3269 普通銑床x52k的數(shù)字控制改造

3269 普通銑床x52k的數(shù)字控制改造,普通,銑床,x52k,數(shù)字控制,改造 攀枝花學(xué)院學(xué)生課程設(shè)計(jì)（論文）題 目: x52k 銑床數(shù)控改造 學(xué)生姓名： 卿 波 學(xué) 號(hào)： 200610601319 所在院(系 )： 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 2006 級(jí) 3 班 指 導(dǎo) 教 師： 周 汝 忠 2009 年 12 月 日攀枝花學(xué)院教務(wù)處制攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 2攀枝花學(xué)院本科學(xué)生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題　目 普通銑床 x52k 的數(shù)字控制改造1、課程設(shè)計(jì)的目的專(zhuān)業(yè)課程綜合訓(xùn)練目的是本使學(xué)生通過(guò)對(duì)所學(xué)主要專(zhuān)業(yè)課的綜合應(yīng)用，基本掌握一般機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及步驟。綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，進(jìn)一步提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，提高控制系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的總體意識(shí)和工程實(shí)踐能力。2、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）設(shè)計(jì)內(nèi)容要求：對(duì)普通銑床進(jìn)行數(shù)控改造，使之成為半自動(dòng)化加工車(chē)床。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：（1）總體方案設(shè)計(jì)；（2）機(jī)械傳動(dòng)改造方案設(shè)計(jì)；（3）控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)；（4）控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。最后將上述內(nèi)容整理成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及圖紙。設(shè)計(jì)結(jié)束后提交:1．4000 字左右的課程設(shè)計(jì)論文;2.有機(jī)械設(shè)計(jì)的完成設(shè)計(jì)分析計(jì)算 3.CNC 系統(tǒng)硬件原理圖及說(shuō)明。4.CNC 軟件框圖及其說(shuō)明。3、主要參考文獻(xiàn)[1]、張建民等 ， 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 ，北京：高等教育出版社，2002 年[2]、趙先仲， 《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 年[3]、吳圣莊， 《金屬切削機(jī)床概論》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993[4]、楊有君， 《數(shù)控技術(shù)》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20054、課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容 學(xué)時(shí)總體方案設(shè)計(jì) 8機(jī)械傳動(dòng)方案的分析與計(jì)算 48CNC 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16CNC 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 8系統(tǒng)性能驗(yàn)算 4繪制所需的各類(lèi)圖及編制技術(shù)文件 20合計(jì) 3 周指導(dǎo)教師（簽字） 日期 2009 年 12 月 1 日教研室意見(jiàn)：年 月 日學(xué)生（簽字）： 接受任務(wù)時(shí)間： 年 月 日注：任務(wù)書(shū)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)。攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 3目錄1.引言： ............................................................52.設(shè)計(jì)任務(wù) ..........................................................53.總體方案的確定 ....................................................63.1.1 導(dǎo)軌副的選用3.1.2 絲杠螺母副的選用3.1.3 減速裝置的選用3.1.4 伺服電動(dòng)機(jī)的選用3.1.5 檢測(cè)裝置的選用3.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..............................................63.3 繪制總體方案圖 ..............................................74.機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型 ..........................................74.1 導(dǎo)軌上移動(dòng)部件的重量估算 ....................................74.2 銑削力的計(jì)算 ................................................74.3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型（縱向） ..........................84.3.1 塊承受工作載荷 的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取maxF4.3.2 距離額定壽命 L 的計(jì)算4.4 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型 .................................94.4.1 最大工作載荷 Fm 的計(jì)算4.4.2 最大動(dòng)工作載荷 FQ 的計(jì)算4.4.3 初選型號(hào)4.4.4 傳動(dòng)效率 η 的計(jì)算4.4.5 剛度的驗(yàn)算4.4.6 壓桿穩(wěn)定性校核4.5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用 .....................................104.