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数控系统上电后，系统的各个部分可能处于随机状态，必须用初始化程序自动地完
成对CPU及其有关接口设置工作状态。对有关寄存器、存储单元设置初始值后，系统才能开始工作。图4-14是初始化程序设计的一般过程。
8.用户程序的输入处理程序
输入处理程序的任务是接收用户的零件加工程序，并将它转换为便于在加工过程中处理的数据形式。这样，在加工过程中只做实时性强的插补运算和控制调节等工作，从而提高系统的速度和精度。
输入处理程序将数控程序由键盘输入，逐行存于内存中。这个存储区叫源程序区，一个字母存于一个字节中，每一个数（BCD码0～9）都占一个字节。在加工时，控制软件将数控语句从N到LF将程序段读入到控制软件的工作区，工作区内各单元都对应一个代码和坐标单元，并且在读入程序过程中对数据进行十翻二处理。
9.零件程序的编辑和修改
当零件程序输入结束后，数据经输入处理程序存放到固定的数据区。为了保证输入数据的正确性，必须对数据进行检查，有错的进行修改、删除或插入等编辑工作。一般系统可以存储多个用户程序，每个程序前都加入一个程序号，以便编辑运行时检索。编辑修改程序由检索命令启动后，输入需检索的程序号，这时编辑修改程序就在零件程序中检索程序，并显示该程序，发现错误则进行修改，如删除、插入、改正、复制等工作。图4-16是编辑修改子程序框图。
（1）诊断程序
在绝大多数的CNC系统中，都配有一定规模的诊断程序，这也是CNC系统的一个重要特点。有了较完善的诊断程序（如存储器诊断，定时器、中断及可编程I/O的诊断等），就可以防止故障的发生和扩大，就是在出现故障时也可以及早查明故障类型及部位，以便迅速排除，减少停机时间。
（2）RAM的诊断
数控系统的监控程序固化在EPROM中，一般不会出错，但使用时间一长，也不能保证不出问题。当EPROM的窗口没封装好或者处于各种放射线的环境中，均有可能使EPROM中的信息发生变化，从而使系统运行不正常。EPROM中的故障常用“校验和”来诊断。“校验和”有两种方法：加法和，异或和。对程序块所有单元求校验和，并将和与原校验和值比较看是否相同，若相同则ROM正常，否则有故障。附录8-8a）是用8031指令
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编写的异或校验和程序，对0100H～0BFFFH的内容进行校验。0BFFFH中是原校验和。执行诊断程序后，若累加器中的内容不为零，则EPROM中有错。
（3）RAM的诊断
RAM存储器用于存储用户程序和数据。RAM的诊断有两种方法：破坏性诊断和非破坏性诊断。破坏性诊断是将一定的数据写入，然后再读出看是否相同，这样原数据就破坏掉了。非破坏性诊断是将原数据读出并保留副本，求反，写入，再读出求反，与原副本比较是否相同。附录8-8b）是对2000H～3FFFH进行诊断的测试程序。
（4）定时器的诊断
定时器在数控系统中占有重要的位置，在插补等很多功能中要用到定时/计数器，因此对定时器进行诊断显得非常重要。对定时器诊断一般采用定时方式运行，如能按时溢出，置位溢出标志，就可以基本上诊断无故障。附录8-8c）是8031的定时器T0诊断程序。 F0=0为通过，F0=1为有问题。
（5）急停程序
由于机床运动过程中的停止是任意时间，所以采用外部中断INT1来实现，这样减轻了CPU的负荷。本系统的外部中断采用低电平触发方式，用开关来实现。
（6）移动部件超界报警程序
机床运动可能超过规定行程，而损坏机床部件，为了安全可靠，对于一些重要参数，应具有上下限检查和报警功能。其方法是把采样并经过数据处理的参数，与上下限给定值进行比较，当确信已经超限后，进行声光报警，以便提醒操作人员，并采用相应干预措。数控车床只有X、Z两轴，设两个参数的采样值X1，X2分存放以SAMP为首地址的内存单元中，X1需上下限报警，X2需上限报警，3个上下限值MAX1，MIN1和MAX2分别存于30H～32H内存RAM中。
（7）键盘及显示程序
键盘处理及显示程序设计，是根据硬件结构而定的。硬件结构要求同时显示X轴和Z轴的坐标值：由8279进行键盘处理和显示X轴的坐标值，而由8255显示Z轴的坐标值。键盘的定义与识别是在一定的键盘扫描接口电路下，通过软件来实现。键值输入可采用查询方式，也可以采用中断方式，在本系统中采用中断方式。255A可编程并行I/O口扩展芯片通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。8255A显示编程方法与8279相似，在这就不介绍。
