师过目指导，直到指导老师认为基本没什么错误为止。这阶段指导老师的点睛之笔是我设计不断完善的关键，在此表示衷心的感谢！设计完成以后，接下来的主要任务就是准备答辩。这是决定毕业设计成败的关键阶段，我必须在再次认真检查设计的基础上，认真论证我改造铣床的可行性合理性等等，为答辩作好充分的准备。通过整个设计阶段的自己的努力，老师的指导和同学们的帮助，我有信心顺利通过毕业设计答辩。最后，在此对在整个设计过程中，给予我指导和帮助的老师同学表示衷心的感谢！特别是我的指导老师，对我设计给予悉心的指导，她对工作认真负责的态度也是我学习的好榜样，让我受益匪浅，在此再次表示衷心的感谢！参考文献戴曙.金属切削机床.北京机械工业出版社.赵如福.金属机械加工工艺人员手册.上海上海科技出版社.王爱玲．现代数控机床结构与设计．北京兵器工业出版社，.贾亚洲.金属切削机床概论.机械工业出版社，.赵先仲.机电体化系统.高等教育出版社，.邓星钟．机电传动控制．武汉华中科技大学出版社.郑堤，唐可洪.机电体化设计基础.机械工业出版社，.卜云峰．机械工业及自动化简明设计手册上下册．北京机械工业出社.孙恒，陈作模.机械原理.高等教育出版社，.芮延年.机电体化原理及应用.苏州大学出版社，.张新义.经济型数控机床系统设计.北京机械工业出版社，.张建民.机电体化原理及应用.北京国防工业出版社，.林述温.机电装备设计.北京机械工业出版社，.邹慧君.机械系统概念设计.北京机械工业出版社，.董玉红.机床数控技术.哈尔滨哈尔滨工业大学出版社,.,.彭玉才.传动链对数功率谱比较法诊断齿轮箱的噪声源.哈尔滨工业大学学报.致谢本论文是在机械系的多位老师的悉心关怀和指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨务实的治学态度，对学术执着的追求精神，日常生活中豁达的人生态度，以及日常管理中的领导艺术，都给学生留下深刻印象，学生自觉受益匪浅。对于老师的教诲，学生将受用终生。在此谨对老师的辛勤培养和悉心关怀致以最诚挚的谢意！项任务的完成往往凝聚着许多人的才智与心血，在此次论文完成之际，衷心的感谢所有帮助过我的老师和同学。指导老师对本次的