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 .....................................104.6.1 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jeq4.6.2 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Teq4.6.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定4.6.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核5.增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的選用 ...........................................146. 繪制進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 ..........................................147．工作臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................148．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源選用 ........................................169.選擇 AT89S52 單片機(jī)的控制系統(tǒng)計(jì)…………………………………………….17攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 410.控制軟件設(shè)計(jì)……………………… …………………………………..…….1911.致謝……………………………………………………………………….…… 21參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………..21 攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 51.引言：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。X-Y 數(shù)控工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件，如數(shù)控車(chē)床的縱—橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的 X-Y 工作臺(tái)、激光加工設(shè)備的工作臺(tái)、電子元件表面貼裝設(shè)備等。模塊化的 X-Y 數(shù)控工作臺(tái)，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其中伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在 X、Y 方向的直線移動(dòng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專(zhuān)門(mén)廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載荷選取即可?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)計(jì)專(zhuān)用的微機(jī)控制系統(tǒng)。2.設(shè)計(jì)任務(wù)題目：數(shù)控 X-Y 工作臺(tái)設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一種供應(yīng)式數(shù)控銑床使用的 X-Y 數(shù)控工作臺(tái)，主要參數(shù)如下：1. 立銑刀最大直徑的 d=15mm；2. 立銑刀齒數(shù) Z=3;3. 最大銑削寬度 =15mm;ea4. 最大背吃刀量 =5mm;p5. 每齒進(jìn)給量 fz=0.4mm6. 加工材料為碳素鋼活有色金屬。7. X、Y 方向的脈沖當(dāng)量 =0.004mm;xy??8. X、Z 方向的定位精度均為 mm;01.?9. 加工范圍為 200×150㎜;10.工作臺(tái)空載進(jìn)給最快移動(dòng)速度： ;maxa30/minzV?11.工作臺(tái)進(jìn)給最快移動(dòng)速度: ;4xff攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 63.總體方案的確定3.1 機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇3.1.1 導(dǎo)軌副的選用腰設(shè)計(jì)數(shù)控車(chē)床工作臺(tái)，需要承受的載荷不大，而且脈沖當(dāng)量小，定位精度高，因此選用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，它具有摩擦系數(shù)小，不易爬行，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊，安裝預(yù)緊方便等優(yōu)點(diǎn)。3.1.2 絲杠螺母副的選用伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要通過(guò)絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，需要滿足 0.004mm 沖當(dāng)量和 mm 的定位精度，滑動(dòng)絲杠副為能為力，只有選用滾珠絲桿副才能達(dá)到要求，01.?滾珠絲桿副的傳動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。3.1.3 減速裝置的選用選擇了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和滾珠絲桿副以后，為了圓整脈沖當(dāng)量，放大電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降低運(yùn)動(dòng)部件折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可能需要減速裝置，且應(yīng)有消間隙機(jī)構(gòu)，選用無(wú)間隙齒輪傳動(dòng)減速箱。3.1.4 伺服電動(dòng)機(jī)的選用任務(wù)書(shū)規(guī)定的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到 0.001mm，定位精度也未達(dá)到微米級(jí)，空載最快移動(dòng)速度也只有因此 3000mm/min，故本設(shè)計(jì)不必采用高檔次的伺服電動(dòng)機(jī)，因此可以選用混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。以降低成本，提高性價(jià)比。3.1.5 檢測(cè)裝置的選用選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為伺服電動(dòng)機(jī)后，可選開(kāi)環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書(shū)所給的精度對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)還是偏高，為了確保電動(dòng)機(jī)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用半閉環(huán)控制，擬在電動(dòng)機(jī)的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應(yīng)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角相匹配。