【正文】 這都是在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我所學(xué)到的。回首這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活，雖然辛苦，但看到自己能順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)還時(shí)感到由衷的高興。 N0不為0,則N0←N01RETLOOP2: MOV A , NIL 。 送時(shí)間常數(shù)到定時(shí)器0中MOVC A , A+DPTRMOV TLO , AINC DSMOV A , DSMOVC A , A+DPTRMOV THO , AINC DS 。 設(shè)地址偏移量初值為00HMOV A , A+DPTR 。 程序部分 ORG 2000KZCH: PUSH AH ；保護(hù)。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要加上隔離電路，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用最多的是光電耦合器。也可采用8155或8255A等可編程并行輸入、輸出接口芯片設(shè)計(jì)擴(kuò)展接口電路，來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)即其它外部設(shè)備。PC0～PC5：有兩個(gè)作用，既可作為通用的I/O口，也可作為PA口和PB口的控制信號(hào)線，這些可通過(guò)程序控制。：寫選通信號(hào)，低電平有效。本系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的是由46鍵和6位LED顯示器組成。因此在大部分應(yīng)用系統(tǒng)中都不可避免地要進(jìn)行I/O口的擴(kuò)展。R AM6264引腳圖74LS373是一片三態(tài)輸出8D觸發(fā)器（3S，鎖存允許輸入有回環(huán)特性）。2764中的低8位地址線通過(guò)地址鎖存器74LS373與8031P0口相聯(lián)。下圖為8031的引腳圖： MCS51系列單片機(jī)中的8031采用40Pin封裝的雙列直插式封裝DIP結(jié)構(gòu)，下圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根。 （2） 程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM）：8031無(wú)此部件；8051為4KROM；8751為4KEPROM。（2）插補(bǔ)運(yùn)算程序 它完成普通數(shù)控系統(tǒng)中插補(bǔ)器的功能。第四章 微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 微機(jī)控制系統(tǒng)的組成 微機(jī)控制系統(tǒng)主要由微型計(jì)算機(jī)和伺服系統(tǒng)兩大部份組成，其中微機(jī)又包括硬件和軟件兩部分。徑向力、彎矩會(huì)使?jié)L珠絲杠副產(chǎn)生附加表面接觸應(yīng)力等不良負(fù)荷，從而可能造成絲杠的永久性損壞。表16 潤(rùn)滑油的給油量標(biāo)準(zhǔn)（間隔3分鐘）表三潤(rùn)滑油的給油量標(biāo)準(zhǔn)軸 頸 (mm)給油量 (cc)4～810～1415～1820～2528～3236～4045～5055～6370～100100～160(2)防塵滾珠絲杠副與滾動(dòng)軸承一樣，如果污物及異物進(jìn)入就很快使它磨耗，成為破損的原因。要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速。 6）效率驗(yàn)算 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為 要求在90%～95%之間，所以該絲杠副合格。另一端游動(dòng)，需要徑向約束，采用深溝球軸承，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮，如下圖。② 高速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)有可能發(fā)生共振，因此需驗(yàn)算其不發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速——臨界轉(zhuǎn)速。所謂頻率響應(yīng)特性,就是系統(tǒng)對(duì)正弦輸入信號(hào)的響應(yīng)，即它通過(guò)研究系統(tǒng)對(duì)正弦輸入信號(hào)的響應(yīng)規(guī)律來(lái)獲得啟動(dòng)態(tài)特性。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求在靜態(tài)設(shè)計(jì)方面有：(1) 能夠克服摩擦力和負(fù)載；(2) 很小的進(jìn)給位移量；(3) 高的靜態(tài)扭轉(zhuǎn)剛度；(4) 足夠的調(diào)速范圍；(5) 進(jìn)給速度均勻，在速度很低時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象；在動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方面的要求有：(1) 具有足夠的加速和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；(2) 具有良好的動(dòng)態(tài)傳遞性能，以保證在加工中獲得高的軌跡精度和滿意的表面質(zhì)量；(3) 負(fù)載引起的軌跡誤差盡可能小； 對(duì)于數(shù)控機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件則有以下要求(1)被加速的運(yùn)動(dòng)部件具有較小的慣量；(2)具有較高的剛度；(3)良好的阻尼；(4)傳動(dòng)部件在拉壓剛度、 扭轉(zhuǎn)剛度、 摩擦阻尼特性和間隙等方面盡可能小的非線性； 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性及伺服性能分析1．時(shí)間響應(yīng)特性進(jìn)給伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，按其描述方法的不同，分為時(shí)間響應(yīng)特性和頻率響應(yīng)特性。(1) 穩(wěn)定性 伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指當(dāng)作用在系統(tǒng)上的擾動(dòng)信號(hào)消失后，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行,或者在輸入的指令信號(hào)作用下，系統(tǒng)能夠達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。