數(shù)控步進(jìn)x─y工作臺(tái)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 Y向托板（下托板）的尺寸：長(zhǎng)寬高 40032050重量=體積材料比重 上導(dǎo)軌座的重量： 夾具及工件重量： XY工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分重量： （軸向）的計(jì)算： 經(jīng)查機(jī)械加工手冊(cè)，得 ， ， ， ，進(jìn)給量取 ，則 （硬質(zhì)合金圓柱銑刀）的計(jì)算： 其中式 ， ， ， ，z=3，則：：法蘭型直線導(dǎo)軌：①上導(dǎo)軌（X向）取動(dòng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度 動(dòng)導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長(zhǎng)度 ②下導(dǎo)軌（Y向）取動(dòng)導(dǎo)軌長(zhǎng)度 動(dòng)導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長(zhǎng)度 ：①導(dǎo)軌基本額定動(dòng)負(fù)載的計(jì)算： ②導(dǎo)軌基本額定靜負(fù)載的計(jì)算：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選擇MISUMI公司的SV2RL型導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌型號(hào)為SV2R24640，下導(dǎo)軌型號(hào)為SV2R24700，其參數(shù)如下：型式HW1滑塊尺寸導(dǎo)軌尺寸BL1L2WP1S1ETBET1H1CNP2滑塊SV2RL24344125426M4772065152060H基本定負(fù)載靜態(tài)容許力矩重量C(動(dòng))KN(靜)KNM3滑塊kg滑塊標(biāo)準(zhǔn)型Kg/m243357滾珠絲杠的負(fù)荷包括銑削力及運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。X向絲杠的牽引力：式中 —當(dāng)量摩擦系數(shù),Y向絲杠的牽引力：式中X向最大動(dòng)負(fù)載：Y向最大動(dòng)負(fù)載：根據(jù)給定的有效行程和經(jīng)濟(jì)成本的考慮，X向和Y向的絲杠分別選取MISUMI公司的BSX1205460和BSX1205400，然后再使用聯(lián)軸器。則產(chǎn)生失穩(wěn)的臨界負(fù)載 式中 。由于Y向的工作負(fù)載最大，所以所以穩(wěn)定性良好。對(duì)材料為鋼的圓柱零件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算 ( )式中：D——圓柱零件直徑（cm）；L——零件長(zhǎng)度（cm）。目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中大多采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，因此在本設(shè)計(jì)中采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。 所以根據(jù)以上數(shù)據(jù)，選取兩個(gè)55BF004型步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)的的相關(guān)參數(shù)如下：型號(hào)主要技術(shù)參數(shù)外形尺寸(mm)重量(N)步距角最大靜轉(zhuǎn)矩（）最高空載啟動(dòng)頻率（Hz）相數(shù)電壓(V)電流(A)外徑長(zhǎng)度軸徑55BF0042200327355606由于只靠最大靜轉(zhuǎn)矩 來選擇步進(jìn)電機(jī)不一定能滿足實(shí)際工作時(shí)的要求，也就是說，盡管最大靜轉(zhuǎn)矩 數(shù)值能滿足要求，但是并不能保證在快速空載起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)不失步。單片機(jī)的型號(hào)很多，而目前市場(chǎng)上應(yīng)用MCS51芯片及其派生的兼容芯片比較多，MCS51系列單片機(jī)是集中CPU，I/O端口及部分RAM等為一體的功能性很強(qiáng)的控制器。①程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)展用的程序存儲(chǔ)器芯片大多采用EPROM芯片。此外，還需要考慮最大讀出速度，工作溫度以及存儲(chǔ)器容量等因素。由以上分析，采用2732EPROM 芯片的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路框圖如下所示： A12↓ A8 2732A7↓A0 D7↓ D0 ↓ ↓ ALE ↓ 譯碼電路G74LS372擴(kuò)展2732電路框圖②數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展由于8031內(nèi)部RAM只有128字節(jié)，遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的要求。