摘要:数控机床是现代工业生产中重要的组成部分，其一般由机床本体、数控装置和相应的伺服机构组成。数控装置是数控机床的核心，主要由处理器、存储装置、输入输出装置组成，其功能在于接收加工代码并加以解析计算，控制伺服机构工作以达到控制机床进行加工的目的。伺服机构则是机床的动力系统，接收数控装置的电信号来进行运动，通过传动装置来控制机床完成相应的动作。

在本次设计中，使用单片机作为数控系统的控制器，通过接收上位机传来的数据，控制电机伺服器工作来实现雕铣过程。本次设计的机床为开环控制数控机床，其控制系统没有位置检测原件，伺服驱动部分为反应式步进电机，数控系统每发出一个步进指令，驱动电路便驱动步进电机旋转一个角度，带动丝杆进行旋转，通过丝杆的螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数来决定的。也就是说，该机床中信息流是单向的，即脉冲发出去之后，实际的移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。

关键词：数控机床；单片机；电机伺服器

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景与意义-1

1.2 数控机床的发展前景与趋势-1

1.3 本设计主要工作-2

2 系统硬件设计-3

2.1 系统总体设计-3

2.2 主控制模块-3

2.3 cnc shield模块-4

2.4 步进电机驱动模块-5

2.5 步进电机-7

2.6 雕铣机刀头-8

2.5.1 刀头选择-8

2.5.2 继电器模块-8

3 开发环境-10

3.1 Arduino-10

3.2 Arduino开发环境-10

3.3 Arduino语言-11

3.4 数控程序编程-11

4 软件设计-13

4.1 系统主程序流程图-13

4.2 步进电机控制程序设计-14

5 调试过程-15

结    论-19

参 考 文 献-20

附录A 部分程序代码-21

附录B 产品图片-25

附录C Arduino UNO原理图-26

致    谢-27