【正文】 VRF VCL GND CCL FM AM FWM COM REV TA TB TC 圖 變頻器基本配線圖 ◆開路集電極輸出說明：見表 35 所示。 半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 前面已經(jīng)提到為了提高系統(tǒng)的精度，系統(tǒng)采用了半閉環(huán)的設(shè)計(jì)思想，這里半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)是通過位置控制單元和位置檢測單元兩部分來實(shí)現(xiàn)的。 31 ① 步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路的比較 高低壓驅(qū)動電路又稱雙電壓驅(qū)動電路，可以分為定時(shí)控制驅(qū)動與脈沖變壓器式驅(qū)動 .脈沖變壓器式驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，但是因?yàn)槭褂妹}沖變壓器使制造工藝復(fù)雜，成本高且不易模塊化，目前用的很少；因此設(shè)計(jì)了具有檢測反饋控制環(huán)節(jié)的高低壓驅(qū)動電路，利用反饋控制高壓管的導(dǎo)通時(shí)間，適應(yīng)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，提高驅(qū)動能力。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，轉(zhuǎn)孔經(jīng)光電管之間在接收管 T 的集電極產(chǎn)生如圖 P1 所示波形經(jīng)施密特觸發(fā)器整形后轉(zhuǎn)換成脈沖方波 P2 脈沖在一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行記數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)測速。另外還有一個 14 位的計(jì)數(shù)器，可以對輸入脈沖進(jìn)行減法記數(shù)。 鍵盤 /顯示接口電路的設(shè)計(jì) 為了使操作人員 能夠隨時(shí)掌握 X 軸 Y 軸的位置變換情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 6 位 LED 顯示器。設(shè)計(jì)中 考慮到所用的鍵比較多，所以系統(tǒng)采用了非編碼鍵盤的形式。 電源模塊的設(shè)計(jì) 在電子設(shè)計(jì)與制作中，直流電源的設(shè)計(jì)是很重要的內(nèi)容。 串聯(lián)式直流穩(wěn)壓電源 由圖可知，它主要由四部分組成，即：調(diào)整部分、放大部分、基準(zhǔn)電壓部分和采樣部分四部分組成。使系統(tǒng)的加工精度更進(jìn)一步的提高。由 T0 溢出引發(fā)的中 斷服務(wù)程序用于設(shè)置定時(shí)標(biāo)志，程序流程圖如圖 所示 。顯示子程序流程圖如圖 所示。 系統(tǒng)的改進(jìn) 本課題設(shè)計(jì)的是一個半閉環(huán)的進(jìn)給系統(tǒng) .它不是直接檢測工作臺的位移量 ,而是采用轉(zhuǎn)角的位移檢測元件 ,如光電編碼器 ,測出伺服電動機(jī)或絲杠的轉(zhuǎn)角 ,推算出工作臺的實(shí)際位移量 ,反饋到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行位置的比較 ,用比較的差值進(jìn)行控制 .由于反饋環(huán)節(jié)內(nèi)沒有包括工作臺 ,所以 ,為半閉環(huán)控制。電源電路如圖所示。這個低電平信號被計(jì)算機(jī)捕獲后，根據(jù)此鍵對應(yīng)的行線和列線的位置，計(jì)算機(jī)可以判斷出鍵值，完成一次鍵輸入掃描工作。 8155的 PA0～ PA7 作為段選線， PC0～ PC5 為六條位選線。 8155 與單片機(jī)的接口如圖 所示 P 0 . 0 ～ P 0 . 7 R E S E T P 2 .0 P 2 .7 A L E R D W R A D 0 ～ A D 7 R E S E T IO/M CE ALE RD WR T I M E R O U T T I M E I N 8031 8155 24 分頻輸出 P C 口 P B 口 PA 口 輸入脈沖 圖 8155 與 8031 的接口。 8155 接口芯片簡介 8155 為 40 引腳雙列直插式封裝芯片，其引腳見圖 所示。限流電阻 Rc = 檢測電阻 Rd =,電氣時(shí)間常數(shù) τ=. 取高壓 Uh=120V 時(shí)，電 流上升到 7A需 mS 。這里，系統(tǒng)采用了 一種具有檢測反饋控制環(huán)節(jié)的步進(jìn)電機(jī)高低壓驅(qū)動電路 。 所以我們得知報(bào)警電路的設(shè)計(jì)，可以檢測變頻器的正常運(yùn)行。 （ 3） D20204T0055G/0075P 型變頻器的主要性能 容許電網(wǎng)波動范圍：額定電壓177。 （ 2） TD20204T0055G/0075P 型變頻器基本配線圖 在本系統(tǒng)中，因?yàn)橹鬏S電機(jī)的功率一般在 5KW～ 10KW 之間，所以在設(shè)計(jì)時(shí)選用了 TD20204T005G/0075P 型變頻器作為對主軸電機(jī)的控制，具體引腳如圖 所示。