考慮到 X、Y 兩個(gè)方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計(jì)工作量，X、Y 兩個(gè)坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動(dòng)機(jī)以及檢測(cè)裝置擬采用相同的型號(hào)與規(guī)格。攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 73.2 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)的 X-Z 工作臺(tái)準(zhǔn)備用在數(shù)控車(chē)床上，其控制系統(tǒng)應(yīng)該具有單坐標(biāo)定位，兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)與圓弧插補(bǔ)的基本功能，所以控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。2）對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的半閉環(huán)控制，選用 MCS-51 系列的 8 位單片機(jī) AT89S52 作為控制系統(tǒng)的 CPU，能夠滿足任務(wù)書(shū)給定的相關(guān)指標(biāo)。3）要設(shè)計(jì)一臺(tái)完整的控制系統(tǒng)，在選擇 CPU 之后，還要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，鍵盤(pán)與顯示電路，I/O 接口電路，D/A 轉(zhuǎn)換電路，串行接口電路等。4）選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。3.3 繪制總體方案圖總體方案圖如圖所示。人 機(jī) 接 口 機(jī) 電 接 口 步 進(jìn) 電 機(jī)步 進(jìn) 電 機(jī) Y方 向 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu)X方 向 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu)型機(jī) 驅(qū)動(dòng)電路微總體方案圖4.機(jī)械傳動(dòng)部件的計(jì)算與選型4.1 導(dǎo)軌上移動(dòng)部件的重量估算按照下導(dǎo)軌上面移動(dòng)部件的重量來(lái)進(jìn)行估算。包括工件、夾具、工作臺(tái)、上層電動(dòng)機(jī)、減速箱、滾珠絲杠副、導(dǎo)軌座等,估計(jì)重量約為 800N4.2 銑削力的計(jì)算攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 8設(shè)零件的加工方式為立式銑削，采用硬質(zhì)合金立銑刀，工件的材料為碳鋼。則由表3-7 查得立銑時(shí)的銑削力計(jì)算公式為：(6-11)0.8570.31.cezp1afdanZF??今選擇銑刀的直徑為 d=15mm，齒數(shù) Z=3,為了計(jì)算最大銑削力，在不對(duì)稱(chēng)銑削情況下，取最大銑削寬度為 ，背吃刀量 =5mm ，每齒進(jìn)給量 ，銑刀轉(zhuǎn)速emp zf0.4m?。則由式（6-11）求的最大銑削力：n30r/i=0.850.750.731.0.13c14N2586F??????（1）主切削力 ，總切削力 F 在銑刀主運(yùn)動(dòng)方向上的分力，即沿銑刀外圓切線方向????上的分力，是主要消耗功率的力（2）進(jìn)給力 ,總切削力 在縱向進(jìn)給方向上的分力???? ??’（3）橫向進(jìn)給力 ,總切削力 在橫向進(jìn)給方向上的分力???? ??’（4）垂直進(jìn)給力 ，總切削力 在垂直進(jìn)給方向上的分力?????? ??’采用立銑刀進(jìn)行圓柱銑削時(shí)，各銑削力之間的比值可由表查得，考慮逆銑時(shí)的情況，可估算三個(gè)方向的銑削力分別為： , ，fcF1.2845N??ecF0.389N??。圖 3-4a 為臥銑情況，現(xiàn)考慮立銑，則工作臺(tái)受到垂直方向的銑削力fncF0.2567N??，受到水平方向的銑削力分別為 和 。今將水平方向較大的銑削力分配ze983ffn給工作臺(tái)的縱向，則縱向銑削力 ，徑向銑削力為xf yfnF647?4.3 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的計(jì)算與選型（縱向）4.3.1 塊承受工作載荷 的計(jì)算及導(dǎo)軌型號(hào)的選取maxF工作載荷是影響直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副使用壽命的重要因素。本例中的 X-Y 工作臺(tái)為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式?？紤]最不利的情況，即垂直于臺(tái)面的工作載荷全部由一個(gè)滑塊承擔(dān)，則單滑塊所受的最大垂直方向載荷為：(6-12)maxGF4??其中，移動(dòng)部件重量Ｇ＝800N，外加載荷 ，代入式（6-12） ，得最大工zF=983N?作載荷 =1183N=1.183kN。maxF查表根據(jù)工作載荷 =1.183kN，初選直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的型號(hào)為 KL 系列的 JSA-LG15maxF型，其額定動(dòng)載荷 ，額定靜載荷 。C7.94kN?0aC.5k攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 9任務(wù)書(shū)規(guī)定加工范圍為 200×150㎜，考慮工作行程應(yīng)留有一定余量，查表選取導(dǎo)軌的長(zhǎng)度為 520mm。4.3.2 距離額定壽命 L 的計(jì)算上述所取的 KL 系列 JSA-LG15 系列導(dǎo)軌副的滾道硬度為 60HRC，工作溫度不超過(guò) C，10?每根導(dǎo)軌上配有兩只滑塊，精度為 4 級(jí)，工作速度較低，載荷不大。分別取硬度系數(shù)f =1.0，溫度系數(shù) f =1.00，接觸系數(shù) f =0.81，精度系數(shù) f =0.9，載荷系數(shù)HTcRf =1.5，代入式（3-33） ，得距離壽命：wL= KmFCfawrcth 5620)(3mx???遠(yuǎn)大于期望值 50Km，故距離額定壽命滿足要求。4.4 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算與選型4.4.1 最大工作載荷 Fm 的計(jì)算如前所述，在立銑時(shí)，工作臺(tái)受到進(jìn)給方向的載荷（與絲杠軸線平行）Fx=2845N,受到橫向載荷（與絲杠軸線垂直）Fy=647N，受到垂直方向的載荷（與工作臺(tái)面垂直）Fz=983N.已知移動(dòng)部件總重量 G=800N，按矩形導(dǎo)軌進(jìn)行計(jì)算，取顛覆力矩影響系數(shù) K=1.1，滾動(dòng)導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù) =0.005。