2200 XY工作臺(tái)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2200 XY工作臺(tái)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),xy,工作臺(tái),控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) - 1 -大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）XY 工作臺(tái)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院(系)、部： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 專 業(yè)： - 2 -班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 摘 要一個(gè)較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)，應(yīng)包含以下幾個(gè)基本要素：機(jī)械本體、動(dòng)力與驅(qū)動(dòng)部分、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感測(cè)試部分、控制及信息處理部分。機(jī)電一體化是系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)與信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域綜合交叉的技術(shù)密集型系統(tǒng)工程。新一代的 CNC 系統(tǒng)這類典型機(jī)電一體化產(chǎn)品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。關(guān)鍵字：機(jī)電一體化的基礎(chǔ) 基本組成要素 特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì) - 3 -AbstractA perfect integration of machinery system, should contain the following several base elements: Basic machine, power and actuation part, implementing agency, sensing measurement component, control and information processing part. The integration of machinery is the system technology, the computer and the information processing and management technology, the automatic control technology, the examination sensing technology, the servo drive technology and the mechanical skill and so on multi-disciplinary area of technology synthesis overlapping technology-intensive systems engineering. New generations CNC system this kind of model integration of machinery product toward the high performance, the intellectualization, the systematization as well as the featherweight, the microminiaturized direction develops.key words: Integration of machinery foundation basic component - 4 -elements characteristic trend of development.目 錄第一章 滾珠絲杠副的選擇 3 1.1 滾珠絲杠副的支撐形式 31.2 滾珠絲杠副的特點(diǎn) 31.3 滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算 41.4 選擇滾珠絲杠副 51.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算 71.6 剛度驗(yàn)算 81.7 效率驗(yàn)算 9第二章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)102.1 導(dǎo)軌的功用102.2、 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選擇程序102.2、 直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)支承系統(tǒng)負(fù)荷的計(jì)算 10第三章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 12 - 5 -3.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理123.2 選擇電動(dòng)機(jī) 13第四章 滾動(dòng)軸承的計(jì)算 144.1 支撐方案的確定 144.2 軸承的校核 15第五章 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè) 17第一節(jié) 設(shè)計(jì)內(nèi)容17第二節(jié) 設(shè)計(jì)步驟17第三節(jié) 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)21第六章 系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì) 22第七章 結(jié)束語(yǔ)與致謝 29總 結(jié) 16參考文獻(xiàn) 17 - 6 -第一章 滾珠絲杠副的選擇1.1 滾珠絲杠副的支承形式支承應(yīng)限制絲杠的軸向竄動(dòng).較短的絲杠或垂直安裝的絲杠,可以一端固定,一端無(wú)支承.水平安裝絲杠較長(zhǎng)時(shí), 可以一端固定 ,一端游動(dòng);對(duì)于精密和高精度機(jī)床的滾珠絲杠副,為了提高絲杠的拉壓剛度,可以兩端固定.為了補(bǔ)償熱膨脹和減少絲杠下垂,兩端固定絲杠時(shí)還可以進(jìn)行預(yù)拉伸。一般情況下,應(yīng)以固定端作為軸向定位基準(zhǔn),從固定端起計(jì)算絲桿杠副的長(zhǎng)度誤差.此外,應(yīng)盡可能固定端作為驅(qū)動(dòng)端?？紤]到本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與要求,我們決定采用一端固定一端游動(dòng)(F-S)的支承形式, 如圖 1.1 所示。一端固定一端游動(dòng)（FS） 。固定端采用深溝球軸承 2 和雙向推力球軸承4，可分別承受徑向和軸向負(fù)載，螺母 1、擋圈 3、軸肩、支撐座 5 臺(tái)肩、端蓋7 提供軸向限位，墊圈 6 可調(diào)節(jié)推力軸承 4 的軸向預(yù)緊力。游動(dòng)端需徑向約束，軸向無(wú)約束。采用深溝球軸承 8，其內(nèi)圈由擋圈 9 限位，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮。 - 7 -圖 1.1 一端固定一端游動(dòng)支承這種支承形勢(shì)有以下一些特點(diǎn)： 1.需保持螺母與兩端支撐同軸,故結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,工藝較困難。2.絲杠的軸向剛度較高。3.壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速較高。4.絲杠有熱膨脹的余地。5.適用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲杠。1.2 滾珠絲杠副的特點(diǎn)1.傳動(dòng)效率高 效率高達(dá) 90%95%,耗費(fèi)的能量?jī)H為滑動(dòng)絲杠的 1/3。2.運(yùn)動(dòng)具有可逆性 即可將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),且逆?zhèn)鲃?dòng)效率幾乎與正傳動(dòng)效率相同。3.系統(tǒng)剛度好 通過(guò)給螺母組件內(nèi)施加預(yù)壓來(lái)獲得較高的系統(tǒng)剛度,可滿足各種機(jī)械傳動(dòng)要求,無(wú)爬行現(xiàn)象,始終保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏性。4.傳動(dòng)精度高 經(jīng)過(guò)淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副本身就具有和高的制造精度,又由于摩擦小,絲桿副工作時(shí)溫升和熱變形小,容易獲得較高的傳動(dòng)精度。5.使用壽命長(zhǎng) 滾珠是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),磨損極小,長(zhǎng)期使用后仍能保持其精度,因而壽命長(zhǎng),且具有很高的可靠性。其壽命一般比滑動(dòng)絲杠高56 倍。6.不能自鎖 特別是垂直安裝的絲杠，當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止后，螺母將在重力作用下下滑，故常需設(shè)置制動(dòng)裝置。7.制造工藝復(fù)雜 滾珠絲杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。由于滾珠絲杠副獨(dú)特的性能而受到極高的評(píng)價(jià),因而已成為數(shù)控機(jī)床,精密機(jī)械,各種省力機(jī)械設(shè)備及各種機(jī)電一體化產(chǎn)品中不可缺少的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 1.3 滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)計(jì)算有效行程 100*100，實(shí)際工作時(shí)工件及夾具重最大 120 公斤，最大空運(yùn)行速度 ,最大加工速度 定位精度 ,重max4/inVmin2/iV0.2/3m復(fù)定位精度 ,脈沖當(dāng)量 ,壽命 40000 小時(shí)0.10.1（1）步距角 ， ， ， 。36kzpi.1i先假設(shè) p= 。5表 1.1切削力 /aFN速度 /minV時(shí)間比 q正常銑削 500 2.5 70%快速點(diǎn)定位 0 5 30% - 8 -（2） 絲杠轉(zhuǎn)速 快速點(diǎn)定位 30%，加工 70%。10*210*47%3663.n（3） 當(dāng)量轉(zhuǎn)速加工 /minLr點(diǎn)定位 10*467/imn（4） 絲杠負(fù)荷當(dāng)量載荷導(dǎo)軌摩擦力 , 。 NF0.*1207.gN精密加工 =500N，a加工時(shí)總載荷 =507.2N 1快速點(diǎn)定位 = =7.2N2aFN（5） 當(dāng)量負(fù)荷 3312*70%*0l MmaannF333 67(50.2)(.)3815F N1.4 選擇滾珠絲杠副（1） *hajmnkCFf小時(shí)，由機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)表 2.8-63，2.8-64，40hL查得：-壽命系數(shù)， 。hK113340()().5nhLK-轉(zhuǎn)速系數(shù)， 。n1133.()().9n- 綜合系數(shù)， f *0.5.41thakwf - 9 -其中 為溫度系數(shù)，查表 1-2 得 1；tf tf為硬度系數(shù)，查表 1-3 得 1.0；h h為精度系數(shù)，查表 1-4 得 1.0（絲杠精度為 13 級(jí)） ；af af為負(fù)荷性質(zhì)系數(shù)，查表 1-5 得 1.3；w w為可靠性系數(shù)，查表 1-6 得 0.53（可靠性為 90%） 。kf kf可得： 。4.3*107098hajmnCFNf表 1-2溫度系數(shù) tf工作溫度 C1250175 205203tf.9.85.7.6表 1-3 硬度系數(shù) hf硬度（HRC ） 5855 52.5 50 47.5 45 40動(dòng)負(fù)荷硬度影響系數(shù) hf1.0 1.11 1.35 1.56 1.92 2.4 3.85靜負(fù)荷硬度影響系數(shù) 1.0 1.11 1.40 1.67 2.1 2.65 4.5表 1-4 精度系數(shù) af精度等級(jí) 1、2、3 4、5 7 10af1.0 0.9 0.8 0.7表 1-5 負(fù)荷性質(zhì)系數(shù) wf負(fù)荷性質(zhì) 無(wú)沖擊平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn) 一般運(yùn)轉(zhuǎn) 有沖擊和振動(dòng)運(yùn)動(dòng)wf11.2 1.21.5 1.52.5表 1-6 可靠性系數(shù) kf - 10 -可靠度(%) 90 95 96 97 98 99kf1.00 0.62 0.53 .44 .33 0.21（2）根據(jù) 選擇滾珠絲杠副aC1）假設(shè)選用 FC1 型號(hào)，按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷 Ca 等于或稍大于 的aC原查教材表 2-9 選以下型號(hào)規(guī)格：FC1-2505-2.5 ，Ca=9610N由教材表 2-9 得絲杠副數(shù)據(jù)：公稱直徑 025Dm導(dǎo)程 6P螺旋角 =4滾珠直徑 3.17od2）按教材表 2-1 中尺寸公式計(jì)算：滾道半徑 0.52.*51.6Rm偏心距 377()7()0.452de m絲杠直徑 100.4*18De1.5 穩(wěn)定性驗(yàn)算1）由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù) S，其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)機(jī)構(gòu)允許安全系數(shù) （見(jiàn)表 1.2） 。S表 1.7支撐方式有關(guān)系數(shù) 一端固定一端自由（F-O）一端固定一端游動(dòng)（ F-S）兩端固定（ F-F）S34 2.53.3 2 2/3 cf1.875 3.927 4.730絲杠不會(huì)發(fā)生失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷 按下式計(jì)算：()crFN2()acrEIFl - 11 -式中，E 為絲杠材料的彈性模量，對(duì)于剛，E=206GPa； 為絲杠工作長(zhǎng)度l（m）; 為絲杠危險(xiǎn)截面的軸慣性矩 ； 為長(zhǎng)度系數(shù)，見(jiàn)表 1.2。