假定譯碼器對 A15～ A3 譯碼，則 DAC1208 對應(yīng)三個地址：在 S2 有效和 A0=1 時(shí)，寫數(shù)據(jù)高 8 位。當(dāng) 1WR 為低電平時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)傳送到輸入鎖存器；當(dāng) 1WR 為高電平時(shí)，輸 入鎖存器中的數(shù)據(jù)被鎖存；CS =1，且 1WR 同時(shí)為低電平時(shí)，才能將待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳送到輸入寄存器。 19 1 24 2 23 3 22 4 21 5 20 6 19 7 18 8 17 9 16 10 15 1 1 14 12 13 DAC1208 V CC B Y T E 1 / B Y T E 2 WR 2 X F E R DI 6 DI 7 DI 8 DI 9 DI 10 DI 11 ( M S B ) I o ut 2 I o ut 1 C S W R 1 A G N D D I 5 D I 4 D I 3 D I 2 D I 1 ( L S B ) D I 0 V R EF R fb D G N D 圖 DAC1208 的引腳排列 （ 2） DAC1208 的引腳功能 DI0～ DI11：數(shù)據(jù)輸入線，其中 DI11 為最高位。 SRAM 的讀寫讀寫控制信號（ WE 、 OE ）應(yīng)分別與 8031 的 （ WR ）和 （ RD ）相連， EPROM 的讀寫控制 OE 應(yīng)與 8031 的讀選通 PSEN 相連； 對于實(shí)現(xiàn)片選 的方式有線選和譯碼選通兩種方式，系統(tǒng)采用線選的方式。 ② 地址線的連接：外部存儲器的地址信號來自單片機(jī)的 P0 口和 P2口。 表 33 6264 工作方式的選擇 引腳 工作方式 CS OE WE D0～ D7 寫 VIL VIH VIL DIN 讀 VIL VIL VIH DOUT 未選中 VIH X X 高阻 輸出禁止 VIL VIH VIH 高阻 另外，在 8031 單片機(jī)中的 16 位地址，分為高 8 位（ A15～ A8）和低 8 位（ A7～ A0）。 由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)所用的 8031 單片機(jī)內(nèi)部存儲器只有 128B 的隨機(jī)存儲器 RAM，且片內(nèi)無只讀存儲器 EPROM。這類總線有RS232C、 RS42 IEEE488 等。 總線 總線是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各獨(dú)立模塊之間傳遞各種信號的渠道。單片機(jī)的最小應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)包括：單片機(jī)、上電復(fù)位部分和晶振時(shí)鐘源，如圖 所示。在單片機(jī)內(nèi)部，它是反相放大器的輸入端，而這個放大器構(gòu)成片內(nèi)振蕩器。 P0 口既可作地址 /數(shù)據(jù)總線使用，又可作為通用的 I/O 端口使用。它具有很高的性能，許多功能都超過了 8080CPU 和Z80CPU，成為當(dāng)代工業(yè)測控類應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)選單片機(jī)。 CPU（單片機(jī)）與 總線、存儲器擴(kuò)展電路、主軸電機(jī)的驅(qū)動電路、 半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的控制電路 、鍵盤顯示電路，以及電路供電電源等六部分組成。其總體框圖如圖 所示。 2 第 2 章 系統(tǒng)總體方案的確定 主要技術(shù)要求 （ 1）步進(jìn)電動機(jī)： 75BF001 相數(shù)： 3 部距角： 176。 我國是一個機(jī)床大國， 數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)過 40 多年的發(fā)展 ，從無到有，從引進(jìn)消化到擁有自己獨(dú)立的自主版權(quán)，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。 目前的單片機(jī)數(shù)控裝置，大多采用 MCS51 系列單片機(jī)。答辯小組不應(yīng)少于 3 人。使用變頻調(diào)速系統(tǒng)控制主軸電機(jī)的運(yùn)行。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的特點(diǎn)是價(jià)格低廉、編程簡單、操作方便，具有數(shù)控機(jī)床的基本功能。只要提高檢測元件和檢測系統(tǒng)的精度，數(shù)控裝置的加工精度將會大大提高。而對于主軸電機(jī)，在這里我們將 D/A 轉(zhuǎn)換器輸出的電壓信號進(jìn)行調(diào)理以后作為變頻器的控制信號，當(dāng) D/A 轉(zhuǎn)換器的輸出 改變時(shí)，其對應(yīng)的變頻器的電壓控制信號也跟著改變，從而使變頻器的輸出頻率改變，達(dá)到變頻調(diào)速的目的 ,使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求。 