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：?Fm=KFx+ (Fz+Fy+G)=[1.1 2845+0.005 (983+647+800)]N 3142N??4.4.2 最大動(dòng)工作載荷 FQ 的計(jì)算設(shè)工作臺(tái)在承受最大銑削力時(shí)的最快進(jìn)給速度 v=400mm/min，初選絲杠導(dǎo)程 Ph=5mm,則此時(shí)絲杠轉(zhuǎn)速 n=v/Ph=80r/min。取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h,代入 L0=60Nt/106,得絲杠壽命系數(shù) L0=72（單位為：106r） 。查表，取載荷系數(shù) fw=1.2,滾道硬度為 60HRC 時(shí)，取硬度系數(shù) fH=1.0,代入式（3-23） ，求得最大動(dòng)載荷：FQ= NfLmHw156830?4.4.3 初選型號(hào)根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷和初選的絲杠導(dǎo)程，選擇濟(jì)寧博特精密絲杠制造有限公司生產(chǎn)的 G 系列 4006-3 型滾珠絲杠副，為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱(chēng)直徑為40mm，導(dǎo)程為 5mm，循環(huán)滾珠為 3 圈*1 系列，精度等級(jí)取 5 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 15960N，攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 10大于 FQ，滿足要求。4.4.4 傳動(dòng)效率 η 的計(jì)算將公稱(chēng)直徑 d0=40mm,導(dǎo)程 Ph=5mm,代入 λ=arctan[P h/(∏d 0)]，得絲杠螺旋升角λ=2°53′。將摩擦角 ψ=10′，代入 η=tanλ/tan(λ+ψ),得傳動(dòng)效率 η=97%。4.4.5 剛度的驗(yàn)算(1)X-Y 工作臺(tái)上下兩層滾珠絲杠副的支承均采用“單推-單推”的方式。絲杠的兩端各采用-對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配，左、右支承的中心距約為 a=500mm；鋼的彈性模量 E=2.1х10 5Mpa;查表得滾珠直徑 Dw=3.969mm，絲杠底徑 d2=35.2mm,絲杠截面積 S=/4=972.65m 。2d?2m忽略式（3-25）中的第二項(xiàng)，算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產(chǎn)生的拉/壓變形量mm=0.00769mm.。51/()[3140/(.1972.6)]mFaES????(2) 根據(jù)公式 ，求得單圈滾珠數(shù) Z=30；該型號(hào)絲杠為單螺母，滾珠的圈)WZd??數(shù) 列數(shù)為 3 1，代入公式 Z 圈數(shù) 列數(shù)，得滾珠總數(shù)量 =90。絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸???Z?向預(yù)緊力 /3=1047N。則由式（3-27） ，求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量YJmmm。20.7??因?yàn)榻z杠有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的 1/3，所以實(shí)際變形量可以減少一半，取=0.00136mm。2(3) 將以上算出的 和 代入 ，求得絲杠總變形量（對(duì)應(yīng)跨度 500mm）1?212???總=0.00905mm=9.05?總 m?本例中，絲杠的有效行程為 330mm，由表知，5 級(jí)精度滾珠絲杠有效行程在315~400mm 時(shí)，行程偏差允許達(dá)到 25 ，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。?4.4.6 壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)公式（3-28）計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷 FK。取支承系數(shù) =1；由絲杠底徑 d2=35.2mmkf求得截面慣性矩 75321.73 ；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3（絲杠臥式水平安42/6Id???4m裝） ；滾動(dòng)螺母至軸向固定處的距離 a 取最大值 500mm。代入式（3-28） ，得臨界載荷FK=10397N，故絲杠不會(huì)失穩(wěn)。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。4.5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用為了滿足脈沖當(dāng)量的的設(shè)計(jì)要求，增大步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使?jié)L珠絲杠和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上盡可能的小，今在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出軸上安裝一套齒輪機(jī)減速，采用一級(jí)減速，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出軸與齒輪相連，滾珠絲杠的軸頭與大齒輪相連。其中大齒輪設(shè)計(jì)成雙片結(jié)構(gòu)。已知工作臺(tái)的脈沖當(dāng)量 =0.004mm/脈沖，滾珠絲杠的的導(dǎo)程 Ph=5mm， 初選步進(jìn)電?攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 11動(dòng)機(jī)的步距角 =0.75°。根據(jù)式（3-12） ，算得減速比：?=（0.75 5）/（360 0.004）=25/10()/360hiP???本設(shè)計(jì)選用常州市新月電機(jī)有限公司生產(chǎn)的 JBF-3 型齒輪減速箱。大小齒輪模數(shù)均為 1mm，齒數(shù)比為 50：20，材料為 45 調(diào)質(zhì)鋼，齒表面淬硬后達(dá)到 55HRC。減速箱中心距為[（50+20） 1/2]mm=35mm,小齒輪厚度為 20mm，雙片大齒輪厚度均為 10mm。?4.6 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型4.6.1 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jeq 已知：滾珠絲杠的公稱(chēng)直徑 d0=40mm，總長(zhǎng) l=500mm，導(dǎo)程 Ph=5mm，材料密度=7.85 10-5kg/ ;移動(dòng)部件總重力 G=800N；小齒輪齒寬 b1=20mm.，直徑 d1=30mm，大??2cm小齒輪齒寬 b2=20mm，直徑 d2=75mm；傳動(dòng)比 i=25/10。