aI 4()m依題意， 44413.*0.2178.*1066adI m取 ，則2329492(3.14)*01.*03.2*10()crFN安全系數(shù) 。查表 1.2， =2.53.3 。 ， 96.28.3*10crmS SS絲杠是安全的，不會(huì)失穩(wěn)。2）高速絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需要驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速 。要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速 。crnmaxcrn臨界轉(zhuǎn)速 可按下式計(jì)算r 2190()ccrfdnl式中， 為臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，見(jiàn)表 1.2。取 ， ，則cf 3.7cf232(3.97)*0.181469/mincrnr=834r/min。 所以絲杠工作時(shí)不會(huì)發(fā)生共振。maxcrn3）此外滾珠絲杠副還會(huì)受 值的限制，通常要求 。0nD407*1/innDr44025*/mi1.357*/minDr r所以該絲杠副工作穩(wěn)定。1.6 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠在工作負(fù)載 和轉(zhuǎn)矩 共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變()FN()T形量 為0()Lm - 12 -20()CPFTLmEAGJ式中，A- 為絲杠面積， ；214d-為絲杠的極慣性距， ；cJ 421()3cJG-為絲杠的切變模量，對(duì)鋼 ；8.Pa-為轉(zhuǎn)矩。()TNm0tn()2mDTF式中， -為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)；-為平均工作負(fù)載。mF取摩擦系數(shù) tan0.2584031*tan(2)0.3TNm按最不利的情況?。ㄆ渲?）mF220 24113 329 2942046*6086*(10).( )3.1(.7)(3.)8.(785CPFPTLEAGJEdm 則絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為 203.5*1045.86Ll mP通常要求絲杠的導(dǎo)程誤差 應(yīng)小于其傳動(dòng)精度的 1/2，即1.2該絲杠的 滿足上式，所以其剛度可滿足要求。L1.7 效率驗(yàn)算滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率 為tan380.769.8(42)要求在 90%98%之間，所以該絲杠副合格。 - 13 -經(jīng)上述驗(yàn)證，F(xiàn)C1-2505-2.5 各項(xiàng)性能均符合要求，可選用。第二章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1 導(dǎo)軌的功用機(jī)電一體化產(chǎn)品要求其機(jī)械系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須得到安全的支承，并能準(zhǔn)確的完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)任務(wù)就由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來(lái)完成。機(jī)電一體化產(chǎn)品的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是導(dǎo)軌，其作用是支承和導(dǎo)向。2.2 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選擇程序在設(shè)計(jì)選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌時(shí)，除應(yīng)對(duì)其使用條件，包括工作載荷、精度要求、速度、工作行程、預(yù)期工作壽命進(jìn)行研究外，還須對(duì)其剛度、摩擦特性及誤差平均、阻尼特性等綜合考慮，從而達(dá)到正確合理的選用，以滿足主機(jī)技術(shù)性能的要求。2.3 直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)支承系統(tǒng)負(fù)荷的計(jì)算直線運(yùn)動(dòng)支承系統(tǒng)的負(fù)荷與導(dǎo)軌配置形式(水平、豎直、傾斜等),移動(dòng)件的重心和力作用點(diǎn)的位置,導(dǎo)軌上移動(dòng)件牽引力作用點(diǎn)的位置,啟動(dòng)及停止時(shí)的慣性力以及切削力等有關(guān)。本設(shè)計(jì)的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌安裝形式為水平,采用臥式導(dǎo)軌、滑塊座移動(dòng)。 圖 2.1 導(dǎo)軌 - 14 -2.4 導(dǎo)軌的選擇 由機(jī)床設(shè)計(jì)要求可知對(duì)該導(dǎo)軌設(shè)計(jì)的基本要求為:作用在滑座上的載荷 ，滑座個(gè)數(shù) ，單向行程長(zhǎng)度 ，120FN4M40Slm每分鐘往復(fù)次數(shù)為 4，用于輕型機(jī)床的工作臺(tái)。 導(dǎo)軌的額定工作時(shí)間壽命 =40000 小時(shí)hT表 2-1 硬度系數(shù)滾道表面硬度 HRC 60 58 55 53 50 45Hf1.0 0.98 0.90 0.71 0.54 0.38表 2-2 溫度系數(shù)工作溫度/ C0 Tf100 1.00100150 0.90150200 0.73200250 0.61表 2-3 接觸系數(shù)每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù) Cf1 1.002 0.813 0.724 0.665 0.61表 2-4 負(fù)荷系數(shù)工作條件 Wf無(wú)外部沖擊或震動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。速度小于 15m/min11.5無(wú)明顯沖擊或震動(dòng)的中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。速度小于 60m/min1.52無(wú)外部沖擊或震動(dòng)的高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。速度大于 60m/min22.5 - 15 -（1） 計(jì)算額定動(dòng)載荷滑座的運(yùn)動(dòng)速度最大為 5m/min15mmin，工作溫度在 100 以下，導(dǎo)軌C0滾道硬度為 60HRC，無(wú)明顯沖擊和振動(dòng)，每根導(dǎo)軌上滑塊配置數(shù)為 2。由 得：3*102ShsTln332*40.6*0115hssTlnkm因滑塊座 M=4,所以每根導(dǎo)軌上 2 個(gè)，由表 2-12-4 確定 ， ，.81Cf.0Hf, , 則由式1.0Tf.2Wf 3()HTCasWfKF得 3/saHTCf其中 1204FNM35/*.725108aC選用的是漢江機(jī)床廠的 HJG-D 系列滾動(dòng)直線導(dǎo)軌,查其產(chǎn)品手冊(cè)知, HJG-D型號(hào)的導(dǎo)軌的 Ca 值為 17500N,能滿足五年的使用要求,所以可選用. - 16 -第三章 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作執(zhí)行元件。