【正文】 我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老 師 —— 徐老師。 當(dāng)然，在設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，我們也收獲了快樂(lè)、與同學(xué)的快樂(lè)、與老師的快樂(lè)。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了不少問(wèn)題，也走了不少?gòu)澛?，通過(guò)此次設(shè)計(jì)實(shí)踐讓我學(xué)會(huì)虛心求教，細(xì)心體察，大膽實(shí)踐。第一，認(rèn)識(shí)了團(tuán)隊(duì)合作的力量，要完成 一個(gè)項(xiàng)目不是一個(gè)人的事情，當(dāng)中我們有過(guò)分歧但最終達(dá)成共識(shí)，不管結(jié)果怎樣，至少我們?cè)?jīng)在一起努力過(guò)，體驗(yàn)其中的過(guò)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(qiáng)。 圖 7 車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)主機(jī)板電原理圖 圖 8 車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)鍵盤(pán)與 LED 顯示電原理圖 24 機(jī)電一體化課設(shè)的感受與收獲 兩星期的機(jī)電課設(shè)很快結(jié)束了，在這短暫的兩周實(shí)訓(xùn)時(shí)間里，經(jīng)過(guò)老師、同學(xué)的指導(dǎo)，我獲益非淺， 這次實(shí)訓(xùn)給予我們的時(shí)間是三個(gè)星期，只有一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，所以有足夠 的時(shí)間多出來(lái)整理整理好好寫(xiě)報(bào)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(xiě)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(pán)子程序 如書(shū)后圖 67所示，當(dāng)矩陣鍵盤(pán)有鍵按下時(shí)， 8279 即向 CPU 的 INT1 申請(qǐng)中斷， CPU 隨即執(zhí)行中斷服務(wù)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(zhǔn)備讀 8279 FIFO 的命令 MOVX DPTR， A ；寫(xiě)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(jìn)行判別 JMP _KEY0 ；對(duì)應(yīng)鍵進(jìn)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(shū)后圖 67所示，當(dāng) CPU執(zhí)行寫(xiě)指令時(shí)，只要選中 7FFFH這個(gè)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(jī) AT89S52；由于 AT89S52 本身資源有限，所以擴(kuò)展了一片 EPROM 芯片 W27C512 用作程序存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展了一片 SRAM 芯片 6264 用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存放用戶程序；鍵盤(pán)與 LED 顯示采用 8279 來(lái)管理；輸入 /輸出口的擴(kuò)展選用了并行接口8255 芯片，一些進(jìn) /出的信號(hào)均做了隔離放大；模擬電壓的輸出借助于 DAC0832；與 PC 機(jī)的串行通信 經(jīng)過(guò) MAX233 芯片。例如，應(yīng)保證絲杠兩端支承 與螺母座同軸，保證絲杠與機(jī)床導(dǎo)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接與定位等。 m，任務(wù)書(shū)給定最快工進(jìn)速度 fvmax = 800mm/min，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 fnmax =（ fvmax / z? ）179。則可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率為： HzJJff meqqL 1087/1 ??? 上式說(shuō)明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于 1087Hz。 2）最快空載移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書(shū)給定 Z 向最快空載移動(dòng)速度 maxv =6000mm/min，求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 maxf =6000/（ 60179。因此，根據(jù) eqT來(lái)選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時(shí)，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(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的 負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： a x1 ??? faeq TTT N178。 則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： 2221 )( cmkgiJJJJJJ swzzmeq ??????? （ 2）計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 eqT 分快速空載起動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。 算得 0P = 。當(dāng) 1n 達(dá)最高轉(zhuǎn)速 1200r/min 時(shí)，同步帶的速度為 9 v= 100060 11?nd? =（ m/s），沒(méi)有超過(guò) XL 型帶的極限速度 35 m/s。 從圖 64查得，當(dāng)脈沖頻率為 10000 Hz時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩約為 N178。