如表 4-1 所示，算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下：2SLRJ???2ZRJ???b滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Js=0.617kg·cm2;拖板折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jw=0.517kg·cm2;小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jz1=0.125 kg·cm2；大齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jz2=4.877 kg·cm2。初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 90YBG2602,為兩相混合式，由常州寶馬集團(tuán)公司生產(chǎn)，二相八拍驅(qū)動(dòng)時(shí)的步距角為 0.75°，從表查得該型號(hào)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jm=4 kg·cm2。則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：=5.087 kg·cm2212()/eqmZWSJJi???4.6.2 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 Teq 分快速空載和承受最大負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。1) 快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 由式（4-8）可知， 包括三部分;1eqT1eqT一部分是快速空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 ；一部分是移動(dòng)部件max運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ；還有一部分是滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)f轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)式（4-12）可知， 相0T 0對(duì)于 和 很小，可以忽略不計(jì)。則有：maxTf= + （6-13）1eqmaxfT根據(jù)式（4-9） ，考慮傳動(dòng)鏈的總效率 ，計(jì)算空載起動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上最大加?速轉(zhuǎn)矩：攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 12=maxT(6-14)2160eqmaJnt???其中： =1562.5r/min max360vn???(6-15)式中 —空載最快移動(dòng)速度，任務(wù)書(shū)指定為 3000mm/min；maxV—步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，預(yù)選電動(dòng)機(jī)為 0.75 ；??—脈沖當(dāng)量，本例 =0.004mm/脈沖。??設(shè)步進(jìn)電機(jī)由靜止加速至 所需時(shí)間 ，傳動(dòng)鏈總效率 。則由式（6-mn0.4ats?0.7??14）求得：=maxT425.871562.09760Nm?????由式（4-10）知，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)，折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為：= (6-16)fT().5(8)0.5.1822.7/zhFGPi??????????式中 ——導(dǎo)軌的摩擦因素，滾動(dòng)導(dǎo)軌取 0.005?——垂直方向的銑削力，空載時(shí)取 0zF——傳動(dòng)鏈效率，取 0.7最后由式（6-13）求得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：= + =0.2988N m (6-17) 1eqTmaxf?2) 最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 2eqT由式（4-13）可知， 包括三部分：一部分是折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載2eq轉(zhuǎn)矩 ；一部分是移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 ；還有一部分是滾tT f 90BYG2602 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 13珠絲杠預(yù)緊后折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 ， 相對(duì)于 和 很小，可以忽略0TfTt不計(jì)。則有： = + （6-18）2eqTtf其中折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 由公式（4-14）計(jì)算。有：t28450.1.2947/fhtFPTNmi??????再由式（4-10）計(jì)算垂直方向承受最大工作負(fù)載 情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)(983)zF?時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩： ()0.5(9830).50.4622.7/1zhfFGPT Nmi???????????最后由式（6-18） ，求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：= + =1.2986N/m （6-19）2eqtf最后求得在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： 12max{,}.986eqeqTTNm???4.6.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù) 來(lái)選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩eq時(shí)，需要考慮安全系數(shù)。取 K=4, 則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：（6-20）max41.29865.4jeqTNm????初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 90BYG2602，查得該型號(hào)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩 =6N m。axjT?可見(jiàn)，滿足要求。4.6.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核1)最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快工進(jìn)速度=400mm/min，脈沖當(dāng)量 /脈沖，由式（4-16）求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻maxfV0.4m??率 。從 90BYG2602 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行矩頻特性曲線圖可以看[40/(6.)]167zH???