【正文】 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備介紹 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 主控制器 CPU 的選擇 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 存儲(chǔ)器電路的擴(kuò)展 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I/O 口電路的擴(kuò)展 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 其他輔助電路設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 程序部分 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 結(jié)論 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 致 謝 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 參考文獻(xiàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 附 錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 前言 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入自適應(yīng)控制 、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ?，而且人機(jī)截面極為友好，并且有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨于完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化進(jìn)給伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。直線電機(jī) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以使用化。 用數(shù)控銑床加工零件時(shí)， 首先應(yīng)編制該零件的加工程序，這時(shí)數(shù)控銑床的工作指令。將加工程序輸入數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速、啟動(dòng)、停止、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度和位移量，以及工件裝夾和冷卻潤(rùn)滑的開(kāi)關(guān)等動(dòng)作，使刀具與被加工零件以及其他輔助裝置嚴(yán)格按照加工工序規(guī)定的順序、運(yùn)動(dòng)軌跡加工出符合要求的零件。 三坐標(biāo)數(shù)控銑床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象，不論點(diǎn)位控制還是連續(xù)控制，被加工工件的最后坐標(biāo)精度和輪廓精度都受到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳東京都、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。為此，要注意以下三點(diǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求。 （ 1） 減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦力。進(jìn)給系統(tǒng)雖有許多元件，但摩擦阻力主要來(lái)自絲杠和導(dǎo)軌。絲杠和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)化是減少摩擦的重要措施之一。 （ 2） 提高傳動(dòng)精度和剛度。在進(jìn)給系統(tǒng)中滾珠絲杠和支撐結(jié)構(gòu)是決定其傳動(dòng)精度和剛度的主要部件，因此，必須首先保證它們的加工精度。 （ 3） 減少運(yùn)動(dòng)慣量。進(jìn)給系統(tǒng)中每個(gè)元件的慣量對(duì)伺服機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)和制動(dòng)特性都有直接的影響。尤其是處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件，其慣性的影響更大。 設(shè)計(jì) 是在原有普通銑床的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改造，成為三坐標(biāo) 數(shù)控銑床。該機(jī)床能通過(guò)三軸聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)曲線直線等不同的加工路線。 所涉及的三坐標(biāo)數(shù)控銑床 ，三個(gè)坐標(biāo)方向的移動(dòng)均由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，主軸電機(jī)采用交流電機(jī)，所有電機(jī)均由單片機(jī)進(jìn)行控制。 此設(shè)計(jì)主要對(duì)數(shù)控銑床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，了解單片機(jī)的工作原理，主要由以下幾個(gè)方面： X、 Y、 Z 工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是滾珠絲杠的運(yùn)用；機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，了解優(yōu)缺點(diǎn)，充分考慮主要矛盾，擇優(yōu)選??；單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉其應(yīng)用。 三坐標(biāo)銑床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 第一章 緒論 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生及發(fā)展 隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且需頻繁改型。特別是在宇航、造船、軍事等領(lǐng)域所需的零件，精密要求高，形狀復(fù)雜，批量小。普通機(jī)床已不能適應(yīng)這些需求。為了滿(mǎn)足上述要求，一種新型的機(jī)床 —— 數(shù)字程序控制機(jī)床（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床 ）應(yīng)運(yùn)而生。 最早進(jìn)行數(shù)控機(jī)床研制的是美國(guó)人。 1952 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院成功地研制出一套三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，利用脈沖乘法器原理的數(shù)控機(jī)床。但這臺(tái)數(shù)控機(jī)床僅是一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性的機(jī)床，但使用的電子元件是電子管。直到 1954 年 11 月，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床才生產(chǎn)出來(lái)。 從此以后，世界上其他一些工業(yè)國(guó)家也多開(kāi)始開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研制是從 1958 年起步的。 1965 年國(guó)內(nèi)開(kāi)始研制晶體管數(shù)控系 統(tǒng)。從 70 年代開(kāi)始，數(shù)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于車(chē)、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、點(diǎn)加工等領(lǐng)域，數(shù)控 加工中心在上海、北京研制成功。在這一時(shí)期，數(shù)控線切割機(jī)床由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、價(jià)格低廉，在模具加工中得到了推廣。 1985 年，我國(guó)數(shù)控機(jī)床品種有了新的發(fā)展。 早起的數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)采用電子管，體積大、功耗高，只有在微處理機(jī)用于數(shù)控機(jī)床后，才真正是數(shù)控機(jī)床得到了普及。目前數(shù)控技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)是 ：實(shí)現(xiàn)高速度，高精度，大功率，多功能；采用微處理機(jī)和微型計(jì)算機(jī)，向著增強(qiáng)功能、降低雜家、方便使用的目標(biāo)進(jìn)展；積極應(yīng)用計(jì)算技術(shù)、系統(tǒng)工 程理論和控制技術(shù)的最新成果，向著綜合自動(dòng)化方向變革。 數(shù)控機(jī)床的組成及分類(lèi) 數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床種類(lèi)繁多，但從組成一臺(tái)完整的數(shù)控機(jī)床上講，它由控制介質(zhì)、數(shù)控裝備、伺服系統(tǒng)機(jī)床本體組成。 1． 控制介質(zhì) 控制介質(zhì)是指零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的信息載體。控 制介質(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置的類(lèi)型不同而不同，常用的有穿孔紙袋、穿孔卡、磁帶、磁盤(pán)等。另外，隨著 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展，有些數(shù)控設(shè)備利用 CAD/CAM 軟件在其他計(jì)算機(jī)上編程，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)通信，將程序和數(shù)據(jù)直接傳送給數(shù)控裝置 。 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的控制中心。它由輸入裝置、控制裝置和輸出裝置等組成。 輸入裝置受控制介質(zhì)上的信息，經(jīng)過(guò)識(shí)別與譯碼之后，送到控制運(yùn)算器。這些信息將作為控制與運(yùn)算的原始依據(jù)。 控制運(yùn)算器根據(jù)輸入裝置送來(lái)的信息進(jìn)行運(yùn)算，并將控制命令輸送往輸出裝置，輸出裝置將控制器發(fā)出的控制命令送到伺服系統(tǒng)，經(jīng)