比較好的方法是油氣潤(rùn)滑：在吹向軸承的空氣中定期地注入油，油并不霧化，用后可回收，不污染環(huán)境。脂潤(rùn)滑不需要供油管路和系統(tǒng)，沒有漏油問(wèn)題。如前所述，降低模態(tài)，常是主軸的剛度振動(dòng)。3．主軸組件的動(dòng)態(tài)特性通常，主軸組件的固有頻率很高，但是，高速主軸，特別是帶內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)高速主軸，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)集中質(zhì)量，將使固有頻率下降，有可能發(fā)生共振。如果兩個(gè)軸承間需要隔開一定的距離，可在兩軸承之間加入厚度相同的內(nèi)外隔套。如主軸產(chǎn)生振動(dòng)，則由于各個(gè)方面都有滾動(dòng)體支承，可以提高抗振性。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承的外圈的散熱條件比內(nèi)圈好，因此，內(nèi)圈的溫度將高于外圈，徑向膨脹的結(jié)果將使軸承的過(guò)盈加大。推力支承應(yīng)位于前支承內(nèi)，原因是數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)原點(diǎn)，常設(shè)定在主軸前端。2．主軸部件的組成和軸承選型（1）主軸部件，它由主軸及其支承軸承、傳動(dòng)件、密封件及定位元件等組成。（2）剛度 主軸部件的剛度是指其在外載荷作用下抵抗變形的能力，通常以主軸前端產(chǎn)生單位位移的彈性變形時(shí)，在位移方向上所施加的作用力來(lái)定義的。為此，常把無(wú)級(jí)變速裝置與機(jī)械分級(jí)變速箱串聯(lián)在一起使用，以擴(kuò)大恒功率變速范圍和整個(gè)變速范圍。機(jī)床在切削加工中主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱使其中所有零部件產(chǎn)生變形，破壞了零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度造成的加工誤差，且熱變形限制了切削用量的提高，降低傳動(dòng)效率，影響到生產(chǎn)率。（2）具有較高的精度和剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低。在閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中，設(shè)定的脈沖當(dāng)量（或稱最小設(shè)定單位），當(dāng)指令進(jìn)給系統(tǒng)做單步進(jìn)給（）時(shí)，開始一兩個(gè)單步指令，進(jìn)給部件并不動(dòng)作，到第三個(gè)單步指令時(shí)才突跳一段距離，以后又如此重復(fù)。焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，便于產(chǎn)品更新、改進(jìn)結(jié)構(gòu)。機(jī)床的導(dǎo)軌和支承件通常是局部剛度最弱的部分，在本次設(shè)計(jì)中，采用雙臂聯(lián)接形式，X、Y軸導(dǎo)軌較窄。下面我們?cè)斒鰯?shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求 提高機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛度機(jī)床的剛度是指切削力和其它力作用下,抵抗變形的能力。（2）考慮到機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠轉(zhuǎn)角間接測(cè)移動(dòng)部件的位移，然后將數(shù)據(jù)反饋給比較器進(jìn)行比較，輸出比較后的差值進(jìn)行控制。 數(shù)控機(jī)床的分類1． 刀具相對(duì)于工件移動(dòng)的軌跡分類（1） 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 點(diǎn)位控制機(jī)床的特點(diǎn)是只控制移動(dòng)部件的終點(diǎn)位置，即控制移動(dòng)部件由一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確定位，而對(duì)它們運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的軌跡沒有嚴(yán)格的要求，在移動(dòng)和定位過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。指令信息是以脈沖信息體現(xiàn)的，每一脈沖使機(jī)床移動(dòng)部件產(chǎn)生的位移叫脈沖當(dāng)量(～)。它由輸入裝置、控制裝置和輸出裝置等組成。只有在微處理機(jī)用于數(shù)控機(jī)床后，才真正使數(shù)控機(jī)床得到了普及。直到1954年11月，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床才生產(chǎn)出來(lái)。此設(shè)計(jì)主要對(duì)數(shù)控銑床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，了解單片機(jī)的工作原理，主要有以下幾個(gè)方面：X、Y、Z工作臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是滾珠絲杠的運(yùn)用；機(jī)床整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，了解優(yōu)缺點(diǎn)，充分考慮主要矛盾，擇優(yōu)選取；單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步熟悉其應(yīng)用。(2) 提高傳動(dòng)精度和剛度。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化進(jìn)給伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。為此，要注意以下三點(diǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)要求：(1) 減少運(yùn)動(dòng)件的摩擦力。設(shè)計(jì)是在原有普通銑床的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行改造,成為三坐標(biāo)數(shù)控銑床。最早進(jìn)行數(shù)控機(jī)床研制的是美國(guó)人。