是位與電氣控制裝置和機(jī)械執(zhí)行裝置接點(diǎn)部位的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它能在控制裝置的控制下，將輸入的各種形式的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。3.1 步進(jìn)電機(jī)的工作原理三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的工作原理如圖 5.3 所示，其中步進(jìn)電機(jī)的定子上有6 個(gè)齒，其上分別纏有 、 、 三相繞組,構(gòu)成三對(duì)磁極,轉(zhuǎn)子上則均勻分AWBC布著 4 個(gè)齒。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用直流供電。當(dāng) 、 、 三相繞組輪流通電時(shí)，AWBC通過(guò)電磁力吸引步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子一步一步地旋轉(zhuǎn)。 CAB1234CABBCA12314圖 3.13.1.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電方式和步距角如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的每一次通斷電操作稱為一拍，每拍中只有一相繞組通電，其余斷電，這種通電方式稱為單相通電方式。如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電循環(huán)的每拍中都有兩相繞組通電，這種通電方式稱為雙相通電方式。 - 17 -步距角是指步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每一拍轉(zhuǎn)過(guò)的角度。一個(gè) m 相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，如其轉(zhuǎn)子上有 z 個(gè)齒，則其步距角 可通過(guò)下式計(jì)算 ，式中 是通電方式系數(shù)，當(dāng)360kzk采用單相或雙相通電方式時(shí)， ，當(dāng)采用單雙向輪流通電方式是，k。k3.2 選電動(dòng)機(jī)3.2.1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，已知名義直徑 ，螺距 p=10mm.長(zhǎng)度mD50L=2741mm.則查表 6.6-28（機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)）可得 1m 長(zhǎng)的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為35.76kg.cm。那么次滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J =35.762.741=98.01kg.cm 。s 2絲杠折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J= (2030) 98.01=43.56kg.cm 。SJZ21)(2 2工作臺(tái)折算到絲杠的慣量，已知導(dǎo)程 10mm，工作臺(tái)以上負(fù)載 1000kg。 ，查表 6.6-29 得：重 10000N 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JG=25.80kg.cm 。2絲杠傳動(dòng)是傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量12021)(JLmJZJMS式中 J船工系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.cm）J1齒輪 Z1 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.cm）J2-齒輪 Z2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.cm）JS絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.cm）m工作臺(tái)及共建等移動(dòng)部件的質(zhì)量（N）L0絲杠得導(dǎo)程（cm）J1=0.78D1 L110 =0.78（5.988） 310 =3kg.cm46 43J2=0.78D2 L210 =0.78（9.02） 310 =15.5kg.cm46 43JZ=JM+9.34+ =81.06kg.cm 22 )1(0.9851303.2.2 電機(jī)力矩的計(jì)算由于此縱向進(jìn)給系統(tǒng)不做切削運(yùn)動(dòng)，故只計(jì)算快速空載和快速進(jìn)給力矩?？焖倏蛰d啟動(dòng)時(shí)所需力矩 Mq=MA+Mf+M0Mq快速空載時(shí)的啟動(dòng)力矩（N.m）Mf折算到電動(dòng)機(jī)上的摩擦力矩（N.m）M0由于絲杠的預(yù)緊折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩（N.m）快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 MJMJ=Mf+MO 因?yàn)?MJMq，故不用計(jì)算這個(gè)力矩。 - 18 -Mq= JZ =81.06 =424.214N.cm2max106nt23.1406摩擦力矩 Mf（N.）Mf= ,02FLi式中 F0導(dǎo)軌的摩擦力（N）i-齒輪降速比-傳動(dòng)鏈效率，一般可取 =0.70.85Mf= = =6.6N.cm02FLi51.0832附加力矩 M0= 020P式中 F滾軸絲杠預(yù)加負(fù)荷，這里取 FM=5000N.L0滾珠絲杠導(dǎo)程（）-滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)傳動(dòng)效率，一般取大于 0.9，這里取 0.95M0= = =60.8N.cm0201PL251.0.958Mq=MA+Mf+M0=424.214+6.6+60.8=491.65N.=4.92N.m3.2.3 電機(jī)的選型查表得，選擇電動(dòng)機(jī) 120MB100A，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 9.31N.m。120MB100A 屬于 CB/MB 系列交流伺服電機(jī)采用了高性能磁性材料和優(yōu)化的正弦波磁路設(shè)計(jì)，具有小型化、全密封、高精度、高相應(yīng)、低噪音、地震動(dòng)的特點(diǎn)，特別適合于對(duì)動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)定性要求高的場(chǎng)合。技術(shù)特點(diǎn)A、高性能銣鐵硼永磁材料，純正弦波磁路設(shè)計(jì)。B、鋁合金精美外觀，體積緊湊。C、小慣量 CB 系列和中慣量 MB 系列。D、動(dòng)態(tài)性能好。E、過(guò)載能力強(qiáng)。