該電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)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(jí)取 4 級(jí)，額定動(dòng)載荷為 15960 N，滿足要求。 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（縱向） （ 1）工作載荷 mF 的計(jì)算 已知移動(dòng)部件總重量 G=1300 N；車(chē)削力 cF =1023 N， pF =358N， fF =。 切削力的計(jì)算 切削力的分析和計(jì)算詳見(jiàn)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(hào)為： ZLF1200Z05V015CT。 安裝電動(dòng)卡盤(pán) 為了提高加工效率，工件的夾緊與松開(kāi)采用電動(dòng)卡盤(pán)，選用呼和浩特機(jī)床附件總廠生產(chǎn)的 KD11250 型電動(dòng)三爪自定心卡盤(pán)。 （ 4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤(pán)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源以及主軸電動(dòng)機(jī)的交流變頻器等。 mm ； （ 7）可以車(chē)削柱面、平面、錐面與球面等； （ 8）安裝螺紋編碼器，可以車(chē)削公 /英制的直螺紋與錐螺紋，最大導(dǎo)程為 24 （ 9）安裝四工位立式電動(dòng)刀架，系統(tǒng)控制自動(dòng)選刀； （ 10)自動(dòng)控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，并可輸出主軸有級(jí)變速與無(wú)級(jí)變速信號(hào)； （ 11)自動(dòng)控制冷卻泵的啟 /停； （ 12)安 裝電動(dòng)卡盤(pán)，系統(tǒng)控制工件的夾緊與松開(kāi)； （ 13)縱、橫向安裝限位開(kāi)關(guān)； （ 14)數(shù)控系統(tǒng)可與 PC 機(jī)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(jìn)給參數(shù)依靠手工調(diào)整，改變參數(shù)時(shí)需要停車(chē)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)資源有限，國(guó)家大，機(jī)床需要量大，因此不可能拿出相當(dāng)大的資金 去購(gòu)買(mǎi)新型的數(shù)控機(jī)床，而我國(guó)的舊機(jī)床很多，用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機(jī)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(jī)床的自動(dòng)化程度，比較符合我國(guó)的國(guó)情。制造技術(shù)是制造業(yè)的技術(shù)支柱，是一個(gè)國(guó)家科技水平、綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)，制造技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的根本動(dòng)力。而制造業(yè)中機(jī)床是其基礎(chǔ)裝備。 1984 年，我國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機(jī)床。刀架的縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給不能聯(lián)動(dòng)， 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(yīng)考慮車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類(lèi)型、數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進(jìn)給傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。 （ 5）為了達(dá)到技術(shù)指標(biāo)中的速度和精度要求，縱、橫向的進(jìn)給傳動(dòng)應(yīng)選用摩擦力小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動(dòng)間隙提高傳動(dòng)剛度，滾珠絲杠的螺母應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)等。卡盤(pán)的夾緊與松開(kāi)由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)信控制。電源電壓 +5V，每轉(zhuǎn)輸出 1200 個(gè) A/B 脈沖與 1 個(gè) Z 脈沖，信號(hào)為電壓輸出，軸頭直徑 15 mm，生產(chǎn)廠家為長(zhǎng)春光機(jī)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(dòng)刀架 （ 5）拆除橫溜板下的滑動(dòng)絲桿螺母副，將滑動(dòng)絲桿靠刻度盤(pán)一段（長(zhǎng) 216 mm，見(jiàn)書(shū)后圖 62）鋸斷保留，拆掉刻度盤(pán)上的手柄，保留刻度盤(pán)附近的兩個(gè)推力軸承，換上滾珠絲杠副。以下是縱向車(chē)削力的詳細(xì)計(jì)算過(guò)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(duì)應(yīng)關(guān)系，可得 ： zF =1023 N， yF =358 N， xF =。 7 （ 4）傳動(dòng)效率 的計(jì)算 將公稱直徑 0d =40 mm，基本導(dǎo)程 6?hP mm，代入λ = arctan[ hP / ( π0d ) ]，得絲杠螺旋升角λ = 442? ′。滾珠絲杠預(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)緊力 YJF = mF /3≈ 。 同步帶減速箱的設(shè)計(jì)（縱向） 為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載慣量盡可能地減小，傳動(dòng)鏈中常采用減速傳動(dòng)。 （ 1）傳動(dòng)比 i 的確定 已知電動(dòng)機(jī)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，對(duì)應(yīng)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(shí)際所需同步帶寬度 sb sb ≥ 00 )( PKPbzds 式中