的车床的目标加工精度要求不高，所以决定采用开环控制系统。数控系统的硬件电路设计数控系统都是由硬件和软件两部分组成，硬件是控制系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。数控装置的设计方案通常有可以全部自己设计制作可以采用单板机或模块或工控机改制可以选用现成的数控装置作少量的适应化改动跟据本次设计的要求采用第种设计方案。机械改造部分的设计主传动部分的改造设计将原机床的主轴电动机换成变频调速电动机，无级调速部分由变频器控制。将原机床的主轴手动变速换成有电磁离合器控制的主轴变速机构。改造后使其主运动和进给运动分离，主轴电动机的作用只是带动主轴旋转。进给机构的改造将原机床的挂轮机构进给箱溜板箱滑动丝杠光杠等全部拆除。纵向横向进给以直流伺服电动机作为驱动元件经级齿轮减速后，由滚珠丝杠传动。.可行性论证根据自动化制造系统，可行性论证使用户建造自动化制造系统项目前所进行的技术和经济性分析报告，是上级主管部门审定和批准立项的基本依据。同样，在进行普通车床的经济型数控改造之前进行合理的科学的可行性论证是必要的。根据传统的论证方法，普通车床的经济型数控改造的可行性论证应围绕以下几个方面进行，即企业生产经营现状及存在的问题分析，企业生产经营目标，改造的基础条件目标技术方案投资概算效益分析，改造后车床的实施计划，结论等。由于本设计仅作为大学本科生的毕业设计，故在此，设计者仅对改造的投资概算作简要的可行性论证。本改造设计是对普通车床进行经济型数控改造。在改造设计中，采用自己设置的数控装置，加上两台伺服电机，两套滚珠丝杠副和相配的传动部分以及齿轮副，台变频调速电动机，四个电磁离合器以及主传动部分的齿轮副。这样设备改造费用和旧设备费用总计不会超过万元。因此，对普通车床作经济型数控改造适合我国国情，是国内企业提高车床的自动化能力和精密程度的有效选择。它具有定的典型性和实用性。第章数控改造方案确定.系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型数控车床应具有定位直线插补顺圆和逆圆插补暂停循环加工公英螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑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，采用直流伺服电机开环控制系统。.计算机系统根据机床要求，采用位单片机。选择市场上常用的单片机。由是继™系列产品等之后凌阳点击此处添加图片说明科技推出的又款位结构的微控制器。与不同的是，在存储器资源方面考虑到用户的较少资源的需求以及便于程序调试等功能，里只内嵌字的闪存。较高的处理速度使™能够非常容易地快速地处理复杂的数字信号。因此，与相比，以™为核心的微控制器是适用于数字语音识别应用领域产品的种最经济的选择。滑动导轨副对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。齿轮副般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。滑动丝杠与滚珠丝杠丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。般情况滑动丝杠应不低于级，螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。滚珠丝杠摩擦损失小，效率高，其传动效率可在以上精度高，寿命长启动力矩和运动时力矩相接近，可以降低电机启动力矩。因此可满足较高精度零件加工要求。安全防护必须以安全为前提。在机床改造中要根据实际情况采取相应的措施，切不可忽视。滚珠丝杠副是精密元件，工作时要严防灰尘特别是切屑及硬砂粒进入滚道。在纵向丝杠上也可加整体铁板防护罩。大拖板与滑动导轨接触的两端面要密封好，绝对防止硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。.对我国数控技术和产业化发展的战略见解形势考虑我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新轮国际产业结构调整中，我国制造业将进步“空芯”。我们以资源环境市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。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。发展策略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。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机如量大面广的数控车床铣床高速高精高性能数控机床典型数字化机械重点行业关键设备等带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件数字化伺服系统与电机高速电主轴系统和新型装备的附件等的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。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。出口的数控机床品种以中低档为主。.数控改造的必要性机床与生产线数控化改造的市场机床数控化改造的市场我国目前机床总量余万台，而其中数控机床总数只有.万台，即我国机床数控化率不到。近年来，我国数控机床年产量约为万台，年产值约为亿元。机床的年产量数控化率为。我国机床役龄年以上的占以上年以下的机床中，自动半自动机床不到，等自动化生产线更屈指可数美国和日本自动和半自动机床占以上。可见我们的大多数制造行业和企业的生产加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差品种少档次低成本高供货期长，从而在国际国内市场上缺乏竞争力，直接影响个企业的产品市场效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。进口设备和生产线的数控化改造市场我国自改革开放以来，很多企业从国外引进技术设备和生产线进行技术改造。据不完全统计，从年年间，全国引进技术改造项目就有项，大约.亿美元。这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因，设备或生产线不能正常运转，甚至瘫痪，使企业的效益受到影响，严重的使企业陷入困境。些设备生产线从国外引进以后，有的消化吸收不好，备件不全，维护不当，结果运转不良有的引进时只注意引进设备仪器生产线，忽视软件工艺管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥有的甚至不能启动运行，没有发挥应有的作用有的生产线的产品销路很好，但是因为设备故障不能达产达标有的因为能耗高产品合格率低而造成亏损有的已引进较长时间，需要进行技术更新。种种原因使有的设备不仅没有创造财富，反而消耗着财富。这些不能使用的设备生产线是个包袱，也是批很大的存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。这也是个极大的改造市场。机床数控化改造的必要性微观看改造的必要性从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。可以加工出传统机床加工不出来的曲线曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高倍。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换个程序，就可实现另工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了柔性自动化。加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要修配。可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警自动监控自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。标联动加工，其控制系统结构复杂，加工精度加工效率较普通加工中心高倍。这种数控机床的出现将给数控机床技术带来重大变革和创新。编程技术自动化随着数控加工技术的迅速发展，设备类型的增多，零件品种的增加以及零件形状的日益复杂，迫切需要速度快精度高的编程，以便于对加工过程的直观检查。为弥补手工编程和语言编程的不足，近年来开发出多种自动编程系统，如图形交互式编程系统数字化自动编程系统会话式自动编程系统语音数控编程系统等，其中图形交互式编程系统的应用越来越广泛。图形交互式编程系统是以计算机辅助设计软件为基础，首先形成零件的图形文件，然后再调用数控编程模块，自动编制加工程序，同时可动态显示刀具的加工轨迹。其特点是速度快精度高直观性好使用简便，已成为国内外先进的软件所采用的数控编程方法。目前常用的图形交互式软件有等。集成化数控系统采用高度集成化芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用平板显示技术可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高质量小体积小功耗低便于携带等优点，可实现超大规模显示，成为与显示器抗衡的新兴显示器，是世纪显示器主流。它应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融于体,通过提高集成电路密度，减小互连长度和数量来降低产品价格改进性能减小组件尺寸提高系统的可靠性。开放式闭环控制模式采用通用计算机组成的总线式模块化开放嵌入式体系结构，便于裁减扩展和升级，可组成不同档次不同类型不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统数控系统仅有的专用型封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是个有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包括诸如加工尺寸形状振动噪声温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。在加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术多媒体技术网络技术伺服控制自适应控制动态数据管理及动态刀具补偿动态仿真等高新技术融于体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化智能化网络化。数控技术发展趋势数控技术装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业如信息技术及其产业生物技术及其产业航空航天等国防工业产业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展提高综合国力和国家地位的重要途径。数控技术是用数字信息对