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摘要：科学技术的进步，使得人们对车床加工又提出了更高的要求，因此对普通的车床进行改造，以求能够满足车床零件加工的要求，提高车床加工的自动化水平。本文先是对普通车床改造成成数控车床的设计方案进行了概述，又详细阐述了微机数控系统的设计内容。
关键词：普通车床；改造；经济型数控车床；硬件
目前，我国的很多车床生产已经与我国可持续发展的战略不相符，因此很多研究人员以目前我国的普通车床作为基础，对普通车床中机械部分作了改造和完善，并让其与数控系统相配合，因此普通车床就可以被用作于经济型的数控车床。在使用数控车床对零件进行加工时，需要全面地分析零件图，详细的了解零件的结构、技术要求以及尺寸大小，并以此为依据，制定出零件加工所需的工艺流程和路线，随后进行零件加工的编程，数控車床通过计算机的控制就可以自动完成对零件的加工了。
1.普通车床改造成成数控车床的设计方案
1.1.设计内容
以型号为C616的普通车床为例，将其改造成经济型的数控车床，并通过型号是MCS—51的单片机进行控制。普通车床在改造的过程中要有具备切削螺纹功能的自动回转刀架，不仅要在纵向上具备直线插补和圆弧插补的功能，而且还要在横向上具备这两个功能。
1.2.总体改造方案的确定
1.2.1.确定系统运动方式
数控系统以运动方式作为分类原则的话，可以分为：连续控制系统、点位/直线控制系统和点位控制系统三种，改造后的经济型数控车床要具有多种功能，例如定位、暂停、公英制螺纹加工、循环加工以及直线插补等。
1.2.2.伺服系统的选择
在数控车床中，伺服系统又可以分为：闭环控制系统、半闭环控制系统以及开环控制系统三种，在开环控制系统中不存在着反馈电路，也没有检测装置，指令信号都只是单方向的进行传送，开环伺服系统是通过步进电机进行驱动的。由于开环伺服系统在应用的过程中，结构较为简单，需要的资金成本投入较少，调试和维修的程序都较为简单，因此开环伺服系统在经济型数控车床中的应用较为普遍。
1.2.3.确定执行机构的结构和传动方式
为了保证数控系统具备良好的分辨率，在数控机床中一般都使用步进电机，通过齿轮减速之后，再传到丝杠。一般情况下，都会在数控车床中，使用滚珠丝杠螺母副，以尽量减少摩擦力的产生，保证数控机床的传动精度，从而提高数控机床工作时的平稳性。在数控机床中使用预加负荷型的结构，主要是为了能够提高传动的刚度，消除车床内部的间隙，并且齿轮的传动过程中，也要注意使用可以减小齿侧间隙的结构类型。
1.2.4.确定计算机系统的总体方案
在数控机床的控制系统中，主要是由微机、显示器、键盘、步进电机、光电隔离电路以及功率放大电路等组成的，通过键盘操作可以实现对加工程序以及控制命令的执行和传达，显示器可以实时显示出数控机床的加工数据和机床的运行状态等方面的信息。
2.微机数控系统的设计内容
使用微机数控系统对数控系统进行控制时，主要是由硬件和软件两部分控制的。硬件是控制系统的基础部分，严重影响着数控系统中的个性能指标，主要包括：总线、接口、主控制器、外围设备、存储器五部分。
此次改造的经济型微机数控系统是通过步进电机进行驱动的，微机要发出驱动脉冲的命令就必须通过I/O接口，然后在通过光电隔离就可以传送到步进电机中，步进电机中的驱动控制线路负责接收数控车床中控制系统发出的脉冲信号，并将其转换成对步进电机控制时所需的通电和断电信号，保证步进电机的正常运转。丝杠是在步进电机中的转子运转的带动下正常运转的，丝杠正常转动下，就可以带动工作台发生位移。步进电机在正常驱动时，所需的电压和电流都较大，I/O接口输出信号与功率放大器直接相连接的话，会对步进电机产生强电干扰，从而影响计算机程序的正常运行，严重时将损坏计算机的接口电路，因此要在两者之间安装上隔离电路，通常情况下，都是使用光电耦合隔离电路，来保证将电气进行隔离处理。