以上數(shù)據(jù)機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè) - 19 -第四章 滾動(dòng)軸承的計(jì)算4.1 支撐方案的確定考慮滾珠絲杠在軸向的伸縮變形，故考慮在支撐方面采用一端固定，一端游動(dòng)。在綜合考慮后，決定用角接觸球軸承完成支承。固定端用一對(duì)背靠背接觸球軸承，而用單個(gè)角接觸球軸承支于游動(dòng)端。在選擇了滾珠絲杠的型號(hào)后，由于我們采用的是現(xiàn)存的絲杠。所以尺寸都已經(jīng)確定，初選固定端 7307B/DB 背對(duì)背型號(hào)內(nèi)徑 d=35，D=80,B=42。游動(dòng)端采用 7307B 型號(hào) B=21軸承座連接孔 144 42、 M12-44.2 軸承型號(hào)選型及校核軸向力 Fa=383.3N 徑向力 Fr=10000/2=5000N因?yàn)?Fa/Fr=5000/383.31.14（查機(jī)械設(shè)計(jì)第七版表 13-5）則 X=0.35,Y=0.57。 fp 取 1.5（中等沖擊或中等慣性力.查表 13-6 同上）動(dòng)載荷 P=fp(XFr+YFa)=1.5（0.355000+0.57883.3）=3380.25N預(yù)計(jì)壽命 Lh=5000h,轉(zhuǎn)速 n=1000r/min1.5=666.7計(jì)算基本額定動(dòng)載荷 C= 15.9768105.625.380163hnLP滾動(dòng)軸承受理分析圖 - 20 -因?yàn)?C=19768.15Ca=65600,所以符合要求。第五章 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)內(nèi)容.按照總統(tǒng)方案以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的方案，并繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖；.選擇計(jì)算機(jī)或中央處理單元的類型；.根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路；.根據(jù)控制對(duì)象以及系統(tǒng)工作要求設(shè)計(jì)擴(kuò)展接口電路，檢測(cè)電路，轉(zhuǎn)換電路以及驅(qū)動(dòng)電路等；.選擇控制電路中各器件及電氣元件的參數(shù)和型號(hào)；.繪制出一張清晰完整的電氣原理圖，圖中要標(biāo)明各器件的型號(hào)，管腳號(hào)及參數(shù)；.說(shuō)明書(shū)中對(duì)電氣原理圖以及各有關(guān)電路進(jìn)行詳細(xì)的原理說(shuō)明和方案論證。第二節(jié) 設(shè)計(jì)步驟.確定硬件電路的總體方案。數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路由以下幾部分組成：1主控制器。即中央處理單元 CPU2總線。包括數(shù)據(jù)總線，地址總線，控制總線。3存儲(chǔ)器。包括只讀可編程序存儲(chǔ)器和隨機(jī)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。4接口。即 I/O 輸入輸出接口。數(shù)控系統(tǒng)的硬件框圖如下所示： - 21 -.主控制器的選擇系列單片機(jī)是集中，端口及部分等為一體的功能性很強(qiáng)的控制器。只需增加少量外圍元件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的微機(jī)控制系統(tǒng)，并且開(kāi)發(fā)手段齊全，指令系統(tǒng)功能強(qiáng)大，編程靈活，硬件資料豐富。本次設(shè)計(jì)選用芯片作為主控芯片。.存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)(）程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)展用的程序存儲(chǔ)器芯片大多采用芯片。其型號(hào)有：2716，2732，2764，27128，27258，其容量分別為k,4k,8k,16k32k。在選擇芯片時(shí)要考慮與時(shí)序的匹配。所能讀取的時(shí)間必須大于所要求的讀取時(shí)間。此外，還需要考慮最大讀出速度，工作溫度以及存儲(chǔ)器容量等因素。在滿足容量要求時(shí)，盡量選擇大容量芯片，以減少芯片數(shù)量以簡(jiǎn)化系統(tǒng)。綜合以上因素，選擇芯片作為本次設(shè)計(jì)的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展用芯片。單片機(jī)規(guī)定0 口提供為位地址線，同時(shí)又作為數(shù)據(jù)線使用，所以為分時(shí)用作低位地址和數(shù)據(jù)的通道口，為了把地址信息分離出來(lái)保存，以便為外接存儲(chǔ)器提高低位的地址信息，一般采用芯片作為地址鎖存器，并由發(fā)出允許鎖存信號(hào) ALE 的下降沿，將地址信息鎖存入地址鎖存器中。由以上分析，采用EPROM 芯片的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路框圖如下所中央處理單元 CPU存儲(chǔ)器RAMROM輸入/輸出I/O 接口信號(hào)變換控制對(duì)象外設(shè)：鍵盤(pán)，顯示器，打印機(jī)，磁盤(pán)機(jī)，通訊接口等 - 22 -示：擴(kuò)展 2764 電路框圖(）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展由于內(nèi)部只有字節(jié)，遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的要求。需要擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路一般采用6116,6262 靜態(tài) RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本次設(shè)計(jì)選用芯片作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展用芯片。其擴(kuò)展電路如下所示：P1.7P1.0P2.4P2.0ALE P0.7P0.0PSENA CE A12 A8 2764A7A0 OE D7D0譯碼電路G74LS372P2.4P2.0ALEP0.7P0.0EAWRD 1CE A12 A8A7 6264A0D7D0WEOD0譯碼電路G74LS372 - 23 -擴(kuò)展 6264 電路框圖(）譯碼電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所有外圍芯片都通過(guò)總線與單片機(jī)相連。單片機(jī)數(shù)據(jù)總線分時(shí)的與各個(gè)外圍芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。故要進(jìn)行片選控制。由于外圍芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用統(tǒng)一編址，因此單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與外圍芯片的地址譯碼較為復(fù)雜。可采用線選法和全地址譯碼法。線選法是把單獨(dú)的地址線接到外圍芯片的片選端上，只要該地址線為低電平，就選中該芯片。線選法的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它所用片選線都是高位地址線，它們的權(quán)值較大，地址空間沒(méi)有充分利用，芯片之間的地址不連續(xù)。