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能键用上档键。
（8）螺纹加工程序
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键盘功能分配：键功能（分上档键和下档键）。其中数字键0～F用下档键，部分功
车制螺纹是卧式车床的基本功能之一。车床要切削出合格的螺纹，必须保证工件转一圈，车刀沿Z方向进给一个螺距P。为了解决这个问题，决定在主轴尾步安装一个脉冲发生器。车制螺纹时，主轴每转一圈，脉冲发生器产生一个脉冲控制刀架向Z方向进给运动。
在设计的过程中必须解决以下三个问题：
①纹加工一般要经过几次切削才能完成，所以为防止乱扣，每次进刀的Z向位置相同；
②切制多头螺纹时，能正确分度； ③主轴每转一圈，车刀能精确移动一个螺距
第四章 滚珠丝杠副的设计和计算
4.1选择脉冲当量
步进电机是一种把电脉冲信号转变成直线位移或角位移的执行元件。对于每一个电脉冲步进电机都会产生一个恒定的步进角位移。每一个脉冲或每步的转角称为步进电机的步距角?bp(?/脉冲)，每脉冲代表电机一定的转角。这个转角经齿轮副和滚珠丝杠使工
作台移动一定的距离。每个脉冲所对应的执行元件的移动距离，就称为脉冲当量或分辨率。记为?，单位mm/脉冲。
脉冲当量应根据机床或工作台进给系统所要求的定位精度来确定。考虑到机械系统存在传动误差，脉冲当量必须小于定位精度值。在此改造中，机床定位精度的设计要求是?0.015mm,根据该精度要求可以确定纵向传动系统的脉冲当量为?0.01mm。又因为横向进给系统的脉冲当量一般为纵向进给系统的一半，所以横向进给系统的脉冲当量为
?0.005mm。
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4.2计算切削力 4.2.1纵车外圆
主切削力Fz（N）按经验公式估算：
Fz?0.67D1.51.5max?0.67?400 ?5360N 按切削力各分力比例Fz:Fx:Fy?1:0.25:0.4可得：Fx?5360?0.25?1340N Fy?5360?0.4?2144N 4.2.2横切端面
主切削力F'z根据经验比较为纵车的0.5，所以
4—1）4—2）4—3） 8 （
（
（
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Fz?0.5FZ?2680N' （4—4）
''此时走刀力Fy，吃刀抗力Fx，仍按上述方法Fz:Fx:Fy?1:0.25:0.4计算，则：
Fy?2680?0.25?670NFx?2680?0.4?1072N'' （4—5） （4—6）
4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型
由于我国现在已经有了生产滚珠丝杠副的专业工厂，因此，这次在改造中需要的滚珠丝杠就完全没有必要自己从头到来研制它，只应根据它的使用条件，承载能力和寿命等合理地选用符合需要的滚珠丝杠副就可以了。
现在选用滚珠丝杠副的方法比较多，但是通过比较和参考同类选用经验，如果还采用经验法或类比法来选用滚珠丝刚副，就容易出现选用不合理的现象，造成结构尺寸过大，增加驱动装置的负荷等缺陷。目前人们认为教合理的选用方法是按照滚珠丝杠的额定静载荷Ca0(其转速n?10r/min)和额定动载荷Ca0(其转速n?10r/min)及传动速比的要求来确定所需选用的滚珠丝杠副的公称直径dc和基本导程L0。如今各滚珠丝杠生产厂家都在他们所制定的结构系列表中列出了其各型号滚珠丝刚副的的额定静载荷和额定动载荷值。
从实际应用中可知，滚珠丝杠副的螺纹滚道在一定的轴向载荷作用下，经历一定的应力循环之后，就要产生疲劳点蚀现象。因此，当滚珠丝杠副在较高转速（一般转速
n?1000r/min）下工作时，应按其使用寿命选则基本尺寸，并校核其载荷能力是否超
过额定动载荷。当滚珠死杠副在低速（一般转速n?30r/min）下工作时，应按其使用寿命和额定静载荷两种方法来确定其基本尺寸，并选择其中较大的。当滚珠丝杠副在静载荷下工作时，则只需按额定静载荷选择其结构尺寸。 4.3.1滚珠丝杠轴向进给切削力的计算
因为横向导轨为燕尾形导轨，所以可用下公式计算：
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