車床數控改造，不言而喻數控系統和驅動電路的設計應用是重中之重。 兩者直接決定了車床數控改造能否達到改造目的和正常高效使用。 探討兩者的設計運用具有很高的研究實用價值。

1 車床數控系統設計

圖 1 數控系統簡易框架圖

　　1.1 數控系統的組成及工作原理

　　車床數控運行的控制系統就叫做車床數控系統。

　　1.1.1 數控系統組成。 數控系統和控制介質、伺服系統、位置反饋系統、車床共同組成數控車床。 數控系統籠統來講，一般可分為硬件數控系統和計算機數控系統。 硬件數控系統不難理解，就是車床數控系統的硬件載體部分。 計算機數控系統在硬件數控系統基礎上發展成形， 簡單說計算機數控系統就是一種包含計算機在內的數控系統， 相較硬件數控系統具有隨時可以通過軟件來更改擴充功能的優勢。 數控系統主要由輸入裝置、存儲器、控制器、運算器、輸出裝置和完整處理數控加工軟件組成。

　　1.1.2 數控系統工作原理 。 當車 床開始運行 ，數控系統開始接收由穿孔帶、閱讀機、磁盤、鍵盤等代碼信息的輸入，進行識別譯碼后儲存到指定存儲區， 以此作為控制與運算車床工作的原始數據。 數控系統貫穿車床工作運行始終。

　　1.2 數控系統的設計方向

　　1.2.1 高速高效化。 以車床加工高速高效化為原則 ，努力提高數控系統的效率， 降低成本， 促進數控車床高速高效化發展。

　　1.2.2 高精度。 機械加工的高精度要求在車床加工當中不斷被強調，說明車床加工產品高精度的重要性，當前機械制造工業產品精度從微米級要求到亞微米級要求， 再到納米級精度需求，需要數控系統不斷的提高車床數控精度。

　　1.2.3 高可靠性。 車床數控系統作為控制方 ，其可靠性必須要高于作為被控對象的車床至少一個數量級。 保證車床數控系統的適度可靠性， 對于全天候工作的自動化車床加工具有重大意義。

　　1.2.4 模塊專門化。 數控車床具有多樣，小批量等特點，實現數控系統功能的模塊化專門化， 能顯著提高和優化數控車床的性價比。

　　1.2.5 智能化。 數控系統智能化包括為提升效率和質量方面的智能化，為提高性能連接方便快捷方面的智能化，為簡化編程操作方面的智能化，為系統診斷監控方面的智能化。

　　1.2.6 柔性集成化。 數控系統柔性化就是努力將數控系統的點、線數控方式向面和整體數控方式發展。 數控系統集成化就是數控系統的軟件設施設備及應用性經濟性的綜合性設計集成發展。

　　1.2.7 開放性。 數控車床加工產品的需求多變性 ，數控系統也應適應數控進線、聯網、普及、個性化、多品種、小批量、柔性化等發展需求，加大設計生產開放式的數控系統力度。

　　1.3 數控系統的選擇

　　車床數控系統設計需要具體實踐來證明其自身實用價值，數控系統的選擇是數控系統設計的最終效益效果的關鍵。 數控系統的選擇應具有一定的標準和原則保障。 首先數控系統應具備良好性價比、較高可靠性功能性，以及優質的售后市場服務供應。 其次，一套數控系統的使用壽命可以達到 8 年，但是隨著科技技術的飛躍式發展， 大多數的較高端數控系統制造基本 5 年甚至更短時間內就會出現新產品。 要求數控系統的使用更換和生產更換速度步調一致不符合車床數控加工發展需求且不夠現實。這就要求數控系統需要具備可級可拓寬功能作用的條件。這對數控車床使用消費者而言意義重大。 最后，在數控系統的選用上盡量選用現成的數控系統作少量的適應性改動或配接， 而不必整體更換。 這不僅能實現經濟成本節約，同時能夠有效最小化數控系統更換交接帶來的生產問題。

　　數控系統的選擇具有多方案性， 可以全部自行設計制作，當然也可以采用 STD 模塊改制，單片機改制等。模塊化，開放式，多 CPU 數控系統是數控系統今后的發展大致方向。 在數控系統選擇中，除了要考慮到各微處理器并行工作，提高系統的執行速度，分散軟件職能，實現各環境多任務處理等功能目的外，要有機結合企業條件，社會經濟環境等內外部因素，從宏觀角度努力實現數控系統及數控系統選擇的最優化。

2 車床驅動電路設計

　　2.1 驅動電路組成及意義

　　位于主電路和控制電路之間，用來對控制電路的信號進行放大的中間電路，稱為驅動電路。 數控車床驅動電路就是驅動車床步進機電工作的電氣動力的驅動電路。 數控車床驅動電路主要包括整流橋，三端穩壓器，集成可調脈寬調節器，定時器，恒流斬波管，開關管，步進電機一相定子繞組等。 步進電機是數控系統的執行元件,步進電機需要專用電源供給輸入電脈沖,脈沖輸入引起步進電機步距角移動,再把脈沖信號轉變成位移執行的元件。 電量供應是車床加工工作的動力源，是數控車床加工工作的前提條件，是數控系統及車床正常運行工作的保障。 依照科學發展指導原則進行數控車床的驅動電路設計， 是實現車床數控改造的重要內容。

　　2.2 驅動電路的設計

　　車床數控驅動電路最基本任務，就是將反饋信號按照其控制目標的要求，轉換為可以使車床數控使開通或關斷的信號。 對半控型驅動只需提供開通控制信號， 對全控型驅動既需要提供控制開通信號，又要提供控制關斷信號，以保證車床數控加工運行的需求可靠導通或關斷,這是車床數控驅動電路設計的目的，也是進行設計實施的行為準則。 車床數控驅動電路通常設計詳細見圖 2。

圖 2 驅動電路設計圖

3 結束語

　　在車床數控改造當中，有很多現實問題需要解決，其中，數控系統和驅動電路的設計應用時關鍵難點所在， 同時二者對車床成功數控改造和數控運行加工有著重大的決定性意義。 以科學發展觀為指導，注重實踐經驗積累，不斷的研究和探索更優化的數控系統及驅動電路設計， 是實現機械制造全面數控化的重要一步，意義重大。

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本文標題：車床數控系統和驅動電路設計

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