機電一體化課程設計論(已修改)
2025-05-23 20:13 本頁面
【正文】 萊蕪職業(yè)技術學院（課程 論文 ） 1 1 前言 機電一體化是以機械技術和電子技術為主題，多門技術學科相互滲透、相互結合的產物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學科。機電一體化使機械工業(yè)的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產由“機械電氣化”邁入了以“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。 本設計中提到的微機數控機床是利用單板或單片微機對機床運動軌跡進行數控及對機床輔助功能動作進行程序控制的一種自動化機械加工設備。采用微機數控機床進行機械加工的最大優(yōu)點是能夠有效地提高中、小批零件的加工生產率，保證加工質量。此外， 由于微型計算機具有價格低、體積小、性能可靠和使用靈活等特點，微機數控機床的一次性投資比全功能數控機床節(jié)省得多，且又便于一般工人掌握操作和維修。因此將專用機床設計成微機數控機床已成為機床設計的發(fā)展方向之一。本設計中用到的步進電機是一種將數字信號直接轉換成角位移或線位移的控制驅動元件，具有快速起動和停止的特點。其驅動速度和指令脈沖能嚴格同步，具有較高的重復定位精度，并能實現正反轉和平滑速度調節(jié)。它的運行速度和步距不受電源電壓波動及負載的影響，因而被廣泛應用于數模轉換、速度控制和位置控制系統(tǒng)。 本設計完成了如下要 求： （ 1）單片機控制系統(tǒng)電路原理圖的設計 （ 2）控制系統(tǒng)電路印制版的繪制 （ 3）利用單片機編程實現兩坐標系統(tǒng)的手動、自動和回位等運動 （ 4）實現兩坐標工作臺極限移動的保護及顯示、報警 （ 5）設計交流電機的點動、正反轉控制和星 三角形啟動的電氣控制原理圖 （ 6）電氣控制電路有相應的保護電路（過載、過壓、欠壓等） （ 7）熟悉機電系統(tǒng)常用元器件（ PLC、交流電機、直流電機、步進電機） 2 總體方案設計 總體分析 萊蕪職業(yè)技術學院（課程 論文 ） 2 本次設計實現的是一兩座標步進電機驅動運動工作臺控制系統(tǒng)的設計。設計采用單片機對系統(tǒng)進行控制， 單片機的包括鍵盤與顯示的控制、與 PC 機的串口通訊、以及電機輸入輸入輸出信號的控制。電機的輸入信號包含報警監(jiān)測，在機床邊緣運用一個接近開關即可實現此目的。 方案框圖 單片機作為控制的核心，一方面對機床的運動方向和位移量進行控制，另外還將與鍵盤對應的位移信息顯示在 LED 上，并實現與 PC 機的通信以及對報警的處理。 三相交流 單片機 H D 727 9 A 4*8 鍵盤 8L E D 顯示 串行通信 光電隔離 光電隔離 功率接口 功率接口 步進電機 X 步進電機 Y 行程開關 工作臺 至上位即 繼電器控制 圖 總體方案設 3 單元模塊設計 鍵盤與顯示模塊 模塊工作原理 本單元模塊電路的功能是通過對單片機編程，由芯片 CH452來對數碼管進行驅動，并對鍵盤進行掃描 。 圖 所示為一來個八位 LED 動態(tài)顯示電路。在同一時刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)的話， 8 位 LED 將顯示相同的字符。若要各位 LED 能夠同時顯示出與本位相應的顯示字符，就必須采用動態(tài)顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，而其他各位的位選線則處于關閉狀態(tài)，同時，段碼線上輸出相應位要顯示的字符段碼。這樣，在同一時刻， 8 位 LED 中只有選通的那一位顯示出字符，而另一位則是熄滅的。同樣 ，在下一時刻，只讓下一位的位選萊蕪職業(yè)技術學院（課程 論文 ） 3 線處于選通狀態(tài)，在段碼線上輸出將要顯示字符的段碼，則同一時刻，只有選通位顯示出相應的字符，而其他各位則是熄滅的。如此循環(huán)下去，就可以使兩位分別顯示出將要顯示的字符
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