车床数控改造，不言而喻数控系统和驱动电路的设计应用是重中之重。 两者直接决定了车床数控改造能否达到改造目的和正常高效使用。 探讨两者的设计运用具有很高的研究实用价值。
1 车床数控系统设计
图 1 数控系统简易框架图
1.1 数控系统的组成及工作原理
车床数控运行的控制系统就叫做车床数控系统。
1.1.1 数控系统组成。 数控系统和控制介质、伺服系统、位置反馈系统、车床共同组成数控车床。 数控系统笼统来讲，一般可分为硬件数控系统和计算机数控系统。 硬件数控系统不难理解，就是车床数控系统的硬件载体部分。 计算机数控系统在硬件数控系统基础上发展成形， 简单说计算机数控系统就是一种包含计算机在内的数控系统， 相较硬件数控系统具有随时可以通过软件来更改扩充功能的优势。 数控系统主要由输入装置、存储器、控制器、运算器、输出装置和完整处理数控加工软件组成。
1.1.2 数控系统工作原理 。 当车 床开始运行 ，数控系统开始接收由穿孔带、阅读机、磁盘、键盘等代码信息的输入，进行识别译码后储存到指定存储区， 以此作为控制与运算车床工作的原始数据。 数控系统贯穿车床工作运行始终。
1.2 数控系统的设计方向
1.2.1 高速高效化。 以车床加工高速高效化为原则 ，努力提高数控系统的效率， 降低成本， 促进数控车床高速高效化发展。
1.2.2 高精度。 机械加工的高精度要求在车床加工当中不断被强调，说明车床加工产品高精度的重要性，当前机械制造工业产品精度从微米级要求到亚微米级要求， 再到纳米级精度需求，需要数控系统不断的提高车床数控精度。
1.2.3 高可靠性。 车床数控系统作为控制方 ，其可靠性必须要高于作为被控对象的车床至少一个数量级。 保证车床数控系统的适度可靠性， 对于全天候工作的自动化车床加工具有重大意义。
1.2.4 模块专门化。 数控车床具有多样，小批量等特点，实现数控系统功能的模块化专门化， 能显著提高和优化数控车床的性价比。
1.2.5 智能化。 数控系统智能化包括为提升效率和质量方面的智能化，为提高性能连接方便快捷方面的智能化，为简化编程操作方面的智能化，为系统诊断监控方面的智能化。
1.2.6 柔性集成化。 数控系统柔性化就是努力将数控系统的点、线数控方式向面和整体数控方式发展。 数控系统集成化就是数控系统的软件设施设备及应用性经济性的综合性设计集成发展。
1.2.7 开放性。 数控车床加工产品的需求多变性 ，数控系统也应适应数控进线、联网、普及、个性化、多品种、小批量、柔性化等发展需求，加大设计生产开放式的数控系统力度。
1.3 数控系统的选择
车床数控系统设计需要具体实践来证明其自身实用价值，数控系统的选择是数控系统设计的最终效益效果的关键。 数控系统的选择应具有一定的标准和原则保障。 首先数控系统应具备良好性价比、较高可靠性功能性，以及优质的售后市场服务供应。 其次，一套数控系统的使用寿命可以达到 8 年，但是随着科技技术的飞跃式发展， 大多数的较高端数控系统制造基本 5 年甚至更短时间内就会出现新产品。 要求数控系统的使用更换和生产更换速度步调一致不符合车床数控加工发展需求且不够现实。这就要求数控系统需要具备可级可拓宽功能作用的条件。这对数控车床使用消费者而言意义重大。 最后，在数控系统的选用上尽量选用现成的数控系统作少量的适应性改动或配接， 而不必整体更换。 这不仅能实现经济成本节约，同时能够有效最小化数控系统更换交接带来的生产问题。
数控系统的选择具有多方案性， 可以全部自行设计制作，当然也可以采用 STD 模块改制，单片机改制等。模块化，开放式，多 CPU 数控系统是数控系统今后的发展大致方向。 在数控系统选择中，除了要考虑到各微处理器并行工作，提高系统的执行速度，分散软件职能，实现各环境多任务处理等功能目的外，要有机结合企业条件，社会经济环境等内外部因素，从宏观角度努力实现数控系统及数控系统选择的最优化。
2 车床驱动电路设计
2.1 驱动电路组成及意义
位于主电路和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路，称为驱动电路。 数控车床驱动电路就是驱动车床步进机电工作的电气动力的驱动电路。 数控车床驱动电路主要包括整流桥，三端稳压器，集成可调脉宽调节器，定时器，恒流斩波管，开关管，步进电机一相定子绕组等。 步进电机是数控系统的执行元件,步进电机需要专用电源供给输入电脉冲,脉冲输入引起步进电机步距角移动,再把脉冲信号转变成位移执行的元件。 电量供应是车床加工工作的动力源，是数控车床加工工作的前提条件，是数控系统及车床正常运行工作的保障。 依照科学发展指导原则进行数控车床的驱动电路设计， 是实现车床数控改造的重要内容。
2.2 驱动电路的设计
车床数控驱动电路最基本任务，就是将反馈信号按照其控制目标的要求，转换为可以使车床数控使开通或关断的信号。 对半控型驱动只需提供开通控制信号， 对全控型驱动既需要提供控制开通信号，又要提供控制关断信号，以保证车床数控加工运行的需求可靠导通或关断,这是车床数控驱动电路设计的目的，也是进行设计实施的行为准则。 车床数控驱动电路通常设计详细见图 2。
图 2 驱动电路设计图
3 结束语
在车床数控改造当中，有很多现实问题需要解决，其中，数控系统和驱动电路的设计应用时关键难点所在， 同时二者对车床成功数控改造和数控运行加工有着重大的决定性意义。 以科学发展观为指导，注重实践经验积累，不断的研究和探索更优化的数控系统及驱动电路设计， 是实现机械制造全面数控化的重要一步，意义重大。
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本文标题：车床数控系统和驱动电路设计
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