在這一時(shí)期，數(shù)控線切割機(jī)床由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、價(jià)格低廉，在模具加工中得到了推廣?？刂平橘|(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置的類型不同而不同，常用的有穿孔紙帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等。控制介質(zhì)閱讀機(jī)輸 入 裝 備控 制 器輸 出 裝 置伺 服 機(jī) 構(gòu) 數(shù)控裝置組成示意圖伺服系統(tǒng)，亦稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度或力輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)。（2）數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形小。它是根據(jù)穿孔帶上的數(shù)據(jù)指令經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算發(fā)出脈沖信號(hào)輸出到伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使驅(qū)動(dòng)伺服裝置轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度，然后經(jīng)過(guò)減速齒輪和絲杠螺母機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。（2）；（3）X、Y、Z軸 快速進(jìn)給速度分別為 6m/min、6m/min、3m/min；（4）工作臺(tái)面尺寸300x500mm。（5）傳動(dòng)系統(tǒng)要加上脈動(dòng)裝置。而靜剛度及固有頻率，是影響動(dòng)剛度的重要因素。4）鋼板焊接能將構(gòu)件做成全封閉的箱形結(jié)構(gòu)，提高剛度。 提高進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和精度 數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的精度極大的影響零件的加工精度。現(xiàn)代切削加工正向著高速、高效和高精度方向發(fā)展，對(duì)機(jī)床的性能提出越來(lái)越高的要求，如轉(zhuǎn)速高，調(diào)速范圍大，恒扭矩調(diào)速范圍達(dá)1：100～1：1000，恒功率調(diào)速范圍達(dá)1：10以上；～250kW，能在切削加工中自動(dòng)變換速度；機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，噪聲小，動(dòng)態(tài)性能好，可靠性高等。因此主傳動(dòng)系統(tǒng)中的各主要零部件不但要具有一定的剛度，而且要求具有足夠的抑制各種干擾力引起振動(dòng)的能力—抗振性。無(wú)級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：一為盡量選擇功率和扭矩特性符合傳動(dòng)系統(tǒng)要求的無(wú)級(jí)變速裝置。因此，對(duì)主軸部件有如下要求：（1）軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無(wú)載荷、低速轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下，主軸安裝工件或刀具部位的定心表面（如車床軸端的定心短錐、錐孔，銑床軸端的7：24錐孔）的徑向和軸向跳動(dòng)。（4）可靠性 數(shù)控機(jī)床是高度自動(dòng)化的機(jī)床，所以必須保證工作可靠性，可喜的是這方面的研究正在發(fā)展。本三坐標(biāo)曲面數(shù)控銑床采用帶傳動(dòng)聯(lián)接。為了提高剛度和承載能力，常采用多聯(lián)組配的辦法。滾動(dòng)體的直徑不可能絕對(duì)相等，滾道也不可能絕對(duì)正圓，因而在預(yù)緊前只有部分滾導(dǎo)體與滾道接觸。訂貨時(shí)可指定預(yù)緊級(jí)別。主軸軸承的壽命，主要不是取決于疲勞點(diǎn)蝕，而是由于磨損而降低精度。激振力可能來(lái)自主軸組件的不平衡，這時(shí)激振頻率等于主軸轉(zhuǎn)速乘以 π/30。因此，才能在滾動(dòng)體與滾道的接觸區(qū)，形成一定厚度的油膜，把兩者隔開，滾道體與滾道的接觸面積很小，所以，滾動(dòng)軸承所需的潤(rùn)滑劑很少的。如果用油兼作潤(rùn)滑和冷卻，則由于油的攪拌作用，溫升反而會(huì)增加。 查表74取D,故選擇D (4) 計(jì)算膠帶速度 5V 故 D選擇合格 D (5) 確定中心距a和帶長(zhǎng)L 得 初選 帶長(zhǎng) 查表73，取 中心距 a的調(diào)整范圍： (6) 驗(yàn)算小帶輪包角 小帶輪包角可按公式求得： 得 ， 即滿足條件。(3) 快速響應(yīng)性 快速響應(yīng)特性是指系統(tǒng)對(duì)指令輸入信號(hào)的響應(yīng)速度及瞬態(tài)過(guò)程結(jié)束的迅速程度。2. 頻率響應(yīng)特性時(shí)間響應(yīng)特性是從微分方程出發(fā)，研究系統(tǒng)響應(yīng)隨時(shí)間的變化的規(guī)律，即在已知傳遞函數(shù)的前況下，從系統(tǒng)在階越輸入及斜坡輸入時(shí)間應(yīng)速度及振蕩過(guò)程的狀態(tài)中來(lái)獲得動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。另一端游動(dòng)，需要徑向約束，采用深溝球軸承，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動(dòng)端自由伸縮，如下圖。 6） 效率驗(yàn)算 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為 要求在90%～95%之間，所以該絲杠副合格。 臨界轉(zhuǎn)速按下式計(jì)算： 式中：為臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，見表210，本題取， 即：，所以絲杠工作時(shí)不會(huì)發(fā)生共振。① 由于一端軸向固定的長(zhǎng)絲杠在工作時(shí)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于絲杠副傳動(dòng)結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù)[S] 絲杠不會(huì)失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