【正文】 片機的基本特征MSC—51系列單片機主要有三種：8031，8051和8751。工業(yè)控制中應用最多的是8031。具有21個特殊功能寄存器。具有5個中斷源，配備兩個優(yōu)先級具有一個全雙工串行接口具有位尋址能力，適用邏輯運算從上述特性可知:一塊8031的功能相當于微型計算機系統(tǒng)。口具有提升電阻的8位雙向I/O口，該口的每一位均可獨立的定義為第一I/O口功能或者第二I/O口功能?？刂瓶偩€CB由口的第二功能狀態(tài)和四根獨立的控制線RESET，ALE，組成。（1）EPROM的選擇芯片的型號不同，應用參數(shù)也不同，主要有最大讀出速度，工作溫度及容量。（2）RAM的選擇選RAM是主要考慮因素是RAM的讀寫速度與CPU提供的讀寫時序的匹配要求，還應滿足這樣一個關(guān)系：即8031所能提供的讀寫時間應大于RAM所需求的讀寫時間，常用RAM主要有6116和6264兩種。在這里只用EPROM，地址為0000H1FFFH，擴展RAM與I/O口及外圍設(shè)備實行統(tǒng)一編址。數(shù)據(jù)總線 ～分別與存儲器～一一對應連接。本系統(tǒng)接口電路包括鍵盤、數(shù)碼顯示器及步進電機接口電路，輔助電路包括復位電路及報警顯示電路。８１５５有一個狀態(tài)寄存器，鎖存Ｉ／Ｏ口和定時器的當前狀態(tài)，使ＣＰＵ查詢用。單片機的時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。在時鐘電路工作后，只要在ＲＥＳＥＴ引腳上出現(xiàn)１０ｍｓ以上的高電平，單片機便實現(xiàn)狀態(tài)復位，以后單片機便從００００Ｈ單元開始執(zhí)行程序。由于步進電機需要的驅(qū)動電壓較高（幾十伏），電流也較大（幾安到幾十安），如果將Ｉ／Ｏ口輸出的信號直接與功率放大器相聯(lián)，將會引起強電干擾，輕則影響計算機程序的正常運行，重則導致計算機接口電路的損壞。輸入端與輸出端在電氣上完全隔離。這里主要介紹ＬＥＤ顯示器，它是由八個發(fā)光二極管組成的，當發(fā)光二極管導通時，相應的一個點或列線（行線）發(fā)亮，控制不同的二極管導通就能顯示出各種字符，通常用的是七段顯示器，結(jié)構(gòu)如圖４－４，與發(fā)光二極管的陽極連在一起的成為共陽極顯示器，與陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。第三章 進給伺服系統(tǒng)傳動計算CA6162機床主要技術(shù)參數(shù)如下：最大回轉(zhuǎn)直徑 320mm電機功率 4KWLmax 640mm快進速度 縱向 橫向 切削速度 縱向 橫向 定位精度 移動部件重量 縱向 800N橫向 500N加速時間 25ms機床效率 機械部分設(shè)計計算。 橫向采用燕尾形導軌：式中：G為移動部件的重量（N）；為導軌上的摩擦系數(shù)，隨導軌形勢而不同；K為考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)。具體計算如下：橫向：（2）絲杠傳動時折算到電機軸上的總傳動慣量步進電機經(jīng)一對齒輪降速后傳到絲杠，此傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：式中：具體計算如下：橫向：電機的負載力矩在各種工況下是不同的，下面分快速空載起動時所需力矩、快速進給時所需力矩、最大切削負載時所需力矩等幾部分介紹其計算方法。但必須進一步考核步進電機起動矩頻特性和運行矩頻特性。學會怎樣查找應用設(shè)計手冊和有關(guān)資料，進行全面的機械機械基本技能的綜合性大型練習。大到設(shè)計說明書結(jié)構(gòu)，小到一個字詞的運用，老師都細心的矯正，足見其耐心細致。致謝本設(shè)計從開始收集資料，到順利完成整個設(shè)計任務準備答辯，指導老師給予了耐心的指導和幫助。結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計是學生離校前最重要也是最全面的一次設(shè)計，是高等院校為培養(yǎng)工程技術(shù)人員而進行的一次大型綜合訓練，通過這次設(shè)計，檢查學生綜合運用機械設(shè)計課程的知識，分析和解決問題的能力，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。最大切削負載時所需力矩式中： 在采用絲杠螺母副傳動時，上述各種力矩可用下式計算式中：摩擦力矩 式中：附加摩擦力矩 式中： 折算到電機軸上的切削負載力矩式中：具體計算：橫向： 目前，經(jīng)濟型數(shù)控車床中大多數(shù)采用反應式步進電機。這個軸向負載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動負載C，計算如下： 查表選擇FFB2005,FFB2005型內(nèi)循環(huán)浮動返向器單螺母導程預緊滾珠絲杠副CBFZD3205型外插管埋入式雙螺母墊片預緊國內(nèi)珠絲杠副（表31） 運轉(zhuǎn)系數(shù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)運轉(zhuǎn)系數(shù)無沖擊狀態(tài)~一般運轉(zhuǎn)~有沖擊運轉(zhuǎn)~滾珠絲杠螺母副的傳動效率其中： 橫向： 滾珠絲杠副的軸向變形會影響進給系統(tǒng)的定位精度及運動的平穩(wěn)性，因此應考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量：橫向；當機床脈沖當量和滾珠絲杠導程確定以后，可以先初選步進電機的步距角，計算伺服系統(tǒng)的降速比i橫向：由于該結(jié)構(gòu)傳動比為1，所以采用直連電機用聯(lián)軸器與絲杠直接連接，不采用齒輪傳動。