出在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 5.6N m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩axfT?=1.2986N m，滿足要求。2eqT?2）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快空載移動(dòng)速度=3000mm/min，求出其對(duì)應(yīng)運(yùn)行頻率 。在此頻率下，maxv max[30/(6.04)]125f HZ???電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 =1.7N m，大于快速空載起動(dòng)時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 =0.2988N m，滿足要axT? eqT?求。攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 143）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核 與快速空載移動(dòng)速度 =3000mm/min 對(duì)應(yīng)的maxv電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率為 。查表知 90BYG2602 電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá) 20000max1250fHZ?，可見(jiàn)沒(méi)有超出上限。zH4）起動(dòng)頻率的計(jì)算 已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的25.087eqJkgc??轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時(shí)的空載起動(dòng)頻率 。由式24mJkgc?? 10qzfH（4-17）可知步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率為： 194.21/qL zemff HJ???說(shuō)明：要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于。實(shí)際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選得更低，通常只有 100 。194.2zH zH綜上所述，本次設(shè)計(jì)中工作臺(tái)的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)選用 90BYG2602 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，完全滿足設(shè)計(jì)要求。5.增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的選用本設(shè)計(jì)所選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用半閉環(huán)控制，可在電動(dòng)機(jī)的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應(yīng)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 ，可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)時(shí)，需要控制系統(tǒng)發(fā)出 個(gè)步進(jìn)脈沖。0.75?? 360/48??考慮到增量式旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的 A、B 相信號(hào)，可以送到四倍頻電路進(jìn)行電子四細(xì)分，因此，編碼器的分辨力可選 120 線。這樣控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角，編碼器對(duì)應(yīng)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)。此次設(shè)計(jì)選用的編碼器型號(hào)為：ZLK-A-120-05VO-10-H 盤(pán)狀空心型，孔徑 10mm，與電動(dòng)機(jī)尾部出軸相匹配，電源電壓+5V，每秒輸出 120 個(gè) A/B 脈沖，信號(hào)為電壓輸出。6. 繪制進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖所示。攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 15伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 主 動(dòng)齒 輪從 動(dòng)齒 輪 滾 珠 絲 杠工 作 臺(tái)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖7．工作臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路時(shí)主要考慮以下功能：（1） 接收鍵盤(pán)數(shù)據(jù)，控制 LED 顯示（2） 接受操作面板的開(kāi)關(guān)與按鈕信息；（3） 接受車(chē)床限位開(kāi)關(guān)信號(hào)；（4） 接受電動(dòng)卡盤(pán)夾緊信號(hào)與電動(dòng)刀架刀位信號(hào)；（5） 控制 X，Z 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；（6） 控制主軸的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)與停止；（7） 控制多速電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)主軸有級(jí)變速；（8） 控制交流變頻器，實(shí)現(xiàn)主軸無(wú)級(jí)變速；（9） 控制切削液泵啟動(dòng)/停止；（10）控制電動(dòng)卡盤(pán)的夾緊與松開(kāi)；（11）控制電動(dòng)刀架的自動(dòng)選刀；（12）與 PC 機(jī)的串行通信。X-Y 數(shù)控工作臺(tái)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計(jì)算機(jī)，也可以設(shè)計(jì)專(zhuān)用的微機(jī)控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì) CPU 選用 ATMEL 公司的 8 位單片機(jī)AT89S52，由于 AT89S52 本身資源有限，所以擴(kuò)展了一片 EPROM 芯片 W27C512 用做程序存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展了一片 SRAM 芯片 6264 用做數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存放用戶程序；由于數(shù)控工作臺(tái)還需要加入銑刀運(yùn)動(dòng)控制和程序輸入等指令，所以除設(shè)置了 X﹑Y 方向的控制指令鍵，操作開(kāi)停鍵，急停鍵和復(fù)位鍵等外還采用 8279 來(lái)管理擴(kuò)展多種按鍵。