對(duì)于和容量較大的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)芯片所需的片選信號(hào)多于可利用的地址線的時(shí)候，多采用全地址譯碼法。它將低位地址作為片內(nèi)地址，而用譯碼器對(duì)高位地址線進(jìn)行譯碼，譯碼器輸出的地址選擇線用作片選線。本設(shè)計(jì)采用全地址譯碼法的電路分別如下圖所示：（4）存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)8031 單片機(jī)所支持的存儲(chǔ)系統(tǒng)起程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為獨(dú)立編址。該設(shè)計(jì)選用程序存儲(chǔ)器 2764 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 6264 組成 8031 單片機(jī)的外存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，單片機(jī)外存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路如下：（5）擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)(a).通用可編程接口芯片單片機(jī)共有個(gè)位并行接口，但供用戶使用的只有1 口及部分3 口線。因此要進(jìn)行口的擴(kuò)展。與微機(jī)接口較簡(jiǎn)單，是微機(jī)系統(tǒng)廣泛使用的接口芯片。8155Y 與 8031 的連接方式如下圖所示(b).鍵盤(pán)，顯示器接口電路鍵盤(pán)，顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機(jī)交互的外部設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤(pán)，即用口線組成行，列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。數(shù)控系統(tǒng)中使用的顯示器主要有和。下圖所示為采用接口管理的鍵盤(pán)，顯示器電路。它有鍵和位顯示器組成。為了簡(jiǎn)化秒電路，鍵盤(pán)的列線及顯示器的字位控制共用一個(gè)口，即共用的 P口進(jìn)行控制，鍵盤(pán)的行線由口擔(dān)任，顯示器的字形控制由 8155 的 PB 口擔(dān)任。鍵盤(pán)顯示器接口電路如下所示：4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)(1）脈沖分配器 - 24 -步進(jìn)電機(jī)的控制方式由脈沖分配器實(shí)現(xiàn)，其作用是將數(shù)控裝置送來(lái)的一系列指令脈沖按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。數(shù)控系統(tǒng)中通常使用集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。本設(shè)計(jì)采用集成脈沖分配器 YB013。采用 YB013 硬件環(huán)行分配器的步進(jìn)電機(jī)接口線路圖如下：（2）光電隔離電路在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖分配器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后控制步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。如果將輸出信號(hào)直接與功率放大器相連，將會(huì)引起電氣干擾。因此在接口電路與功率放大器間加上隔離電路實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用光電耦合器。光電耦合器接線圖如下：（3）功率放大器脈沖分配器的輸出功率很小，遠(yuǎn)不能滿足步進(jìn)電機(jī)的需要， ，必須將其輸出信號(hào)放大產(chǎn)生足夠大的功率，才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此必須選用功率放大器，需根據(jù)步進(jìn)電機(jī)容量選擇功率放大器。本設(shè)計(jì)選用功率放大器。5其它輔助電路設(shè)計(jì)（）的時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。內(nèi)部方式利用芯片的內(nèi)部振蕩電路，在 XTAL1,XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，如下圖所示。晶體可以在.之間任意選擇，耦合電容在pF 之間，對(duì)時(shí)鐘有微調(diào)作用。采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，可將 XTAL1 直接接地，XTAL2 接外部時(shí)鐘源。時(shí)鐘電路（）復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)。在時(shí)鐘工作后，只要在引腳上出現(xiàn)ms 以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，之后便從單元開(kāi)始執(zhí)行程序。在實(shí)際運(yùn)用中，若系統(tǒng)中有芯片需要其復(fù)位電平與復(fù)位要求一致時(shí)，可以直接相連。當(dāng)晶振頻率選用z 時(shí)，復(fù)位電路中取 ，取 ， 取 。實(shí)用復(fù)位電路圖如下所示：KR（）越界報(bào)警電路為了防止工作臺(tái)越界，可分別在極限位置安裝限位開(kāi)關(guān)。利用光電耦合電路，將行程開(kāi)關(guān)接至發(fā)光二極管的陰極，光敏三極管的輸出接至的口1.0。當(dāng)任何一個(gè)行程開(kāi)關(guān)被壓下的時(shí)候，發(fā)光二極管就發(fā)光，使光敏三極管導(dǎo)通，由低電平變成高電平?？衫密浖O(shè)計(jì)成查詢的方法8031XTAL1XTAL2 - 25 -隨時(shí)檢查有無(wú)越界信號(hào)。也可接成從光敏三極管的集電極輸出接至的外部中斷引腳（或） ，采用中斷方式檢查越界信號(hào)。越界報(bào)警電路如下圖所示第三節(jié) 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)選用系列的作為主控制器。擴(kuò)展存儲(chǔ)電路為一片 2732EPROM 和一片 6264RAM。程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展為，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展為。的片選控制端 直接接地，該電路始終處于選中狀態(tài)。系統(tǒng)復(fù)位CE以后，CPU 從 0000H 開(kāi)始執(zhí)行監(jiān)控程序。 6264 的片選端 由譯碼器CE（74LS138）的 Y2 輸出提供。所以 6264 的空間地址為 4000。系統(tǒng)的擴(kuò)展 I/O 接口電路選用通用可編程并行輸入/輸出接口芯片8155。8155 的片選端 接至譯碼器（74LS138）的 Y4 的輸出端，故 8155 控制命令寄存器及CEPA，PB，PC 口的地址號(hào)分別為 8000H 及 8001H，8002H ，8003H。