2.1.控制系统的总功能
在在数控车床的控制系统中，不仅存在着Z向的自动转刀架控制、控制面板控制、键盘显示、螺纹加工、行程控制、伺服运行、复位电路、功放电路、报警电路、隔离电路以及急停电路，还存在X向的。
2.2.CPU和存储器
在数控车床控制系统中，微机的CPU使用的是8031的芯片，8031芯片中没有片内程序存储器的存在，因此需要对外部程序的存储器进行扩展，以满足对数控车床控制的需要。而8031芯片中的数据存储器也只有128字节，也与控制系统的要求相差甚远，因此，不仅对两片2764的程序存储器进行扩展，而且还对1片6264的数据存储器进行了扩展，以满足控制系统的需要。8031芯片中的 是对外部存储器中的数据和地址进行传送的，且 是负责对高八位的地址进行传送的， 是对低八位的数据和地址进行传送的，因此要通过74LS373地址锁存器对低八位的地址进行锁存，ALE可以被当做选通信号使用。
2.3.I/O接口电路
8031中的接口只用部分可以供用户使用， 就可以作为I/O接口被用户使用，但是却不具备输入输出口的功能，不能满足客户对输入输出口的要求，因此，在数控车床的控制系统中，对两片8155的可编程的输入输出接口进行了扩展，且8155中的片选信号 分别于74LS138中的 相连接，以保证控制系统的正常运行。74LS138中的编码器输入端A、B、C分别与8031中的 相连接。
结语：
综上所述，随着我国国民经济的快速增长，普通的机床已经与目前工业领域自动化发展的趋势不相符，且经济性不好，因此需要对普通车床进行改造，将其改造成经济型的数控车床，以提高车床加工领域的自动化水平，促进国民经济的快速发展。
参考文献：
[1]陈艳红.普通车床数控改造及精度分析[D].郑州大学，2009
[2]李明山.基于细长轴类零件加工的普通车床经济型数控化改造[D].西安工业大学，2012
[3]沈为清.经济型数控车床机械传动系统改造中关键部件的设计与选择[J].技术与市场，2010（01）
[4]王建君，朱志前.经济型数控车床改造价值分析[J].怀化师专学报，2010（02）
关键词：普通车床；改造；经济型数控车床；硬件
目前，我国的很多车床生产已经与我国可持续发展的战略不相符，因此很多研究人员以目前我国的普通车床作为基础，对普通车床中机械部分作了改造和完善，并让其与数控系统相配合，因此普通车床就可以被用作于经济型的数控车床。在使用数控车床对零件进行加工时，需要全面地分析零件图，详细的了解零件的结构、技术要求以及尺寸大小，并以此为依据，制定出零件加工所需的工艺流程和路线，随后进行零件加工的编程，数控車床通过计算机的控制就可以自动完成对零件的加工了。
1.普通车床改造成成数控车床的设计方案
1.1.设计内容
以型号为C616的普通车床为例，将其改造成经济型的数控车床，并通过型号是MCS—51的单片机进行控制。普通车床在改造的过程中要有具备切削螺纹功能的自动回转刀架，不仅要在纵向上具备直线插补和圆弧插补的功能，而且还要在横向上具备这两个功能。
1.2.总体改造方案的确定
1.2.1.确定系统运动方式
数控系统以运动方式作为分类原则的话，可以分为：连续控制系统、点位/直线控制系统和点位控制系统三种，改造后的经济型数控车床要具有多种功能，例如定位、暂停、公英制螺纹加工、循环加工以及直线插补等。
1.2.2.伺服系统的选择
在数控车床中，伺服系统又可以分为：闭环控制系统、半闭环控制系统以及开环控制系统三种，在开环控制系统中不存在着反馈电路，也没有检测装置，指令信号都只是单方向的进行传送，开环伺服系统是通过步进电机进行驱动的。由于开环伺服系统在应用的过程中，结构较为简单，需要的资金成本投入较少，调试和维修的程序都较为简单，因此开环伺服系统在经济型数控车床中的应用较为普遍。
1.2.3.确定执行机构的结构和传动方式