8279是一種通用的可編程鍵盤(pán)顯示器接口芯片，它能完成鍵盤(pán)輸入和顯示控制兩種功能。鍵盤(pán)部分提供掃描工作方式，可與 64 個(gè)按鍵的矩陣鍵盤(pán)進(jìn)行連接，能對(duì)鍵盤(pán)實(shí)行不間斷的自動(dòng)掃描，自動(dòng)消除抖動(dòng)，自動(dòng)識(shí)別按鍵并給出鍵值。顯示部分包括一組數(shù)碼顯示管和攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 16七只發(fā)光二極管。與 PC 機(jī)的串行通信經(jīng)過(guò) MAX233，可以采用 PC 機(jī)將編好的程序送入本系統(tǒng)。控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)需要三個(gè)要素：方向﹑轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。對(duì)于含有硬件環(huán)形分配器的驅(qū)動(dòng)電源，方向取決于控制器送出的方向電頻的高低，轉(zhuǎn)角取決于控制送出的步進(jìn)脈沖個(gè)數(shù)，而轉(zhuǎn)速則取決于控制器發(fā)出的步進(jìn)脈沖的頻率。在步進(jìn)電動(dòng)的控制中，方向和轉(zhuǎn)角控制簡(jiǎn)單，而轉(zhuǎn)速控制則比較復(fù)雜。由于步進(jìn)電動(dòng)的轉(zhuǎn)速正比于控制脈沖的頻率，所以對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脈沖頻率的調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度的調(diào)節(jié)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)頻的軟件延時(shí)和硬件定時(shí)。采用軟件延時(shí)法實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，程序簡(jiǎn)單，不占用其他硬件資源；缺點(diǎn)是控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，CPU 不能做其他事。硬件定時(shí)要占用一個(gè)定時(shí)器。本設(shè)計(jì)沒(méi)有從硬件上布置，由于單片機(jī)功能強(qiáng)大，采用軟件延時(shí)。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率低于它本身的起動(dòng)頻率時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以用運(yùn)行頻率直接起動(dòng)，并以該頻率連續(xù)運(yùn)行；需要停止的時(shí)候，可以從運(yùn)行頻率直接降到零，無(wú)需升降頻控制。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率 （為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有載起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)頻率）時(shí)，若直接用 起動(dòng)，由于頻率太高，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)會(huì)失步，甚至?xí)G步，甚至停轉(zhuǎn)；同樣在 頻率下突然停止，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)會(huì)超程。因此，當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行頻率 下工作時(shí)，就需要采用升降頻控制，以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)從起動(dòng)頻率開(kāi)始，逐漸加速升到運(yùn)行頻率 ，然后進(jìn)入勻速運(yùn)行，停止前的降頻可以看作是升頻的逆過(guò)程。雖然本設(shè)計(jì)采用了半閉環(huán)控制，加入了增量式編碼器作為反饋信號(hào)，但是在編程過(guò)程中仍需設(shè)計(jì)升降頻的部分，以使步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、精確。根據(jù)需要，可編寫(xiě)出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的程序。AT89S52 指令與 80C51 指令完全兼容?？刂葡到y(tǒng)原理框圖如圖所示。復(fù) 位 電 路晶 振 電 路 螺 紋 光 柵 信 號(hào)操 作 面 板 開(kāi) 關(guān) /按 鈕 信 號(hào)隔 離 放 大隔 離 放 大隔 離 放 大隔 離 放 大隔 離 放 大隔 離 放 大隔 離 放 大隔 離 放 大 向 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī)向 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī)刀 架 電 動(dòng) 機(jī)卡 盤(pán) 電 動(dòng) 機(jī)主 軸 電 動(dòng) 機(jī)切 削 電 動(dòng) 機(jī)方 刀 架 位 信 號(hào)限 位 開(kāi) 關(guān) 信 號(hào)交 流 變 頻 器 主 軸 電 動(dòng) 機(jī) 單 片 機(jī) 并 行接 口芯 片825轉(zhuǎn) 換芯 片 03芯 片芯 片 624鍵 盤(pán) 與 顯 示 接 口芯 片 879串 行 口 芯片 3攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 17控制系統(tǒng)原理框圖8.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源選用設(shè)計(jì)中 X、Y 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)均為 90BYG2602 型，生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團(tuán)公司。選擇與之匹配的驅(qū)動(dòng)電源為 BD28Nb 型，輸入電壓為 1000VAC，相電流為 4A，分配方式為二相八拍。該驅(qū)動(dòng)電源與控制器的接線方式如圖所示。9 選擇 AT89S52 單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)x-y 工作臺(tái)的工作原理比較簡(jiǎn)單，x,y 向均采用步進(jìn)電機(jī)并通過(guò)齒輪減速器和絲杠傳動(dòng)副帶動(dòng)工作臺(tái)沿 x 和 y 向運(yùn)動(dòng)，與車(chē)床 x 軸，z 軸和銑床的 x軸，y 軸與 z 軸的傳動(dòng)原理相同。如對(duì) x-y 工作臺(tái)的控制要求先作如下規(guī)定：（1）步進(jìn)電機(jī)選用四相八拍，其脈沖當(dāng)量為 0.004mm/step;(2)能用鍵盤(pán)輸入命令，控制工作臺(tái)的 x 向，y向運(yùn)動(dòng)及實(shí)現(xiàn)其他功能，其運(yùn)動(dòng)范圍均為 0-200mm（3）能實(shí)時(shí)顯示工作臺(tái)的當(dāng)前位置;(4)具有越程指示報(bào)警及停止功能(5)采用硬件進(jìn)行環(huán)形分配，字符發(fā)生及鍵盤(pán)掃描均由軟件實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成：現(xiàn)選用 AT89S521 單片機(jī)芯作為主芯片。