其擴(kuò)展電路如下所示：擴(kuò)展6264電路框圖③譯碼電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所有外圍芯片都通過總線與單片機(jī)相連?？刹捎镁€選法和全地址譯碼法。它將低位地址作為片內(nèi)地址，而用譯碼器對(duì)高位地址線進(jìn)行譯碼，譯碼器輸出的地址選擇線用作片選線。8155與微機(jī)接口較簡(jiǎn)單，是微機(jī)系統(tǒng)廣泛使用的接口芯片。下圖所示為采用8155接口管理的鍵盤，顯示器電路。數(shù)控系統(tǒng)中通常使用集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。因此在接口電路與功率放大器間加上隔離電路實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用光電耦合器。①8031的時(shí)鐘電路 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。時(shí)鐘電路②復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)。實(shí)用復(fù)位電路圖如下所示：③越界報(bào)警電路為了防止工作臺(tái)越界，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)。也可接成從光敏三極管的集電極輸出接至8031的外部中斷引腳（INT0或INT1），采用中斷方式檢查越界信號(hào)。2732的片選控制端 直接接地，該電路始終處于選中狀態(tài)。系統(tǒng)的擴(kuò)展I/O接口電路選用通用可編程并行輸入/輸出接口芯片8155。為防止功率放大器高電壓的干擾，不步進(jìn)電機(jī)接口與功率放大器之間采用光電隔離。為了增加數(shù)碼管顯示亮度，分別在字形口和字位口加74LS07進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，光電隔離器的輸出端必須采用隔離電源。數(shù)控XY工作臺(tái)的控制功能包括：①系統(tǒng)初始化。③輸入和顯示加工程序。工作臺(tái)位移超過規(guī)定值時(shí)應(yīng)該立即停止工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，并顯示相應(yīng)的指示字符。管理稱許是系統(tǒng)的主程序，開機(jī)后即進(jìn)入管理程序。根據(jù)以上分析，設(shè)計(jì)管理程序流程圖如下所示：管理程序流程①機(jī)床在自動(dòng)加工時(shí)的動(dòng)作順序：工作臺(tái)移動(dòng)到位→刀具快速進(jìn)給→加工→退刀→工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到下一位置；②計(jì)算機(jī)在加工過程中的操作：讀取刀具軌跡，控制機(jī)床完成加工；③由以上分析，設(shè)計(jì)自動(dòng)加工程序框圖如下所示：自動(dòng)加工程序框圖步進(jìn)電機(jī)的控制包括速度，轉(zhuǎn)角及方向的控制。此間隔由送入定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)決定。由步進(jìn)電機(jī) =，取步進(jìn)電機(jī)的加速啟動(dòng)力矩則使步進(jìn)電機(jī)不失不的慣性力矩步進(jìn)電機(jī)角加速度又式中： 為上升到步進(jìn)電機(jī)最高頻率 所需時(shí)間，所以有：加速脈沖個(gè)數(shù)： 確定加減脈沖個(gè)數(shù)都為173個(gè)又因?yàn)椋?所以脈沖時(shí)刻 結(jié)合 可以算出對(duì)應(yīng)各脈沖時(shí)刻的計(jì)數(shù)器時(shí)間常數(shù)。步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖如下所示：步進(jìn)電機(jī)控制子程序步進(jìn)電機(jī)控制中斷服務(wù)程序①內(nèi)存地址分配 加速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器N0地址設(shè)為20H；恒速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器N1低8位字節(jié)地址為21H，高8位字節(jié)地址位22H；減速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器N2地址位23H。插補(bǔ)程序所用的內(nèi)存單元如下:28H29H2AH2BH2CH70HXeYeXYFmD0——D7任一位D1 =1運(yùn)行，,D0=0停止?？刂葡到y(tǒng)硬件電路中，CPU采用了MCS51系列的8031單片機(jī)，擴(kuò)展存儲(chǔ)器電路采用了一個(gè)2732EPROM和一個(gè)2764EPRAM程序存儲(chǔ)器。求學(xué)歷程是艱苦的，但又是快樂的。 謝謝我的父母，沒有他們辛勤的付出也就沒有我的今天，在這一刻，將最崇高的敬意獻(xiàn)給你們！ 本文參考了大量的文獻(xiàn)資料，在此，向各學(xué)術(shù)界的前輩們致敬
外語相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1