8155RAM區(qū)的地址為 8000H80FFH。8155 的 A 口為控制工作抬 X，Y 向電機(jī)的接口。為防止功率放大器高電壓的干擾，不步進(jìn)電機(jī)接口與功率放大器之間采用光電隔離。鍵盤(pán)與顯示器設(shè)計(jì)在一起，8155 的 PC 口擔(dān)任鍵盤(pán)的列線及顯示器的掃描控制；PB 口的 PB0PB3 為鍵盤(pán)的行線。8031 的 P1 口為顯示器的字形輸出口。該系統(tǒng)采用 4X6 共 24 個(gè)行列式鍵盤(pán)和 6 位 8 段共陰極 LED 顯示器。為了增加數(shù)碼管顯示亮度，分別在字形口和字位口加 74LS07 進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。PB 口剩余的 I/O 線 PB4PB7 分別作為工作臺(tái)+X，+Y ，-X，-Y 四個(gè)方向的行程限位控制信號(hào)。在軟件設(shè)計(jì)上 8155 的 PA 口，PC 口設(shè)置為輸出，PB 口設(shè)置為輸入。計(jì)算機(jī)隨時(shí)巡回檢測(cè) PB4PB7 的電平，當(dāng)某 I/O 線為 0 時(shí)，應(yīng)立即停止 X，Y 向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。另外，光電隔離器的輸出端必須采用隔離電源。隔離電源選用 7805 三端集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)。數(shù)控系統(tǒng)總的電氣原理圖以及圖中各元件的參數(shù)和型號(hào)見(jiàn)附（二） ，附（三） 。 - 26 -第六章 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)(一 ).系統(tǒng)控制軟件的主要內(nèi)容數(shù)控系統(tǒng)是按照事先編好的控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制功能。按照功能可將數(shù)控系統(tǒng)的控制軟件分為以下幾個(gè)部分：1、系統(tǒng)管理程序：它是控制系統(tǒng)軟件中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的主體軟件。其功能主要是接受操作者的命令，執(zhí)行命令，從命令處理程序到管理程序接收命令的環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)處于新的等待操作狀態(tài)。2、零件加工源程序的輸入處理程序。該程序完成從外部 I/O 設(shè)備輸入零件加工源程序的任務(wù)。3、插補(bǔ)程序。根據(jù)零件加工源程序進(jìn)行插補(bǔ)，分配進(jìn)給脈沖。4、伺服控制程序。根據(jù)插補(bǔ)運(yùn)算的結(jié)果或操作者的命令控制伺服電機(jī)的速度，轉(zhuǎn)角以及方向。診斷程序。包括移動(dòng)不見(jiàn)移動(dòng)超界處理，緊急停機(jī)處理，系統(tǒng)故障診斷，查錯(cuò)等功能。6、機(jī)床的自動(dòng)加工及手動(dòng)加工控制程序。7、鍵盤(pán)操作和顯示處理程序。包括監(jiān)視鍵盤(pán)操作，顯示加工程序、機(jī)床工 - 27 -作狀態(tài)、操作命令等信息。(二 ).軟件設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)控制功能分析數(shù)控 X-Y 工作臺(tái)的控制功能包括：（1） 、系統(tǒng)初始化。如對(duì) I/O 接口 8155，8255A 進(jìn)行必要的初始化工作，預(yù)置接口工作方式控制字。（2） 、工作臺(tái)復(fù)位。開(kāi)機(jī)后工作臺(tái)應(yīng)該自動(dòng)復(fù)位，亦可手動(dòng)復(fù)位。（3） 、輸入和顯示加工程序。（4） 、監(jiān)視按鍵，鍵盤(pán)及開(kāi)關(guān)。如監(jiān)視緊急停機(jī)鍵及行程開(kāi)關(guān)，鍵盤(pán)掃描等功能。（5） 、工作臺(tái)超程顯示與處理。工作臺(tái)位移超過(guò)規(guī)定值時(shí)應(yīng)該立即停止工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，并顯示相應(yīng)的指示字符。（6） 、工作臺(tái)的自動(dòng)控制。（7） 、工作臺(tái)的手動(dòng)控制。（8） 、工作臺(tái)的聯(lián)動(dòng)控制。2.系統(tǒng)管理程序控制管理稱許是系統(tǒng)的主程序，開(kāi)機(jī)后即進(jìn)入管理程序。其主要功能是接受和執(zhí)行操作者的命令。在設(shè)計(jì)管理程序時(shí)，應(yīng)確定接收命令的形式，系統(tǒng)的各種操作功能等。數(shù)控 X-Y工作臺(tái)的基本操作功能有：輸入加工程序，自動(dòng)加工，刀位控制，工作臺(tái)位置控制，手動(dòng)操作，緊急停機(jī)等。根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)管理程序流程圖如下所示：開(kāi)始NN Y 加工程序輸入鍵按下？機(jī)床復(fù)位 自動(dòng)加工鍵按下？手動(dòng)加工鍵按下？加工數(shù)據(jù)輸入自動(dòng)加工系統(tǒng)初始化 - 28 -NYYN管理程序流程3.自動(dòng)加工程序設(shè)計(jì)（1）機(jī)床在自動(dòng)加工時(shí)的動(dòng)作順序：工作臺(tái)移動(dòng)到位刀具快速進(jìn)給加工退刀工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到下一位置；（2）計(jì)算機(jī)在加工過(guò)程中的操作：讀取刀具軌跡，控制機(jī)床完成加工；（3）由以上分析，設(shè)計(jì)自動(dòng)加工程序框圖如下所示：入口零件坐標(biāo)地址指針手動(dòng)調(diào)整讀零件坐標(biāo)調(diào)步進(jìn)電機(jī)子程序工作臺(tái)移動(dòng)到位刀具快進(jìn) - 29 -NY返回4.步進(jìn)電機(jī)控制子程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的控制包括速度，轉(zhuǎn)角及方向的控制。步進(jìn)電機(jī)在突然啟動(dòng)或停止時(shí)，由于負(fù)載和慣性，會(huì)使電機(jī)失步，所以電機(jī)運(yùn)行時(shí)有一個(gè)加，減速過(guò)程。通過(guò)確定進(jìn)給脈沖數(shù)和脈沖時(shí)間間隔，即可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角與速度的控制。（1）時(shí)間常數(shù)的確定在步進(jìn)電機(jī)控制程序中，利用單片機(jī)的定時(shí)器中斷，延時(shí)產(chǎn)生進(jìn)給脈沖的時(shí)間間隔。此間隔由送入定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)決定。時(shí)間常數(shù)由下式計(jì)算： 3610eTt式中：T 為脈沖時(shí)間間隔（ms） ； 為單片機(jī)機(jī)器周期（ s） ，在時(shí)鐘為 6MHz 時(shí)， =2etets。（2）步進(jìn)電機(jī)加，減速進(jìn)給脈沖及脈沖時(shí)間間隔的確定設(shè)步進(jìn)電機(jī)加，減速方式為直線加，減速。