??0.01mm/脉冲，由式fmaxf?vmaxf60?求出电动机对应的运行频率
fmaxf?800/(60?0.01)Hz?1333Hz。在此频率下，电动机的输出转矩
Tmaxf?17N?m，远远大于最大工作负载转矩Teq2?1.78N?m，满足要求。
2）最快空载移动时电动机输出转矩校核
任务书给定纵向最快空载移动速度vmax?6000mm/min，由式
fmax?vmax60?，求出电动机对应的运行频率
fmax?6000/(60?0.01)Hz?10000Hz。查表得，此频率下，电动机的
输出转矩Tmax?3.8N?m，大于快速空载起动时负载转矩
Teq1?2.82N?m，满足要求。
3）最快空载移动时电动机运行频率校核
最快空载移动速度vmax?6000mm/min，对应的电动机运行频率fmax?10000Hz。查表可知130BYG550的极限运行频率为
20000Hz，可见没有超出上限。
4）起动频率的计算
已知电动机转轴上的总转动惯量Jeq?57.55kg?cm2，电动机转子自身的转动惯量Jm?33kg?cm2，查表可知电动机转轴不带任何负载时最高空载起动频率fq?1800Hz。由式fL?fq1?Jeq/Jm，可
以求出步进电动机克服惯性负载的起动频率为：fL?1087Hz，上式说明，要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于1087Hz。实际上，在采用软件升降频率时，起动频率选得很低，通常只有100Hz(即100脉冲/s)。
综上所述，纵向进给系统选用130BYG550步进电动机，可以满足要求。
4.6同步带传递效率的校核
分两种工作情况，分别进行校核。
（1）快速空载起动
电动机从静止到加速至nm?1200r/min，由式（4-5）可知，同步带传递的负载转矩Teq1?2.82N?m，传递的功率为
P?nmTeq1/9.55?1200?2.82/9.55W?354.3W。
（2）最大工作负载、最快工进速度
由式（4-7）可知，带需要传递的最大工作负载转矩
Teq2?1.78N?m，任务书给定最快工进速度vmaxf?800mm/min，对应电动机转速nmaxf?(vmaxf/?z)?/360?160r/min。传递的功率为
P?Teq2/9.55?160?1.78/9.55W?29.8W。
可见，两种情况下同步带传递的负载功率均小于带的额定功率
0.697kW。因此，选择的同步带功率合格。
第五节 绘制进给传动机构的装配图
在完成滚珠丝杠螺母副和步进电机的计算选型后可以着手绘制进给伺服系统的机械装配图。在绘制机械装配图时，还应认真的考虑与具体结构设计有关的一些问题。
（1）了解原机床的详细结构，从有关资料中查阅床身、纵溜板、横溜板、刀架等的结构尺寸。
（2）根据载荷特点和支承形式确定丝杠两端支承轴承的型号，轴承座的结构以及轴承预紧和调节方式，确定齿轮轴支承轴承的型号。 （3）考虑各部件之间的定位、联接和调整方法。箱上的联接与定位等。
（4）考虑密封、防护、润滑以及安全机构等问题。
（5）在进行各零部件结构设计时，应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保证安装、调试和拆卸的方便。
第六节 控制系统硬件电路设计
根据任务书的要求，设计控制系统的硬件电路时主要考虑以下功能：
1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9）
接收键盘数据，控制LED显示； 接收操作面板的开关与按钮信号； 接收车床限位开关信号； 接收螺纹编码器信号；
接收电动卡盘夹紧信号与电动刀架刀位信号； 控制X、Z向步进电动机的驱动器； 控制主轴正转、反转与停止；
控制多速电动机，实现主轴有级变速； 控制交流变频器，实现主轴无级变速；
10） 控制切削液泵起动/停止； 11） 控制电动卡盘的夹紧与松开； 12） 控制电动刀架的自动选刀； 13） 与PC机的串行通信。 图（2）为控制系统的原理框图。
CPU选用ATMEL公司的8位单片机AT89S52；由于AT89S52本身资源有限，所以扩展了一片EPROM芯片W27C512用做程序存储器，存放系统底层程序；扩展了一片SRAM芯片6264用做数据存储器，存放用户程序；键盘与LED显示采用8279来管理；输入/输出口的扩展选用了并行接口8255芯片，一些进/出的信号均做了隔离放大；模拟电压的输出借助于DAC0832;与PC机的串行通信经过MAX233芯片。
数控系统的操作面板布置如图（1）所示。面板设置了48个微动按钮，三个船形开关，一只急停按钮，显示器包括1组数码管和
7只发光二极管。
第七节 步进电动机驱动电源的选用
本例中X向步进电动机的型号为110BYG5802,Z向步进电动机的型号为30BYG5501。两种电动机除了外形尺寸、步距角和输出转矩不同外，电气参数基本相同，均为5相混合式，5线输出，电动机供电电压DC120~310V，电流5安。这样，两台电动机的驱动电源可用同一型号。在此，选择科林数控科技有限责任公司生产的五相混合式调频调压型步进驱动器，型号为BD5A。
现在很多企业为了生存和发展，不断地提高机床的数控化率是必要的。需要进行数控改造的设备一般包括传统机床及近期从国外引进，因存在问题而不能投产的机床设备和生产线。我们高新重型机床，在机床数字化控制和改造方面有独特的心得和实际经验。在普通机床恢复精度改造成高效的数控机床方面做了大量的工作。现为了更好的服务客户，我们总结了有关机床数控改造的知识供大家参考。
一、数控改造的容
机床与生产线的数控改造主要容有：(1)恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；(2) NC化，在普通机床上加数显装置或加数控系统；(3)翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精
CA6140普通车床数控化改造设计
