【正文】 片機(jī)的基本特征MSC—51系列單片機(jī)主要有三種：8031，8051和8751。工業(yè)控制中應(yīng)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(yùn)算從上述特性可知:一塊8031的功能相當(dāng)于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？诰哂刑嵘娮璧?位雙向I/O口，該口的每一位均可獨(dú)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(dú)立的控制線RESET，ALE，組成。（1）EPROM的選擇芯片的型號不同，應(yīng)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(shí)序的匹配要求，還應(yīng)滿足這樣一個關(guān)系：即8031所能提供的讀寫時(shí)間應(yīng)大于RAM所需求的讀寫時(shí)間，常用RAM主要有6116和6264兩種。在這里只用EPROM，地址為0000H1FFFH，擴(kuò)展RAM與I/O口及外圍設(shè)備實(shí)行統(tǒng)一編址。數(shù)據(jù)總線 ～分別與存儲器～一一對應(yīng)連接。本系統(tǒng)接口電路包括鍵盤、數(shù)碼顯示器及步進(jìn)電機(jī)接口電路，輔助電路包括復(fù)位電路及報(bào)警顯示電路。８１５５有一個狀態(tài)寄存器，鎖存Ｉ／Ｏ口和定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài)，使ＣＰＵ查詢用。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。在時(shí)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(jī)便實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，以后單片機(jī)便從００００Ｈ單元開始執(zhí)行程序。由于步進(jìn)電機(jī)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(qiáng)電干擾，輕則影響計(jì)算機(jī)程序的正常運(yùn)行，重則導(dǎo)致計(jì)算機(jī)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(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個點(diǎn)或列線（行線）發(fā)亮，控制不同的二極管導(dǎo)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(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動計(jì)算CA6162機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)如下：最大回轉(zhuǎn)直徑 320mm電機(jī)功率 4KWLmax 640mm快進(jìn)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(shí)間 25ms機(jī)床效率 機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算。 橫向采用燕尾形導(dǎo)軌：式中：G為移動部件的重量（N）；為導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形勢而不同；K為考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)。具體計(jì)算如下：橫向：（2）絲杠傳動時(shí)折算到電機(jī)軸上的總傳動慣量步進(jìn)電機(jī)經(jīng)一對齒輪降速后傳到絲杠，此傳動系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量為：式中：具體計(jì)算如下：橫向：電機(jī)的負(fù)載力矩在各種工況下是不同的，下面分快速空載起動時(shí)所需力矩、快速進(jìn)給時(shí)所需力矩、最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩等幾部分介紹其計(jì)算方法。但必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。學(xué)會怎樣查找應(yīng)用設(shè)計(jì)手冊和有關(guān)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械機(jī)械基本技能的綜合性大型練習(xí)。大到設(shè)計(jì)說明書結(jié)構(gòu)，小到一個字詞的運(yùn)用，老師都細(xì)心的矯正，足見其耐心細(xì)致。致謝本設(shè)計(jì)從開始收集資料，到順利完成整個設(shè)計(jì)任務(wù)準(zhǔn)備答辯，指導(dǎo)老師給予了耐心的指導(dǎo)和幫助。結(jié)論 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生離校前最重要也是最全面的一次設(shè)計(jì)，是高等院校為培養(yǎng)工程技術(shù)人員而進(jìn)行的一次大型綜合訓(xùn)練，通過這次設(shè)計(jì)，檢查學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程的知識，分析和解決問題的能力，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩式中： 在采用絲杠螺母副傳動時(shí)，上述各種力矩可用下式計(jì)算式中：摩擦力矩 式中：附加摩擦力矩 式中： 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩式中：具體計(jì)算：橫向： 目前，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床中大多數(shù)采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。這個軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動負(fù)載C，計(jì)算如下： 查表選擇FFB2005,FFB2005型內(nèi)循環(huán)浮動返向器單螺母導(dǎo)程預(yù)緊滾珠絲杠副CBFZD3205型外插管埋入式雙螺母墊片預(yù)緊國內(nèi)珠絲杠副（表31） 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)無沖擊狀態(tài)~一般運(yùn)轉(zhuǎn)~有沖擊運(yùn)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(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動的平穩(wěn)性，因此應(yīng)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(dāng)機(jī)床脈沖當(dāng)量和滾珠絲杠導(dǎo)程確定以后，可以先初選步進(jìn)電機(jī)的步距角，計(jì)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(jī)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(jìn)給牽引力主要包括切削時(shí)的走刀抗力以及移動件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力。調(diào)整時(shí)間和電流參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)選用的步進(jìn)電機(jī)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(fù)位與按鈕復(fù)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(jī)有效的復(fù)位。采用外部時(shí)鐘方式，可把直接接地，接外部時(shí)鐘源。ＣＰＵ讀地址時(shí)，做狀態(tài)寄存器，讀出時(shí)是當(dāng)前Ｉ／Ｏ口和定時(shí)器的狀態(tài)，而寫時(shí)則作為命令寄存器寫入命令。（1）接口電路具體設(shè)計(jì)8155的內(nèi)部RAM和I/O的選擇由引腳IO/控制，當(dāng)IO/=0時(shí)，CPU訪問RAM，ＲＡＭ的低８位編制為：００Ｈ～ＦＦＨ；IO/＝１時(shí)，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(shí)現(xiàn)?！cRAM的～一一對應(yīng)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(yīng)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(yīng)滿足8031能提供的讀取時(shí)間大于EPROM所需要的讀取時(shí)間。⑤ 擴(kuò)展芯片 I/O口擴(kuò)展集成電路中有三種專用I/O口擴(kuò)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(dá)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。控制線：（中斷取指令控制），ALE（地址鎖存控制），（中斷存儲器選擇），RESET（復(fù)位控制）電源及時(shí)鐘：，應(yīng)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(shí)鐘發(fā)生電路（6MHz 或12MHz）,每執(zhí)行一條指令時(shí)間為2μs或者1μs。并且開發(fā)手段齊全，指令系統(tǒng)功能強(qiáng)，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(jī)的CPU，在一般的數(shù)控系統(tǒng)中推薦采用MCS—51系列單片機(jī)作為主控制器。數(shù)控系統(tǒng)對微機(jī)的要求是多方面的，但主要指標(biāo)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(yùn)算精度。但步進(jìn)電機(jī)也有缺點(diǎn)，主要是容易丟步，啟動頻率低，工作效率也不夠高，低頻時(shí)振動大，可能造成失誤，因此步進(jìn)電機(jī)多用于負(fù)載較小，負(fù)載變化不大或要求不太高的經(jīng)濟(jì)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(yán)格的比例關(guān)系，而且轉(zhuǎn)動與輸入脈沖在時(shí)間上同步，因此可以利用這些特點(diǎn)控制運(yùn)動的速度和位移量。一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，機(jī)床實(shí)際情況和要求提出幾個總體方案，進(jìn)行綜合分析，比較和論證，最后選出一個合理的總體方案。機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)落后，水平較低，數(shù)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(shí)候少。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(kuò)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(shí)質(zhì)性進(jìn)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(jī)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(shí)間（約35％）和加工時(shí)間（約50％）。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)化。我國在2000年也開始進(jìn)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(shí)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(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其