-1目錄緒論-3第1章數(shù)控機床改造的目的-31數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史及趨勢-32數(shù)控改造的必要性-5第2章數(shù)控機床改造的方法及原理-71機床數(shù)控系統(tǒng)總體方案的設計-7第3章機床伺服系統(tǒng)機械部分設計計算-9第4章、單片機微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設計內容-21體會與感受-25參考資料-26-2緒論近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中，除少量機床以FMS模式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。2001年，我國機床工業(yè)產(chǎn)值已進入世界第5名，機床消費額在世界排名上升到第3位，達47.39億美元，僅次于美國的53.67億美元，消費額比上一年增長25%。但由于國產(chǎn)數(shù)控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢，2001年進口機床躍升至世界第2位，達24.06億美元，比上年增長27.3%。近年來我國出口額增幅較大的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機床、數(shù)控剪板機、數(shù)控成形折彎機、數(shù)控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數(shù)控機床品種以中低檔為主。數(shù)控機床是機械、電子、自動化及電機拖動于一體化的裝備。它是有計算機作為控制核心，來控制異步電機，從而控制機床的換刀、走刀、停頓的。隨著數(shù)控機床的發(fā)展，使機械制造進入一個嶄新的階段，是機械制造業(yè)中的一次技術革命。數(shù)控機床作為期間的產(chǎn)品價格也十分昂貴，對大對數(shù)企業(yè)來說，更換設備所需資金太大，老的設備得不到利用。結合我國的實際國情，所以把普通機床改造成為經(jīng)濟型數(shù)控機床就有十分重大的意義。也是我國發(fā)展數(shù)控產(chǎn)品的主要渠道之一。第一章、數(shù)控機床改造的目的11數(shù)控機床的概述數(shù)字控制是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術，是用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制的一種方法，簡稱數(shù)控。數(shù)控機床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。其實程序控制系統(tǒng)就是所說的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字植，并將其譯碼，從而使機床動作和加工零件。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置，可編程序控制器，主軸驅動及進給驅動裝置等部分。所以數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品，也是集多種新技術于一體的機電一體化裝備。數(shù)控機床作為機電一體化產(chǎn)品的典型代表，在先進制造技術領域里起著至關重要的作用。12數(shù)控機床的發(fā)展數(shù)控機床是一種高效的自動化機床，它較好地滿足了機械行業(yè)零部件加工的高性能，高精度與高動化的要求。在機械產(chǎn)品中，是機械制造業(yè)中的一次技術革-3命。1952年美國PARSONS公司與麻省理工學院合作試制了世界上第一臺三坐標數(shù)控立式銑床。54年美國Bendix-Cooperation公司生產(chǎn)了第一臺工業(yè)用數(shù)控機床。先是由電子管控制，隨后經(jīng)歷了晶體管控制，集成電路控制（NC）,計算機控制（CNC）,直到現(xiàn)在的微處理器控制（MNC）。我國從1958年開始研制數(shù)控機床，70年代初得到廣泛發(fā)展，數(shù)控技術在車床，銑床，鉆床，鏜床，磨床，齒輪加工機床。電加工機床等得到應用，并指出加工中心。目前我國能夠生產(chǎn)多種類型的數(shù)控機床，生產(chǎn)幾千臺，并有向國外出口。