要使步進(jìn)電機(jī)不失步，應(yīng)滿足： mgITT式中： 為步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩； 為負(fù)載力矩； 為慣性力矩。mTgI由步進(jìn)電機(jī) =3.92N.m，取步進(jìn)電機(jī)的加速啟動(dòng)力矩axj加工快速退刀零件坐標(biāo)地址指針加 1零件加工完成 - 30 -max0.86.3920.86.310.84MjT則使步進(jìn)電機(jī)不失不的慣性力矩 1.4.57.2.Ig Ncm步進(jìn)電機(jī)角加速度 2 245.706.(/)931IdTradsJ又maxbbffttt式中： 為上升到步進(jìn)電機(jī)最高頻率所需時(shí)間，所以有：mtmax21.5673064.5().mbft ms加速脈沖個(gè)數(shù)：3ax1674.51.72nft 確定加減脈沖個(gè)數(shù)都為 54 個(gè)又因?yàn)椋簃ax0.5.()nnfftt所以脈沖時(shí)刻 max2nttf結(jié)合 可以算出對(duì)應(yīng)各脈沖時(shí)刻的計(jì)數(shù)器時(shí)間常數(shù)。3610eTtEPROM 存儲(chǔ)器中，時(shí)間常數(shù)依次安排在首地址為 1000H 的存儲(chǔ)單元中，每個(gè)時(shí)間常數(shù)占據(jù)兩個(gè)字節(jié)，低位地址存放時(shí)間常數(shù)低 8 位，高位地址存放時(shí)間常數(shù)高 8 位。在程序中，設(shè)置加速，恒速，減速脈沖計(jì)數(shù)器 N0，N1 ， N2。以計(jì)數(shù)器的值是否為 0作為相應(yīng)過(guò)程是否結(jié)束的標(biāo)志。步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖如下所示：步進(jìn)電機(jī)控制子程序：開(kāi)始 - 31 -NY步進(jìn)電機(jī)控制中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序入口中斷初始化設(shè)時(shí)間常數(shù)地址指針首地址指向 1000H加速減速 脈沖計(jì)數(shù)器賦初值恒速送時(shí)間常數(shù)至計(jì)數(shù)器中開(kāi)中斷啟動(dòng)定時(shí)器 關(guān)中斷？返回送時(shí)間常數(shù)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)一步N0=0？N1=0？ 時(shí)間常數(shù)地址指針加 1 - 32 -中斷返回5.編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（1）內(nèi)存地址分配加速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器 N0 地址設(shè)為 20H；恒速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器 N1 低 8 位字節(jié)地址為 21H，高 8 位字節(jié)地址位 22H；減速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器 N2 地址位 23H。加速，減速，恒速脈沖總數(shù)寄存器 N 低位字節(jié)地址位 24H，高位字節(jié)地址位 25H；步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給控制子程序 FEED 首地址位 0E80H。每調(diào)用一次該程序，步進(jìn)電機(jī)按規(guī)定方向進(jìn)給一步。（2）程序清單N0 EQU 20H ;加速N1L EQU 21H ;恒速N1H EQU 22H N2 EQU 23H ;減速NL EQU 24H ;脈沖總數(shù)寄存器NH EQU 25HDS EQU 26H ；地址指針偏移量FEED EQU 0E80HORG 0E00H0E00 758160 START： MOV P，#60H0E03 758901 MOV TMOD，#01H ； 設(shè)計(jì)數(shù)器工作方式為 1，16 位定時(shí)器0E06 75201B MOV N0，#01A4H ；設(shè) N0 為 3200E09 75231B MOV N2， #1A4H0E0C E520 MOV A ， N0 ；計(jì)算 2XN00E0E 23 RL A0E0F F8 MOV R0， A0E10 C3 CLR C ；計(jì)算 N1=N-2N00E11 E524 MOV A， NL0E13 98 SUBB A， R0N2=0？關(guān)中斷時(shí)間常數(shù)地址指針加 1N2N2-1N1N1-1N0N0-1 - 33 -0E14 F521 MOV N1L， A0E16 E525 MOV A， NH0E18 9400 SUBB A，#00H0E1A F522 MOV N1H，A0E1C 901000 MOV DPTR， #1000H ；設(shè)時(shí)間常數(shù)指針初值為1000H0E1F 752600 MOV DS， #00H ；設(shè)地址偏移量初值為 00H0E22 93 MOVC A, A+DPTR ；從 EPROM 中讀時(shí)間常數(shù)0E23 F58A MOV TL0， A ；送時(shí)間常數(shù)至定時(shí)器 0 中0E25 0526 INC DS0E27 E526 MOV A，DS0E2 93 MOVC A，A+DPTR 0E2A F58C MOV TH0，A0E2C 0526 INC DS0E2E D2AF SETB EA ；開(kāi)中斷允許0E30 D2A9 SETB ET0 ；允許定時(shí)器 0 中斷0E32 D28C SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器 0 開(kāi)始計(jì)算0E34 20AFFD WAIT：JB EA，WAIT ；中斷允許返回0E37 22 RET中斷服務(wù)程序： ORG 000BH000B 02F00 LJMP 0F00H0F00 93 MOVC A，A+DPTR0F03 F58A MOV TL0， A0F05 0526 INC DS0F07 E526 MOV A，DS0F09 93 MOVC A，A+DPTR0F0A F58C MOV TH0， A0F0C 0526 INC DS ；修改地址偏移量指針0F0E D180 ACALL FEED ；調(diào) FEED 子程序0F10 E520 MOV A， N0 ；判斷 N0 是否為 00F12 B400 CJNE A， #00H， LOOP10F15 E52 MOV A， N1H ；判斷 N1 是否為 0 0F17 B40010 CJNE A，#00H， LOOP20F1A E522 MOV A，N1H0F1C B4000B CJNE A，#00H ，LOOP20F1F E523 MOV A，N2 判斷 N2 是否為 0 0F21 B40014 CJNE A，#00H，LOOP30F24 C2AF CLR EA ；N2 為 0 ，減速結(jié)束，關(guān)中斷0F26 32 RETI0F27 1520 LOOP1：DEC N0 ；N0 不為 0，則 N0N0-10F29 32 RETI0F2A E521 LOOP2：MOV A，N1L ；N1 不為 0，則 N1N1-10F2C C3 CLR C0F2D 9401 SUBB A， #01H - 34 -0F2F F521 MOV N1L， A0F31 E522 MOV A， N1H0F33 9400 SUBB A，#00H0F35 F522 MOV N1H，A0F3