直流伺服半闭环控制，采用三坐标2.5轴联动数控装置，整个改造方案如图1-4

12111098765432数控装置1 图1-4 总体改造方案示意图

1、3、4---伞齿轮 2、7、10---直流伺服电机 5、8、11—滚珠丝杠 6、9、12---滚珠丝杠螺母

图1-5 数控改造设计总图

二：普通铣床的数控化进给系统的设计

减少数控进给系统的中间环节，采用步进电机+刚性联轴器+滚珠螺母丝杠的传动方案。并进行计算安装。

三：普通铣床的数控化系统软件结构的设计

CNC装置是一个机床计算机控制系统，其数控软件必须完成管理和控制两种不同性质的任务。

数控系统的管理系统是实现CNC系统协调工作的主体，它管理着数控加工程

序从输入、预处理，到插补运算以及位置控制和输入、输出的全过程，并管理着系统参数设置，刀具参数设置，数控加工程序的编辑，数据的输入、输出及在各种机床运行方式下操作员的操作处理等各种人机交互过程。除此之外，先进的数控系统的管理程序还能适时运行诊断模块以便及时判断和消除故障，并能进行通信、联网等功能的管理。

1.数控系统软件功能的实现

数控系统的各功能分别由不同的软件来实现。一般数控系统软件主要由以下几部分组成：系统总控程序，零件程序的输入输出管理程序，译码程序，零件加工程序编辑程序，机床手动控制程序，零件加工程序的解释执行程序，伺服控制及开关控制程序和系统自检程序。

（1）系统总控程序

系统总控程序是系统软件的主循环程序。数控系统加电以后便进入这部分程序运行。其基本结构如图3-1所示，它由

四部分组成：

1）初始化部分 当CNC系统上电或重新复位时，首先需要进行一些必要的初始化处理。

2）接收命令环节 它的使命是接收操作者的命令，若不是命令则循环等待。

3）命令分析 它的任务是把从键盘上接收的命令进行分析，引导到执行该命令的相应处理程序。

4）返回环节 它的任务是执行了命 图3-1 系统总控程序结构图 令处理程序后，返回到管理程序接收命令环节，使系统处于等待新的操作状态。

（2）输入输出管理程序

输入程序主要完成两个任务，一个是从光电阅读机和键盘输入零件加工源零件程序储存器；另一个是从零件程序储存器中把零件程序送入缓冲区中，以便加工时使用。无论是那种途径输入的零

件程序去译码之前都必须经过相应的缓冲器，如图3-2。零件程序缓冲器接收来自阅读机或零件程序储存器的程序段。当正常加工时，译码程序从这里取出程序段。当从MDI键盘输入程序段时，程序段被存入MDI缓冲器中，此时译码程序则从MDI缓冲器取出程序段。 图3-2 输入输出管理程序

输出程序较为简单，它的功能是将调试成功的零件程序存入磁盘、磁带、或穿孔输出，以便长期保存。

（3）译码程序

数据段送入零件程序储存器后，由程序将输入的零件程序数据段翻译成本系统能识别的语言。一个数据段从输入到传送至插补工作寄存器需要以下几个环节，如图3-3。

图3-3 译码程序

译码程序将零件程序的源程序进行词法和语法分析，发现可能的词法或语法错误，如无错误，则对程序段的语义，即它能产生的动作进行分析；识别程序段所规定的G、M、S、T等功能，将它们翻译成内部表示形式存放在结构信息表中，供执行使用。

（4）零件加工程序的编辑程序

编辑程序实际上是一个键盘命令处理程序，它与键盘输入通常成为一体，既可以用来从键盘输入新的零件加工程序，也可以用来对已经存储在零件程序储存器中的零件加工程序进行编辑和修改。常用的编辑功能包括插入、删除、查找、移动等。

（5）机床手工控制程序

机床手工控制程序是一个对操作面板和键盘来的命令进行扫描的程序。它不断地读取操作面板和键盘地输入信息，分析识别输入地命令并进行相应地处理。

这部分程序提供了在手动调整状态下通过机床操作面板控制动作地功能。机床手动调整动作包括：各坐标轴地运动、主轴运动、刀架的转位、冷却泵的开停等。

（6）插补运算程序

插补运算程序是根据建立的插补数学模型而编制的运算处理程序，常用的脉冲增量插补方法有逐电比较法和数字积分法等。通过运行插补程序，生成控制数控机床各轴运动的脉冲分配规律。采用数据采样插补时，则是生成各轴位置增量，该位置增量用数值表示。 （7）伺服控制程序

伺服控制程序是插补程序每次运行后的结构，通过适当的运算后直接输出控制执行元件的程序。当一个数据段开始插补加工时，系统控制程序还要准备下一个数据段的读入、读码、数据处理等。 （8）系统字行自检程序

在主控程序空闲时（如延时），可以安排CPU执行预防性诊断程序，或对尚未执行程序段的输入数据进行预处理。诊断程序控制CNC系统各个硬件功能的正确性，指示可能存在的故障的位置与性质，它的存在有助于操作人员定位故障部位，缩短系统维护时间，提高系统的可靠性。

2．数控系统的软件设计 本软件采用模块化设计，共分为：系统初始化模块、工作方式选择模块、机床控制模块、命令处理模块、中断处理模块等。

2.1系统初始化

系统初始化包括：工作单元初始化，中断延时初始化，系统诊断，数据区初始化，电源有无检查等。该模块程序框图

为

图

3-4

。

图3-4 系统初始化程序框图

2.2 工作方式选择

工作方式选择包括：手动，自动，单段运行，单步运行，编辑等。该模块程序框图为图3-5。