【正文】 我要衷心的感謝我的指導老 師 —— 徐老師。 當然，在設(shè)計實踐過程中，我們也收獲了快樂、與同學的快樂、與老師的快樂。在此次設(shè)計過程中遇到了不少問題，也走了不少彎路，通過此次設(shè)計實踐讓我學會虛心求教，細心體察，大膽實踐。第一，認識了團隊合作的力量，要完成 一個項目不是一個人的事情，當中我們有過分歧但最終達成共識，不管結(jié)果怎樣，至少我們曾經(jīng)在一起努力過，體驗其中的過程才是真正的收獲。 其各口功能可由 軟件 選擇，使用靈活，通用性強。 圖 7 車床數(shù)控系統(tǒng)主機板電原理圖 圖 8 車床數(shù)控系統(tǒng)鍵盤與 LED 顯示電原理圖 24 機電一體化課設(shè)的感受與收獲 兩星期的機電課設(shè)很快結(jié)束了，在這短暫的兩周實訓時間里，經(jīng)過老師、同學的指導，我獲益非淺， 這次實訓給予我們的時間是三個星期，只有一個實訓項目，所以有足夠 的時間多出來整理整理好好寫報告。例如，要顯示 “X ” ，程序如下： 21 MOV 6BH， 02H ； “X” 的一半 MOV 6CH， 03H ； “X” 的另一半 MOV 6DH， 0AH ； MOV 6EH， 0CH ； 1 MOV 6FH， 0DH ； 2 MOV 70H， 0EH ； 3 MOV 71H， 19H ； 4. MOV 72H， 10H ； 5 MOV 73H， 11H ； 6 CALL DIR ；向 8279 的顯示 RAM 寫數(shù) ... ... 顯示緩沖區(qū)（ CPU 內(nèi)部 RAM）： （ 6BH）（ 6CH）（ 6DH）（ 6EH）（ 6FH）（ 70H）（ 71H）（ 72H）（ 73H） | | | | | | | | | 顯示字符： X 1 2 3 4. 5 6 | | | | | | | | | 字符編碼： 02H 03H 0AH 0CH 0DH 0EH 19H 10H 11H 8279 管理鍵盤子程序 如書后圖 67所示，當矩陣鍵盤有鍵按下時， 8279 即向 CPU 的 INT1 申請中斷， CPU 隨即執(zhí)行中斷服務程序，從 8279 的 FIFO 中讀取鍵值，程序如下： CLR EX1 ；關(guān) CPU 的 INT1 中斷 MOV DPTR， 5FFFH ；指向 8279 控制口地址 MOV A， 01000000B ；準備讀 8279 FIFO 的命令 MOVX DPTR， A ；寫入 8279 控制口 MOV DPTR， 5FFEH ；指向 8279 數(shù)據(jù)口地址 22 MOVX A， DPTR ；讀出鍵值 CJNE A， KEY0,NEXT0；依次進行判別 JMP _KEY0 ；對應鍵進行處理 NEXT0: CJNE A， KEY1， NEXT1 JMP _KEY1 NEXT1: CJNE A， KEY2， NEXT2 JMP _KEY2 NEXT2: ? ... D/A 電路輸出模擬電壓程序 如書后圖 67所示，當 CPU執(zhí)行寫指令時，只要選中 7FFFH這個地址， DAC0832與 741 組成的 D/A轉(zhuǎn)換電路即可輸出直流電壓。它與控制系統(tǒng)的連接如圖 5所示。 CPU 選用 ATMEL 公司的 8位單片機 AT89S52；由于 AT89S52 本身資源有限，所以擴展了一片 EPROM 芯片 W27C512 用作程序存儲器，存放系統(tǒng)底層程序；擴展了一片 SRAM 芯片 6264 用作數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；鍵盤與 LED 顯示采用 8279 來管理；輸入 /輸出口的擴展選用了并行接口8255 芯片，一些進 /出的信號均做了隔離放大；模擬電壓的輸出借助于 DAC0832；與 PC 機的串行通信 經(jīng)過 MAX233 芯片。例如，應保證絲杠兩端支承 與螺母座同軸，保證絲杠與機床導軌平行，考慮螺母座、支承座在安裝面上的聯(lián)接與定位，同步帶減速箱的安裝與定位，同步帶的張緊力調(diào)節(jié)，步進電動機的聯(lián)接與定位等。 m，任務書給定最快工進速度 fvmax = 800mm/min，對應電動機轉(zhuǎn)速 fnmax =（ fvmax / z? ）179。則可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率為： HzJJff meqqL 1087/1 ??? 上式說明，要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于 1087Hz。 2）最快空載移動時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務書給定 Z 向最快空載移動速度 maxv =6000mm/min，求出電動機對應的運行頻率 maxf =6000/（ 60179。因此，根據(jù) eqT來選擇步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。 則由式（ 4），得： )( )13000( mNTf ???? ???? ? 12 最后由式（ 1），求得快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的 負載轉(zhuǎn)矩為： a x1 ??? faeq TTT N178。 則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為： 2221 )( cmkgiJJJJJJ swzzmeq ??????? （ 2）計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩 eqT 分快速空載起動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。 算得 0P = 。當 1n 達最高轉(zhuǎn)速 1200r/min 時，同步帶的速度為 9 v= 100060 11?nd? =（ m/s），沒有超過 XL 型帶的極限速度 35 m/s。 