但我國生產(chǎn)的數(shù)控機床在精度，速度，數(shù)控系統(tǒng)的功能及傳感元件等方面比先進國家都有一定差距，近幾年我國機床業(yè)受到世界市場的沖擊，迫使我國的機床質量有很大的提高，面向21世紀，我國數(shù)控機床的生產(chǎn)一定能達到國際先進水平。數(shù)控機床也向（1）具有先進的自檢能力。（2）向高速，高精度發(fā)展（3）更高的生產(chǎn)率和利用率。（4）單元模塊化。（5）有更強的通訊功能，圖像編程和顯示功能的方向發(fā)展。機床作為工作母機和維修工具，早已成為各個工業(yè)領域不可或缺的必要裝備。數(shù)控機床的產(chǎn)生與發(fā)展，更是制造高質量、高效率、高一致性產(chǎn)品的有力保障。隨著人類社會的飛速發(fā)展與進步，各種新材料、新技術、新工藝、新結構、新配件不斷涌現(xiàn)，各個領域不斷提出新的要求，這一切都使得機床的結構、性能千變萬化。計算機技術的高速發(fā)展又使得機床數(shù)控系統(tǒng)正在以更短的周期更新。面對如此的形勢，機床制造者在不斷努力跟蹤時代的步伐，機床的使用者、維修者也要努力跟上。為使讀者及時了解數(shù)控機床的技術與知識，加深數(shù)控機床使用與維修理念上的認識。1321世紀初切削加工技術發(fā)展的主要趨勢21世紀，我們正處于制造技術快速發(fā)展的時期。隨著制造技術的發(fā)展，也進入了以發(fā)展高速切削、開發(fā)新的切削工藝和加工方法、提供成套技術為特征的發(fā)展新階段。其主要趨勢有四個方面：(1)高速切削將成為切削加工的新工藝當前，以高速切削為代表的干切削、硬切削等新型切削工藝已經(jīng)顯示出很多的優(yōu)點和強大的生命力，這是制造技術為提高加工效率和質量、降低成本、縮短開發(fā)周期對切削加工提出的要求。因此，發(fā)展高速切削等新型切削工藝，促進制造技術的發(fā)展是現(xiàn)代切削技術發(fā)展最顯著的特點。當代高速切削不只是切削速度-4的提高，而是需要制造技術全面進步和進一步創(chuàng)新達到切削速度和進給速度的成倍提高，并帶動傳統(tǒng)切削工藝的變革和創(chuàng)新，使制造業(yè)整體切削加工效率有顯著的提高。(2)實現(xiàn)難加工材料加工技術的重大突破長期以來，難加工材料如奧氏體不銹鋼、高猛鋼、淬硬鋼、復合材料、耐磨鑄鐵等一直是切削加工中的難題，不僅切削效率低，而且刀具壽命短。隨著制造業(yè)的發(fā)展，21世紀這些材料的用量將迅速增加，加工矛盾將更加突出。與此同時，產(chǎn)品的材料構成將不斷優(yōu)化，新的工程材料也不斷問世，而每一種新型材料的采用都對切削加工提出了新的要求。(3)滿足制造業(yè)對切削加工新技術和新產(chǎn)品需求進入21世紀以后，產(chǎn)品多樣化和個性化的趨勢將進一步加劇，制造業(yè)的產(chǎn)品更新速度也勢必大大加快。每一種新產(chǎn)品的開發(fā)都意味著零件功能、結構、材料的重大變更，也是對切削加工提出新的開發(fā)任務。制造業(yè)對切削加工新技術、新產(chǎn)品的需求在21世紀初將達到空前的高度。(4)環(huán)境保護對切削加工行業(yè)提出挑戰(zhàn)隨著社會的發(fā)展，人們在環(huán)境保護、生態(tài)平衡等方面獲得了高度共識，并成為全球的共同行動綱領。以降耗、節(jié)能、節(jié)材、減廢、有利于環(huán)境保護和人身健康、實行清潔安全生產(chǎn)的“綠色工程”已在工業(yè)發(fā)達國家興起。實行“綠色工程”，開發(fā)“綠色制造技術”是新世紀切削加工發(fā)展的重要課題。14數(shù)控機床改造的意義數(shù)控機床改造在國外已發(fā)展成一個新心的工業(yè)部門。早在60年代已經(jīng)開始迅速發(fā)展，并有專門企業(yè)經(jīng)營這門業(yè)務。其發(fā)展的原因是多方面的。首先是技術的原因。在過去的20年里，金屬切削的基本原理變化不大，但社會生產(chǎn)力的巨大發(fā)展，要求制造技術向自動化及精密化前進。而刀具材料和電子技術卻有很大進步，特別是微電子技術，電子計算機進步，反映到控制系統(tǒng)中來，它既能幫助機床自動化又能提高加工準確度。這些技術進步和高生產(chǎn)率的要求，精密加工和型面加工的增多等，突出了舊機床技術改造的必要性及迫切性。其次是經(jīng)濟上的原因。舊機床設備更新，支付很多費用。若采用“改造”技術（主要是數(shù)控技術）加以現(xiàn)代化，則可以節(jié)約50%還多的資金。這種事半功倍的技