隨著我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床越來(lái)越受到企業(yè)的歡迎，企業(yè)一方面投入大量資金購(gòu)買(mǎi)數(shù)控機(jī)床，另一方面更新改造現(xiàn)有普通機(jī)床，通過(guò)為普通機(jī)床添加數(shù)控裝置，將普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床，這是許多中小型企業(yè)面臨的重要技改措施。
2機(jī)床總體設(shè)計(jì)數(shù)控改造普通機(jī)床主要是解決機(jī)床和運(yùn)動(dòng)部分的傳動(dòng)鏈之間的相互關(guān)系，由微機(jī)控制其運(yùn)動(dòng)，CQ6123普通車(chē)床的傳動(dòng)鏈主要有：⑵進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈一一縱向、橫向進(jìn)給；由于考慮到數(shù)控改造后的車(chē)床面向教學(xué)實(shí)踐，改造過(guò)程中受經(jīng)費(fèi)條件的限制，總體設(shè)計(jì)方案如下：取消螺紋加工傳動(dòng)鏈，改造后的車(chē)床不能加工螺紋；對(duì)縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈進(jìn)行環(huán)控制，縱向采用滾珠絲杠傳動(dòng)，橫向采用普通螺紋傳動(dòng)；刀架采用微機(jī)控制，能自動(dòng)轉(zhuǎn)位；-1型數(shù)控系統(tǒng)；主要技術(shù)參數(shù)：縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量0 01mm/step，快進(jìn)速度1.1mm/min；橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量0.005mm/step，快進(jìn)速機(jī)床總體設(shè)計(jì)方案，如圄1所示。
3機(jī)械部分改造3.1縱向進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速齒輪副驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副，絲杠螺母固定在溜板箱上，帶動(dòng)溜板左右移動(dòng)。從機(jī)床外觀考慮，步進(jìn)電機(jī)安裝在縱向進(jìn)給絲杠左端，右端裝有手輪，以便手動(dòng)控制。
3.2橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)經(jīng)一對(duì)減速齒輪，驅(qū)動(dòng)絲杠螺母，推動(dòng)刀架拖板作橫向運(yùn)動(dòng)，由于小型臺(tái)式車(chē)床絲杠直徑太小，成品絲杠無(wú)法購(gòu)置，設(shè)計(jì)定制價(jià)格昂責(zé)。因此采用普通三角螺紋螺母?jìng)鲃?dòng)，其傳動(dòng)性能較差一些，但可與縱向所用滾珠絲杠傳動(dòng)方案作1：比較，以便取得對(duì)比資料。
從機(jī)床外觀及切削加工刀具調(diào)整考慮，拖板前原結(jié)構(gòu)不變，仍可進(jìn)行手動(dòng)操作，而步進(jìn)電機(jī)安裝在拖板后端的下方。
3.3刀架部分換成四工位電動(dòng)自轉(zhuǎn)位刀架，利用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)位，可同時(shí)夾持4把車(chē)刀。電動(dòng)刀架與數(shù)控系統(tǒng)配合，可在主程序中調(diào)用任意一把車(chē)刀。
4數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)本系統(tǒng)是自行設(shè)計(jì)制造的syCNC -1型數(shù)控系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，即：CPU板、I/O板鍵盤(pán)/顯示板，借鑒于PCA04總線的層疊方式，以提高聯(lián)接的可靠性。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊緊圍繞提高可靠性，方便使用，降低成本的指導(dǎo)思想，主要特點(diǎn)有：2帶背光字符點(diǎn)陣液晶顯示模板作為顯示界面，摒棄了傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示，顯示靈活，自帶控制器，可減少CPU的負(fù)擔(dān)。
?、撇藛悟?qū)動(dòng)。全程菜單驅(qū)動(dòng)，人機(jī)界面友好，操作直觀，簡(jiǎn)明、容錯(cuò)性高。
-1借用PC機(jī)中全屏幕編輯軟件QEDIT的基本思想設(shè)計(jì)或在操作和功能上與主機(jī)類似的編輯模塊，使系統(tǒng)編輯加工程序靈活、方便，不易出錯(cuò)。
?、瓤煽啃愿?。軟、硬件中兩個(gè)方面都采取了面向工業(yè)的抗干擾措施，因此具有高可靠性。
5syCNC-1型數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1硬件設(shè)計(jì)511總體結(jié)構(gòu)為了便于系統(tǒng)今后的功能擴(kuò)充，以及提高系統(tǒng)的可維護(hù)性，syCNC-1型數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)構(gòu)成，即：CPU板、I/O板、鍵盤(pán)/顯示板。三板間的聯(lián)結(jié)借鑒了PC/104總線的層疊方式，以提高聯(lián)結(jié)的可靠性。
系統(tǒng)以Intel8031單片機(jī)為核心，擴(kuò)展了32KB的系統(tǒng)程其中：2K字節(jié)的用戶程序存儲(chǔ)空間具有掉電保護(hù)功能。
另外，通過(guò)8255可編程I/O芯片，擴(kuò)展了四工位電動(dòng)刀架接口，采用了菜單驅(qū)動(dòng)，廣泛采用了軟鍵，因此syCNC-1性數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤(pán)系統(tǒng)總共有30個(gè)鍵。這樣做，一方面可以降低硬件的復(fù)雜程度，另一個(gè)方面也可降低操作的難度。
512抗干擾措施為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠，必須采取有效的抗干擾措施。syCNC-1在硬件方面采用的提高可靠性的措施，除了線路的合理設(shè)計(jì)外，主要有以下幾個(gè)方面：⑶加強(qiáng)總線的驅(qū)動(dòng)能力。通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)電路來(lái)強(qiáng)總線的驅(qū)動(dòng)能力，以免因?yàn)樨?fù)載的波動(dòng)引起CPU工作失常。
⑷所有的輸入/輸出信號(hào)均采取光電耦合進(jìn)行隔離，杜絕外來(lái)干擾信號(hào)竄入CPU板。
5.2軟件設(shè)計(jì)521syCNC-1的系統(tǒng)軟件syCNC-1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程，如圄3所示。
冷啟動(dòng)冷啟動(dòng)白檢，N報(bào)告錨誤號(hào)1自檢通過(guò)，系統(tǒng)初始化~.1.顯示主菜單讀ti I手動(dòng)Iaa.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.余英良。機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.
