【正文】 VX DPTR， A ；輸出全 “1” 到 PB 口 RET 8279 芯片初始化子程序 B279: MOV DPTR， 5FFFH ；指向 8279 控制口地址 MOV A， 0CFH ；清除 FIFO 與顯示 RAM 命令 MOVX DPTR， A ；命令字被寫入 WAIT: MOVX A， DPTR ；從 8279 的控制口讀取 8279 的狀態(tài)字 JB ， WAIT ；測試顯示 RAM 有沒有被清除完畢。 圖 71 BD5A 驅(qū)動器與控制系統(tǒng)的連接 8. 控制系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計 存儲器與 I/O 芯片地址分配 根據(jù)書后圖 67中地址譯碼器 U4（ 74LS138）的連接情況，可以算出主機板中存儲器與 I/O 芯片的地址分配如表 81 所示。這兩種電動機除了外形尺寸、步距角和輸出轉(zhuǎn)矩不同外，電氣參數(shù)基本相同，均為 5 相混合式， 5線輸出，電機供電電壓 DC120～ 310V，電流 5A。 圖 61 車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板布置圖 圖 62 控制系統(tǒng)原理框圖 控制系統(tǒng)的操作面板布置如圖 61所示。比如，制圖標(biāo)準(zhǔn)，視圖布置及圖形畫法要求，重要的中心距、中心高、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)注，重 要配合尺寸的標(biāo)注，裝配技術(shù)要求，標(biāo)題欄等。 （ 4）考慮密封、防護(hù)、潤滑以及安全機構(gòu)等問題。在繪制裝配圖時，需要考慮以下問題： （ 1）了解原車床的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，從有關(guān)資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。α /360=160（ r/min）。 m，傳遞的功率為 P = mn 179。實際上，在采用軟件升降頻時，起動頻率選得很低，通常只有 100Hz（即 100 脈沖 /s）。 3）最快空載移動時電動 機運行頻率校核 最快空載移動速度 maxv = 6000 mm/min 對應(yīng)的電動機運行頻率 maxf = 10000 Hz。 ）Hz=10000(Hz)。從 130BYG5501 的運行矩頻特性圖 64可以看出，在此頻率下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 fTmax ≈ 17 N178。本例中取安全系數(shù) K = 4，則步進(jìn)電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： mNmNTT eqj ?????? a x （ 48） 對于前面預(yù)選的 130BYG5501 型步進(jìn)電動機，由表 45可知，其最大靜轉(zhuǎn)矩 maxjT = 20 N178。 m ） 15 最后由式（ 66），求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 2eqT = tT + fT = N178。 m （ 45） 2）最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 2eqT ， 2eqT 包括三部分：折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩 tT ，移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 fT ，滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 0T 。 將以上各值代入式（ 63），算得 mn =1200 r/min。 1）快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 eqT eqT 包括三部分：快速空載起動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 maxaT ，移動部件運動時折算到電 動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 fT ，滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 0T 。 參照表 41，可以算得各個零部件的轉(zhuǎn)動慣量如下（具體計算過程從略）：滾 珠 絲 杠 的 轉(zhuǎn) 動 慣 量 sJ = ； 拖 板 折 算 到 絲 杠 上 的 轉(zhuǎn) 動 慣 量wJ = 2cmkg? ；小帶輪的轉(zhuǎn)動慣量 1zJ = 2cmkg? 。 （ 11）確定實際所需同步帶寬度 sb sb ≥ 00 )( PKPbzds 式中 0sb — 選定型號的基準(zhǔn)寬度，由表 321 查得 0sb = ； zK — 小帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)， 由表 322查得 zK =1。 （ 9） 校驗帶與小帶輪的嚙合齒數(shù) mZ mZ = 7)](22[122 1 ??? ZZaZPe nt b??，嚙合齒數(shù) 6大，滿足要求。 （ 6）確定大帶輪齒數(shù) 2Z 和大帶輪節(jié)圓直徑 2d 大帶輪齒數(shù) 2Z =i 1Z =18,節(jié)圓直徑 2d =。 kW= 4kW。 m，對應(yīng)的輸出功率為 OUTP = n179。 （ 3）確定帶的設(shè)計功率 dP 預(yù)選的步進(jìn)電動機在轉(zhuǎn)速為 1200 r/min 時，對應(yīng)的步進(jìn)脈沖頻率為： maxf = 1200179。 圖 41 130BYG5501 步進(jìn)電機運行矩頻特性 （ 1）傳動比 i的確定 已知電動機的步距角α = ，脈沖當(dāng)量 z? = mm/脈沖，滾珠絲杠導(dǎo)程 hP = 6 mm。 m之間選擇。 同步帶減速箱的設(shè)計（ 縱向） 為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時也為了使傳動系統(tǒng)的負(fù)載慣量盡可能地減小，傳動鏈中常采用減速傳動。查表 331，取支承系數(shù) kF = 2；由絲杠底徑 2d = , 得截面慣性矩 64/42dI ?? ≈ 10 4mm ；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù) K 取 3（絲杠臥式水平安裝 )；滾動螺母至軸向固定處的距離。 因為絲杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的 1/3，所以實際變形量可減小一半，取 2? = mm。 2 = 6，則滾珠總數(shù)量 ?Z ＝ 29179。