CPU 在 CNC 裝置工作時(shí)，其控制單元從存儲器中依取去處組成程序的指令，進(jìn)行譯碼后，向 CNC 裝置的各部分按順序發(fā)出執(zhí)行操作的控制信號，同時(shí)接受執(zhí)行部件發(fā)出的反饋信號，與程序中的指令信號比較后，決定下一步的應(yīng)執(zhí)行的 操作。一般由微處理器只包含云酸器可控制器兩部分。 ～ ： P1口作通用 I/O口使用 ,用于傳送用戶的輸入 /輸出數(shù)據(jù)。在單片機(jī)內(nèi)部，接上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 C C2可在 20pF～ 100pF 之間選擇，一般當(dāng) 單片機(jī)外接晶體時(shí)的典型取值為 30pF，為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO 電容。 10 片總線為元件級總線，是組成一個小系統(tǒng)或 CPU 插件各芯片間的連接總線。 單片機(jī)存儲器的擴(kuò)展電路 存儲器在簡易數(shù)控裝置中是用來存放程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)。 ① 2764 芯片的引腳 2764 芯片的引腳排列如圖 所示 12 V PP /V PP /V PP A 12 / A 12 / A 12 A 7/ A 7/ A 7 A 6/ A 6/ A 6 A 5/ A 5/ A 5 A 4/ A 4/ A 4 A 3/ A 3/ A 3 A 2/ A 2/ A 2 A 1/ A 1/ A 1 A 0/ A 0/ A 0 D 0/ D 0/ D 0 D 1/ D 1/ D 1 D 2/ D 2/ D 2 G N D / G N D / G ND V CC /V CC /V CC P G M / P G M / P G M N C / A 13 / A 13 A 8/ A 8/ A 8 A 9/ A 9/ A 9 A 1 1/ A 1 1/ A 1 1 O E / O E / O E A 10 / A 10 / A 10 C S / C S / C S D 7/ D 7/ D 7 D 6/ D 6/ D 6 D 5/ D 5/ D 5 D 4/ D 4/ D 4 D 3/ D 3/ D 3 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 8 12 17 13 16 14 15 2764 圖 2764 芯片的引 腳排列 ② 2764 芯片的引腳簡介 ◆ A0～ A12：地址線 ◆ D0～ D7： 數(shù)據(jù)輸出線 ◆ CE ： 地址線 ◆ OE ： 數(shù)據(jù)輸出選通線 ◆ PGM ： 編程脈沖輸入 ◆ VPP： 編程電源 ◆ Vcc： 電源引腳 2764 芯片的五種工作方式的選擇見表 32 表 32 2764 工作方式的選擇 引腳 方式 CE （ 20） OE （ 22） PGM （ 27） VPP/V （ 1） VCC/V （ 28） 輸出 （ 11～ 13， 15～ 13 19） 讀 VIL VIL VIH 5 5 DOUT 維持 VIH 任意 任意 5 5 高阻 編程 VIL VIH VIL 5 DIN 編程檢驗(yàn) VIL VIL VIH 5 DOUT 編程禁止 VIH 任意 任意 5 高阻 （ 1） 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展（ SPRAM）芯片 一般 CNC 裝 置都選取靜態(tài)、隨機(jī)存儲器 SRAM 用做單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展。但是，在 15 對外部存儲器進(jìn)行 讀 /寫操作時(shí)， 16 位地址必須保持不變，這就需要選用適當(dāng)?shù)募拇嫫鞔娣诺?8 位地址，以保證 P0口線作數(shù)據(jù)總線使用時(shí)所選外部存儲器單元的 16 位地址不丟失，這個外部的寄存器就稱為外部地址鎖存器。使 P0 口能再次送出數(shù)據(jù)信號。在本系統(tǒng)中，為了使電機(jī)的控制更加靈活和方便，我們采用了具有多種功能和優(yōu)越性的 TD2020 系列變頻器 TD20204T0055G/0075P，來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，同時(shí)在本系統(tǒng)中，我們打破了以往用手動控制來調(diào)節(jié)電機(jī)速度的常規(guī)，加入了 12 位的 D/A 轉(zhuǎn)換器DAC1208，用它的輸出對變頻器進(jìn)行控制以達(dá)到調(diào)速的目的，使整個系統(tǒng)的操作更加方便和智能 化。 IOUT IOUT2：電流輸出端。在 XFER =0時(shí)， 2WR 的低電平將輸入寄存器中的數(shù)據(jù)寫入 DAC 寄存器，以進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中沒有采用譯碼器，對 A15～ A3 進(jìn)行譯碼，而是直接通過 8031 剩余的 I/O 口對