目录 第一章绪论- 3 - 数控技术和装备发展趋势- 3 - 第二章数控机床系统总体设计- 8 - 一总体方案设计内容- 8 - 二总体方案确定- 8 - 第三章进给系统设计计算- 10 - 一选择脉冲当量- 10 - 二计算切削力- 10 - 三滚珠丝杠螺母副的计算和选型- 11 - 四齿轮进给齿轮箱传动比计算- 20 - 五步进电机的计算和选型- 21 - 第四章微机数控系统的设计- 26 - 一微机数控系统的设计纲要- 26 - [一]硬件电路设计- 26 - [二]软件电路设计- 27 - 二8031单片机及其扩展- 27 - [一] 8031单片机的简介- 27 - [二] 8031单片机的系统扩展- 28 - [三]存储器扩展- 30 - [四] I/O口的扩展- 31 - 三步进电机驱动电路- 32 - [一]脉冲分配器（环行分配器） - 32 - [二]光电隔离电路- 33 - [三]功率放大器- 33 - [四]其他辅助电路- 34 - 四数控系统的软件设计- 35 - [一]软件脉冲分配器- 35 - [二]逐点比较法插补程序- 37 - [三]步进电机升降速软件设计- 38 - 第五章数控机床零件加工程序- 40 - 第六章总结与展望- 41 - 一选择脉冲当量 脉冲当量是衡量数控机床加工精度的一个基本技术参数。经济型数控车床、铣床常采用的脉冲当量是0.01~0.005mm/step。 根据机床精度要求确定脉冲当量： 纵向：0.01mm/step,横向：0.005mm/step(半径) 第二章数控机床系统总体设计 一总体方案设计内容 接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电气部分进行设计。 机床数控系统总体方案的拟定包括以下内容：系统运动方式的确定、伺服系统的选择、执行机构的结构及传动方式的确定，计算机系统的选择等内容。 一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析、比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。 一、系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。 二、控制方式的选择 系统可分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。 经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。开环控制系统中，没有检测反馈装置，数控装置发出的信号的流程是单向的，也正是由于信号的单向流程，它对机床移动部件的实际位置不做检测，所以机床加工精度要求不太高，其精度主要取决于伺服系统的性能。开环伺服系统主要由步进电机驱动。这类机床工作比较稳定，反应迅速，调试和维修都比较简单。 二总体方案确定 （1）、系统的运动方式伺服系统的选择 由于改造后的经济型数控机床应具备定位，直线插补，顺、逆圆弧插补，暂停，循环加工，公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑达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，采用步进电机开环控制系统。 （2）、数控系统 根据机床要求，采用8位微机。由于MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰性强，具有很高的性能价格比等特点，决定采用MCS-51系列的8031单片机扩展系统。 控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路等组成，系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。