它有， ， ， 四個(gè) 8 位口， 口可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 門(mén)電路，16 根地址總??0 ??1 ??2 ??3 ??0線由它地址鎖存器（74LS373）提供低 8 位 ～ ，而高 8 位 ～ 由 口??0 ??7 ??8 ??15??2直接提供。數(shù)據(jù)總線由 口直接提供?？刂瓶偩€由 口的第二功能狀態(tài)和 4??0 ??3根獨(dú)立的控制線 RESET，EA，ALE，PSEN 組成。僅剩 口可供控制外設(shè)。因??1BD28Nb 型驅(qū)動(dòng)電源接線圖攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 18此不能滿足上述要求，又由于 AT89S52 芯片無(wú) ROM，且只有 128 字節(jié)的 RAM，是不夠用的，故也需要進(jìn)行擴(kuò)展?，F(xiàn)采用 8155 和 2764，6264 芯片作為 I/O口和存儲(chǔ)器擴(kuò)展芯片。顯示器采用 LED 數(shù)碼顯示，從控制要求不看，需要 5位數(shù)碼顯示，其中整數(shù)部分 3 位，小數(shù)部分 2 位。其他輔助電路有復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，越位報(bào)警指示電路。延時(shí)可利用 8155 的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的引腳TMRIN 和 TMROUT綜上所述繪制單片機(jī)（AT89S52）控制系統(tǒng)工作原理圖如下所示：攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 19單片機(jī)控制系統(tǒng)工作原理圖攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 2010.控制軟件設(shè)計(jì)（一）步進(jìn)電機(jī)控制程序ORG 8100HROUTN2: MOV R2, COUNT ;步進(jìn)電機(jī)步數(shù)LOOP0: MOV R3, #00H MOV DPTR , #POINT ;送控制模型指針JNB 00H,LOOP2 ；反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn) LOOP2LOOP1： MOV A,R3 ;取控制模型MOVC A ,@A+DPTR JZ LOOP0MOV P1,AACALL DELAY ;延時(shí)INC R3DJNZ R2,LOOP1 ;步數(shù)未走完，繼續(xù)RETLOOP2: MOV A, R3 ;ADD A,#07H MOV R3,AAJMP LOOP1（二）鍵盤(pán)程序 MOV DPTR,#7FFFH ;指向 8279 控制口MOV A ,#00H ;鍵盤(pán)設(shè)置為編碼掃描，雙鍵鎖定方式MOVX @DPTR, A ;輸出控制字MOV A ,#2FH ;置分頻數(shù)為 15MOVX @DPTR , A ;輸出控制字KO: MOV 30H,#1LCALL LSLJMP KEYK1: MOV 30H,#6LCALL LSLJMP KEYK2: MOV A , #0EHMOV DPTR , ##17FFH ;指向 8355 C 口，輸出 X 向電機(jī)正轉(zhuǎn)代碼MOVX @DPTR ,ALJMP KEYK3: MOV 30H,#2LCALL LSLJMP KEYK4: MOV 30H,#7攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 21LCALL LSLJMP KEYK5: MOV A , #0DHMOV DPTR , ##17FFH ;指向 8355 C 口，輸出 X 向電機(jī)反轉(zhuǎn)代碼MOVX @DPTR ,ALJMP KEYK6: MOV 30H,#3LCALL LSLJMP KEYK7: MOV 30H,#8LCALL LSLJMP KEYK8: 回零位K9: MOV 30H,#4LCALL LSLJMP KEYK10: MOV 30H,#9LCALL LSLJMP KEYK11: MOV A , #0BHMOV DPTR , ##17FFH ;指向 8255 C 口，輸出 Y 向電機(jī)正轉(zhuǎn)代碼MOVX @DPTR ,ALJMP KEYK12: MOV 30H,#5LCALL LSLJMP KEYK13: MOV 30H,#0LCALL LSLJMP KEYK14: MOV A , #07HMOV DPTR , ##17FFH ;指向 8355 C 口，輸出 Y 向電機(jī)反轉(zhuǎn)代碼MOVX @DPTR ,ALJMP KEY（三）顯示程序LS ：MOV DPTR,#7FFFH ;指向 8279 控制口MOV A ,#08H ;16 位顯示，左入口MOVX @DPTR, A ;輸出控制字MOV A ,#2FH ;置分頻數(shù)為 15MOV A ,#90H MOVX @DPTR , A ;輸出控制字MOV R0 ,#30H MOV R2 ,#10HMOV DPTR,#6FFFH ;指向 8279 數(shù)據(jù)口AGAIN：MOV A ，@R0 ;從片內(nèi) RAM 中取出段選碼攀枝花學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 22MOVX @ DPTR,AINC R0 DJNZ R2 ,AGAIN ;16 位未完，繼續(xù)11.致謝經(jīng)過(guò)三周的課程設(shè)計(jì)，我不但加深了對(duì)課本知識(shí)的了解，更加強(qiáng)了對(duì)手能力，本次課程設(shè)計(jì)題目是對(duì)銑床的數(shù)控改造，這是一項(xiàng)非常有意義的課題，實(shí)現(xiàn)對(duì)銑床的數(shù)控改造可以大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。非常感謝本次課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師，不但細(xì)仔地講解各種改造方案，而且給我們提供了很大的幫助和很好的建議。參考文獻(xiàn)[1]、張建民等 ， 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 ，北京：高等教育出版社，2002 年[2]、趙先仲， 《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 年[3]、吳圣莊， 《金屬切削機(jī)床概論》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993[4]、楊有君， 《數(shù)控技術(shù)》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[5]. 機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 尹志強(qiáng)等編著 北京:機(jī)械工業(yè)出版社[6]. 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 曾勵(lì)主編 北京:高等教育出版社