將摩擦角 ? =10′，代入 ? = tanλ / tan(λ+ ? )，得傳動效率 ? = %。 （ 3） 初選型號 根據(jù)計算出的最大動載荷，查表 331，選擇啟東潤澤機床附件有限公司生產(chǎn)的 FL4006 型滾珠絲杠副。 選用矩形－三角形組合滑動導(dǎo)軌，查表 329，取 K= ， ? = ， 代入 mF ＝ )( GFKF zx ??? , 得工作載荷 mF ≈ 1712 N 。 由經(jīng)驗公式（ 32），算得主切削力 cF ＝ N。 ，刃傾角 s? ＝－ 5176。 脈沖當(dāng)量的確定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求， X方向（橫向）的脈沖當(dāng)量為 x? = mm/脈沖， Z方向（縱向）為 z? = 脈沖。 （ 7）拆去三桿（絲桿、光桿與操縱桿），更換絲桿的右支承。 （ 2）拆除進(jìn)給箱總成，在此位置安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電動機與同步帶減速箱總成。同軸安裝是指將編碼器直接安裝在主軸后端，與主軸同軸，這種方式 結(jié)構(gòu)簡單，但它堵住了主軸的通孔。另外，為了重復(fù)車削同一螺旋槽時不亂扣，編碼器還需要輸出每轉(zhuǎn)一個的零位脈沖 Z。實現(xiàn)自動換刀需要配置相應(yīng)的電路，由數(shù)控系統(tǒng)完成 螺紋編碼器的安裝方案 螺紋編碼器又稱主軸脈沖發(fā)生器或圓光柵。 本例中，當(dāng)采用有級變速時，可選用浙江超力電機有限公司生產(chǎn)的 YD 系列 變極多速三相異步電動機，實現(xiàn) 2～４檔 變速；當(dāng)采用無級變速時，應(yīng)加裝交流變頻器，推薦型號為： F1000G0075T3B，適配 電動機，生產(chǎn)廠家為煙臺惠豐電子有限公司。 （ 7）選擇四工位自動回轉(zhuǎn)刀架與電動卡盤，選擇螺紋編碼器等。 MCS51 系列8位機具有功能多、速度快、抗干擾能力強、性 /價比高等優(yōu)點。因此，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成連續(xù)控制 型。 mm ， Z方向 177。這樣，利用數(shù)控裝置，車床就可以按預(yù)先輸入的加工指令進(jìn)行切削加工 。 C6140 普通車床的結(jié)構(gòu)布局圖 1床腳 2掛輪 3進(jìn)給箱 4主軸箱 5縱溜板 6溜板箱 7橫溜板 8刀架 9上溜板 10尾座 11絲杠 12光杠 13床身 機床實體圖 普通車床刀架的縱向和橫向進(jìn)給運動，是由主軸回轉(zhuǎn)運動經(jīng)掛輪傳遞而來，通過進(jìn)給箱變速后，由光桿或絲桿帶動溜板箱、縱溜板以及橫溜板產(chǎn)生移動?？梢灶A(yù)料，今后機床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。 許多工廠一面購置數(shù)控機床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、 PC 技術(shù)改造普通機床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但機床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)工業(yè)國家的 1/10左右，差距太大，急待改造。沒有發(fā)達(dá)的制造業(yè)，就不可能有國家真正的繁榮和強大。任何國家的制造業(yè)都是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是國民經(jīng)濟(jì)的主要來源。我國是一個機床大國，有三百多萬臺普通機床。在國內(nèi)工廠的技術(shù)改造中，機床的微機數(shù)控化改造已成為重要方面。到目前為止，已有很多廠家生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。當(dāng)工件隨主軸回轉(zhuǎn)時，通過刀架的縱向和橫向移動，能加工出內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋面等，借助成型刀具，還能加工各種成形回轉(zhuǎn)表面。 對普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改成用微機控制的、能獨立運動的進(jìn)給伺服系統(tǒng)；將手動刀架換成能自動換刀的電動刀架。主要技術(shù)指標(biāo)如下 （ 1）床身上最大加工直徑 400 mm； （ 2）最大加工長度 1000 mm； （ 3） X 方向 (橫向 )的脈沖當(dāng)量 x? = mm/脈沖 ,Z方向 (縱向 )z? = mm/脈沖； （ 4） X 方向最快移動速度 maxxv = 3000 mm/min， Z 方向為 maxzv = 6000 mm/min； （ 5） X 方向最快工進(jìn)速度 Fxvmax = 400 mm/min， Z 方向為 zmxFv = 800 mm/min； （ 6） X 方向定位精度 177。 （ 1）普通車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有單坐標(biāo)定位，兩坐標(biāo)直線插補、圓弧插補以及螺紋插補的功能。 （ 3）根據(jù)技術(shù)指標(biāo)中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及數(shù)控系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求，決定選用 MCS51系列的 8位單片機作為數(shù)控系統(tǒng)的 CPU。 （ 6）計算選擇步進(jìn)電動機，為了圓整脈沖當(dāng)量，可能需要減速輪副，且應(yīng)有消間隙機構(gòu)。 若要提高車床的自動化程度，需要在加工中自動變換轉(zhuǎn)速，可用 2～４速的多速電動機代替原有的單速主電動機；當(dāng)多速電動機仍不能滿足要求時，可用交流變頻器來控制主軸電動機，以實現(xiàn)無級變速（工廠使用情況表明，使用變頻器 6 時，若工作頻率低于 70Hz，原來的電動機可以不更換，但所選變頻器的功率應(yīng)比電動機大）。 換裝自動回轉(zhuǎn)刀架 為了提高加工精度，實現(xiàn)一次裝夾完成多道工序，將車床原有的手動刀架換成自動回轉(zhuǎn)刀架，選用常州市宏達(dá)機床數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 LD4BCK6140型四工位立式電動刀架。 的 A、 B 相信號， 可用 A、 B 異或后獲得 1200 個脈沖（一轉(zhuǎn)內(nèi)），這樣編碼器的線數(shù)可降到600 線（ A、 B 信號）。 螺紋編碼器通常有兩種安裝形式：同軸安裝和異軸安裝。 進(jìn)給系統(tǒng)的改造與設(shè)計方案