为了保证数控系统具备良好的分辨率，在数控机床中一般都使用步进电机，通过齿轮减速之后，再传到丝杠。一般情况下，都会在数控车床中，使用滚珠丝杠螺母副，以尽量减少摩擦力的产生，保证数控机床的传动精度，从而提高数控机床工作时的平稳性。在数控机床中使用预加负荷型的结构，主要是为了能够提高传动的刚度，消除车床内部的间隙，并且齿轮的传动过程中，也要注意使用可以减小齿侧间隙的结构类型。
1.2.4.确定计算机系统的总体方案
在数控机床的控制系统中，主要是由微机、显示器、键盘、步进电机、光电隔离电路以及功率放大电路等组成的，通过键盘操作可以实现对加工程序以及控制命令的执行和传达，显示器可以实时显示出数控机床的加工数据和机床的运行状态等方面的信息。
2.微机数控系统的设计内容
使用微机数控系统对数控系统进行控制时，主要是由硬件和软件两部分控制的。硬件是控制系统的基础部分，严重影响着数控系统中的个性能指标，主要包括：总线、接口、主控制器、外围设备、存储器五部分。
此次改造的经济型微机数控系统是通过步进电机进行驱动的，微机要发出驱动脉冲的命令就必须通过I/O接口，然后在通过光电隔离就可以传送到步进电机中，步进电机中的驱动控制线路负责接收数控车床中控制系统发出的脉冲信号，并将其转换成对步进电机控制时所需的通电和断电信号，保证步进电机的正常运转。丝杠是在步进电机中的转子运转的带动下正常运转的，丝杠正常转动下，就可以带动工作台发生位移。步进电机在正常驱动时，所需的电压和电流都较大，I/O接口输出信号与功率放大器直接相连接的话，会对步进电机产生强电干扰，从而影响计算机程序的正常运行，严重时将损坏计算机的接口电路，因此要在两者之间安装上隔离电路，通常情况下，都是使用光电耦合隔离电路，来保证将电气进行隔离处理。
2.1.控制系统的总功能
在在数控车床的控制系统中，不仅存在着Z向的自动转刀架控制、控制面板控制、键盘显示、螺纹加工、行程控制、伺服运行、复位电路、功放电路、报警电路、隔离电路以及急停电路，还存在X向的。
2.2.CPU和存储器
在数控车床控制系统中，微机的CPU使用的是8031的芯片，8031芯片中没有片内程序存储器的存在，因此需要对外部程序的存储器进行扩展，以满足对数控车床控制的需要。而8031芯片中的数据存储器也只有128字节，也与控制系统的要求相差甚远，因此，不仅对两片2764的程序存储器进行扩展，而且还对1片6264的数据存储器进行了扩展，以满足控制系统的需要。8031芯片中的 是对外部存储器中的数据和地址进行传送的，且 是负责对高八位的地址进行传送的， 是对低八位的数据和地址进行传送的，因此要通过74LS373地址锁存器对低八位的地址进行锁存，ALE可以被当做选通信号使用。
2.3.I/O接口电路
8031中的接口只用部分可以供用户使用， 就可以作为I/O接口被用户使用，但是却不具备输入输出口的功能，不能满足客户对输入输出口的要求，因此，在数控车床的控制系统中，对两片8155的可编程的输入输出接口进行了扩展，且8155中的片选信号 分别于74LS138中的 相连接，以保证控制系统的正常运行。74LS138中的编码器输入端A、B、C分别与8031中的 相连接。
结语：
综上所述，随着我国国民经济的快速增长，普通的机床已经与目前工业领域自动化发展的趋势不相符，且经济性不好，因此需要对普通车床进行改造，将其改造成经济型的数控车床，以提高车床加工领域的自动化水平，促进国民经济的快速发展。
参考文献：
[1]陈艳红.普通车床数控改造及精度分析[D].郑州大学，2009
[2]李明山.基于细长轴类零件加工的普通车床经济型数控化改造[D].西安工业大学，2012
[3]沈为清.经济型数控车床机械传动系统改造中关键部件的设计与选择[J].技术与市场，2010（01）
[4]王建君，朱志前.经济型数控车床改造价值分析[J].怀化师专学报，2010（02）