作用在滾珠絲杠上的進給牽引力主要包括切削時的走刀抗力以及移動件的重量和切削分力作用在導軌上的摩擦力。調(diào)整時間和電流參數(shù)，可以實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。設(shè)計時根據(jù)選用的步進電機的容量選擇功率放大器。如圖４－３所示。圖４－２所示為電自動復位與按鈕復位的組合，在上電瞬間電路充電，ＲＥＳＥＴ引腳出現(xiàn)正脈沖，只要電路充電，ＲＥＳＥＴ端保持１０ｍｓ以上的高電平，就能使單片機有效的復位。采用外部時鐘方式，可把直接接地，接外部時鐘源。ＣＰＵ讀地址時，做狀態(tài)寄存器，讀出時是當前Ｉ／Ｏ口和定時器的狀態(tài)，而寫時則作為命令寄存器寫入命令。（1）接口電路具體設(shè)計8155的內(nèi)部RAM和I/O的選擇由引腳IO/控制，當IO/=0時，CPU訪問RAM，ＲＡＭ的低８位編制為：００Ｈ～ＦＦＨ；IO/＝１時，ＣＰＵ訪問ＩＯ口，其低８位編址見教材的真值表，８１５５的工作方式選擇通過對８１５５內(nèi)部命令，寄存器通過設(shè)定控制命令來實現(xiàn)?！cRAM的～一一對應連接，其余地址經(jīng)譯碼產(chǎn)生片選信號。地址總線將～與EPROM的～一一對應連接。因此，EPROM和RAM的地址分配較自由，不必考慮是否發(fā)生沖突。根據(jù)CPU與EPROM的匹配要求，應滿足8031能提供的讀取時間大于EPROM所需要的讀取時間。⑤ 擴展芯片 I/O口擴展集成電路中有三種專用I/O口擴展芯片。③總線結(jié)構(gòu)地址總線AB地址總線寬度為16位，故其外部存儲器直接選址范圍達到64KB，16位地址總線由口經(jīng)地址鎖存器提供低8位，～由直接提供?？刂凭€：（中斷取指令控制），ALE（地址鎖存控制），（中斷存儲器選擇），RESET（復位控制）電源及時鐘：，應用特性：I/O口線不能都用作用戶I/O線，除8051，8751外真正可完全為用戶使用的I/O口線，只有口以及部分作為第一功能使用的口。具有四個I/O口，32根I/O線。片內(nèi)有時鐘發(fā)生電路（6MHz 或12MHz）,每執(zhí)行一條指令時間為2μs或者1μs。并且開發(fā)手段齊全，指令系統(tǒng)功能強，編程靈活性大，硬件資料也很豐富。（1）主控制器及主控制芯片的選擇目前在數(shù)控系統(tǒng)中常用的芯片有8086，8088，80286，80386以及8098，8096等16位機的CPU，在一般的數(shù)控系統(tǒng)中推薦采用MCS—51系列單片機作為主控制器。數(shù)控系統(tǒng)對微機的要求是多方面的，但主要指標是字長和速度，字長不僅影響系統(tǒng)的最大加工尺寸，而且影響加工的精度和運算精度。但步進電機也有缺點，主要是容易丟步，啟動頻率低，工作效率也不夠高，低頻時振動大，可能造成失誤，因此步進電機多用于負載較小，負載變化不大或要求不太高的經(jīng)濟型簡易型數(shù)控設(shè)備中。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度與輸入的脈沖個數(shù)具有較嚴格的比例關(guān)系，而且轉(zhuǎn)動與輸入脈沖在時間上同步，因此可以利用這些特點控制運動的速度和位移量。一般應根據(jù)設(shè)計任務，機床實際情況和要求提出幾個總體方案，進行綜合分析，比較和論證，最后選出一個合理的總體方案。機床標準落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標準研究不夠。(2)體系方面從技術(shù)的角度關(guān)注數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候多，從系統(tǒng)的、產(chǎn)業(yè)鏈的角度綜合考慮數(shù)控產(chǎn)業(yè)化問題的時候少。相關(guān)標準規(guī)范的研究、制定滯后。雖然從縱向看我國的發(fā)展速度很快，但橫向比(與國外對比)不僅技術(shù)水平有差距，在某些方面發(fā)展速度也有差距，即一些高精尖的數(shù)控裝備的技術(shù)水平差距有擴大趨勢。(2)初步形成了數(shù)控產(chǎn)業(yè)基地在攻關(guān)成果和部分技術(shù)商品化的基礎(chǔ)上，建立了諸如華中數(shù)控、航天數(shù)控等具有批量生產(chǎn)能力的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠。在此階段，我國國產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實質(zhì)性進步。在此階段，由于國外的技術(shù)封鎖和我國的基礎(chǔ)條件的限制，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型(Super其次，STEPNC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標準化。我國在2000年也開始進行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。Manufacturing數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。3.當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其