圖1 C616A車床結構示意圖

　　具體方法是：與普通數控車床改造的不同在于：將原來車床刀架(或電動刀架)更換為動力銑頭垄懂，用來夾持各類柄(棒)狀銑刀，動力銑頭的主軸軸線與車床中心線等高且垂直(也可轉動90⁰與車床中心線平行)痛垛。

　　在C616A車床主軸箱的Ⅺ軸左端部位食召，拆除原車床中連接Ⅺ軸贩普、Ⅻ軸的齒輪(Z＝100)，用FWl60型萬能分度頭與Ⅺ軸左端連接付杰，選用另一步進電機(與X向步進電機技術參數相同研脸，t＝5mm叨连，位移控制精度為0．005 mm)為Y向步進電機與FWl60型萬能分度頭輸入蝸桿連接，因此口愁，可以實現車床主軸Ⅵ的旋轉控制(此時使車床主軸Ⅵ處于空擋位置)耿逐。FWl60型萬能分度頭和Y向步進電機安裝在鑄鐵支架上。移開鑄鐵支架鸿挠，裝上Z＝100的齒輪醇舶，就可恢復普通車床原主軸箱與進給運動的傳動連接。主軸的旋轉運動即由第2套二軸聯動的數控子系統(tǒng)進行控制宋梧。該數控子系統(tǒng)由數控主系統(tǒng)的發(fā)信指令控制啟動運行匣沼。2套數控系統(tǒng)最好相同，以方便加工編程和數控加工的同步進行捂龄。

　　Y向步進電機與分度頭的輸入蝸桿直接連接释涛，選擇分度頭的傳動比為i＝1：40，Y向步進電機轉動1轉倦沧，帶動分度頭主軸轉動1／40轉唇撬，Y向步進電機轉動40轉，可帶動分度頭主軸轉動1轉展融。而由車床主軸傳動系統(tǒng)(見圖1)可知窖认，分度頭主軸轉動1轉，帶動車床主軸轉動1轉告希。

　　在數控車床X向的運行控制中扑浸，X向步進電機與橫向滾珠絲杠直接連接，當給定t＝5 mm的運行長度時燕偶，滾珠絲杠轉動1轉喝噪，X向步進電機也轉動1轉。當給定Y向運行長度Ly＝5×40＝200mm時摆螟，可以控制Y向步進電機轉動40轉期第，即控制車床主軸轉動1轉，以實現對工件的旋轉控制蒜恶。另外绅鉴，從《機修手冊》查得，C616A車床主軸傳動鏈中厉源，可調整離合器彈簧的松緊以得到不同的極限壓力傳遞切削動力既蛙。

　　經上述改造后的C616A車床，具有三坐標聯動和任意2套二坐標聯動的功能豆蝠。

2 控制系統(tǒng)的改造

　　控制系統(tǒng)的核心采用美國TI公司的電機控制專用DSP微處理器芯片TMS320F240蓖社。它具有高性能的DSP內核和豐富的微控制器外設功能，已成為MCS-51等傳統(tǒng)的微控制系統(tǒng)和昂貴的多片設計的一種廉價的替代產品赛羡。與其他方案相比衍止，它不但具有高速信號處理和數字控制功能哗蛋，而且為步進電機和其他電機控制應用提供了單片解決方案所必需的外圍設備。

2.1   DSP TMS320F控制系統(tǒng)的實現                                    

　　DSP TMS320F240主要由CPU（20MIPS的高速運算能力）园担、544×16的片內RAM届谈、16K×16FLASHEEPROM、事件管理器弯汰、片內外圍接口模塊（EMIF）等幾部分組成艰山。具有電機控制的獨特資源有：通用定時器、12路PWM脈寬調制輸出咏闪，2路10位8通道A/D轉換器曙搬、SPI和SCI:同步串行外設接口、看門狗（WATCHDOG）與實時中斷定時器(RTI)鸽嫂。由于數控系統(tǒng)高速度和高精度的要求纵装，選用12bits串行D/A轉換器TLV5616,該器件帶有靈活的4線串行接口，可以無縫連接F240串行口据某，采用12bits并行A/D轉換器橡娄，采集受控對象的輸出并傳送給F240,F240根據控制算法實時準確地修正控制輸入。由于TMS320F240 的內部存儲器不能滿足需要癣籽，必須進行擴展挽唉，將程序存儲器擴展為64K×16的SRAM存放零件加工程序,數據存儲器擴展為64K×16的FLASH ROM存放系統(tǒng)程序。

　　用DSP TMS320F240實現的C616A車床控制系統(tǒng)結構框圖如圖2所示才避，整個車床的DSP硬件路結構原理圖如圖3所示

圖2  DSP控制系統(tǒng)結構框圖

圖3  DSP車床控制系統(tǒng)硬件原理框圖

2.2 車銑多功能加工的數控原理

　　經過上述的數控改造后咱茂，數控主系統(tǒng)可以控制Z向掰废、X向運動的運行棕优；也可以與數控子系統(tǒng)串聯，同時實現控制與Y向運動的聯動運行(數控子系統(tǒng)Y向由數控主系統(tǒng)的發(fā)信指令控制啟動運行)敢添。數控主系統(tǒng)與子系統(tǒng)的聯動加工流程控制如圖4所示佣虑。

圖4 主、子數控系統(tǒng)聯動加工流程圖

3 結束語

　　采用該方法對我院數控中心的經濟型車床C616A進行了改造季训，實現了在一個車床上可以進行一定的數控車弧定、銑、削等多功能的加工肝庸∥澹可以進行的加工主要有：軸類零件上的等分或不等分平面；軸類零件上的各類鍵槽吓死；銑削加工絲杠渴甜；銑削軸類零件端面的溝槽及凸輪型面；車削加工軸類零件普晌；拋磨加工軸類零件顶猜。另外沧奴，DSP系統(tǒng)的優(yōu)良性能保證了數控伺服系統(tǒng)控制的高精度、高穩(wěn)定性长窄、高速度滔吠，實踐證明，大大提高了零件加工的精度挠日，拓展了數控車床的加工范圍和質量疮绷，具有很強的實用性。