從圖 64查得，當脈沖頻率為 10000 Hz時，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩約為 N178。該電動機的詳細技術(shù)參數(shù)見表 45。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用 要求。 6 =174。 2 = 6 圈，精度等級取 4 級，額定動載荷為 15960 N，滿足要求。 滾珠絲杠螺母副的計算和選型（縱向） （ 1）工作載荷 mF 的計算 已知移動部件總重量 G=1300 N；車削力 cF =1023 N， pF =358N， fF =。 切削力的計算 切削力的分析和計算詳見相關(guān)教材。 （ 3）拆除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠絲杠的螺母座與螺母座托架。 基于上述要求，本例選擇螺紋編碼器的型號為： ZLF1200Z05V015CT。 安裝電動卡盤 為了提高加工效率，工件的夾緊與松開采用電動卡盤，選用呼和浩特機床附件總廠生產(chǎn)的 KD11250 型電動三爪自定心卡盤。 （ 4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，需要擴展程序存儲器、數(shù) 據(jù)存儲器、鍵盤與顯示電路、 I/O 接口電路、 D/A 轉(zhuǎn)換電路、串行接口電路等；還要選擇步進電動機的驅(qū)動電源以及主軸電動機的交流變頻器等。 mm ； （ 7）可以車削柱面、平面、錐面與球面等； （ 8）安裝螺紋編碼器，可以車削公 /英制的直螺紋與錐螺紋，最大導程為 24 （ 9）安裝四工位立式電動刀架，系統(tǒng)控制自動選刀； （ 10)自動控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，并可輸出主軸有級變速與無級變速信號； （ 11)自動控制冷卻泵的啟 /停； （ 12)安 裝電動卡盤，系統(tǒng)控制工件的夾緊與松開； （ 13)縱、橫向安裝限位開關(guān)； （ 14)數(shù)控系統(tǒng)可與 PC 機串行通信； （ 15)顯示界面采用 LED 數(shù)碼管，編程采用 ISO 數(shù)控代碼。進給參數(shù)依靠手工調(diào)整，改變參數(shù)時需要停車。我國經(jīng)濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金 去購買新型的數(shù)控機床，而我國的舊機床很多，用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。制造技術(shù)是制造業(yè)的技術(shù)支柱，是一個國家科技水平、綜合國力的重要體現(xiàn)，制造技術(shù)的發(fā)展是一個國家經(jīng)濟增長的根本動力。而制造業(yè)中機床是其基礎(chǔ)裝備。 1984 年，我國開始生產(chǎn)經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機床。刀架的縱向進給和橫向進給不能聯(lián)動， 2 切削次序需要人工控制。 3 2. 總體方案的確定 總體方案應考慮車床數(shù)控系統(tǒng)的運動方式、進給伺服系統(tǒng)的類型、數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進給傳動方式和執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。 （ 5）為了達到技術(shù)指標中的速度和精度要求，縱、橫向的進給傳動應選用摩擦力小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動間隙提高傳動剛度，滾珠絲杠的螺母應有預緊機構(gòu)等?？ūP的夾緊與松開由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)信控制。電源電壓 +5V，每轉(zhuǎn)輸出 1200 個 A/B 脈沖與 1 個 Z 脈沖，信號為電壓輸出，軸頭直徑 15 mm，生產(chǎn)廠家為長春光機數(shù)顯技術(shù)有限公司。 （ 4）拆除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式電動刀架 （ 5）拆除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段（長 216 mm，見書后圖 62）鋸斷保留，拆掉刻度盤上的手柄，保留刻度盤附近的兩個推力軸承，換上滾珠絲杠副。以下是縱向車削力的詳細計算過程 設(shè)工件材料為 灰鑄鐵 ， b? ＝ 650 Mpa；選用刀具材料為 硬質(zhì)合金 YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角 rk ＝ 60176。如圖 320 所示，根據(jù) zF = cF ， yF = pF ， xF = fF 的對應關(guān)系，可得 ： zF =1023 N， yF =358 N， xF =。 7 （ 4）傳動效率 的計算 將公稱直徑 0d =40 mm，基本導程 6?hP mm，代入λ = arctan[ hP / ( π0d ) ]，得絲杠螺旋升角λ = 442? ′。滾珠絲杠預緊時，取軸向預緊力 YJF = mF /3≈ 。 同步帶減速箱的設(shè)計（縱向） 為了滿足脈沖當量的設(shè)計要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時也為了使傳動系統(tǒng)的負載慣量盡可能地減小，傳動鏈中常采用減速傳動。 （ 1）傳動比 i 的確定 已知電動機的步距角α = ，脈沖當量 z? = mm/脈沖，滾珠絲杠導程 hP = 6 mm。 m，對應的輸出功率為 OUTP = n179。 （ 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 =。 （ 11）確定實際所需同步帶寬度 sb sb ≥ 00 )( PKPbzds 式中