【正文】 提高電機的運行速度。 步進電機高低壓驅(qū)動電路 無脈沖輸入時，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４均截止，電機繞組Ｌa中無電流通過，電機不轉(zhuǎn)．有脈沖輸入時，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４飽和導(dǎo)通，在Ｔ２由截止到飽和期間，其集電極電流也就是脈沖變壓器的初級電流急速增加，在變壓器次級感應(yīng)一個電壓，使Ｔ３導(dǎo)通，８０Ｖ高壓經(jīng)高壓管Ｔ３加到繞組Ｌa上，使電流迅速上升，約經(jīng)數(shù)百微妙，當(dāng)Ｔ２進入穩(wěn)壓狀態(tài)后，Ｔp初級電流暫時恒定，次級的感應(yīng)電壓降到０，Ｔ３截止，這時１２Ｖ低壓電流經(jīng)Ｄ２加到繞組Ｌa上，維持Ｌa中的電流為恒定值．輸入脈沖結(jié)束后，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４又均截止，儲存在Ｌa中的能量通過１８Ω的電阻和二極管泄放，１８Ω的電阻的作用是減小放電回路的時間常數(shù)，改善電流波形后沿．由于采用高低壓驅(qū)動，電流增長快，電機的力矩和運行頻率都得到改善，但由于電機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的反電動勢，使電流波形頂部下凹，使平均電流下降，轉(zhuǎn)矩下降．為了避免外部設(shè)備的電源干擾，防止被控對象電路的強電反竄，通常采取將微機的前后向通道與被連模塊在電氣上的隔離的方法。下圖的光電耦合器是采用硅光電二極管作受光元件。2. 直線插補程序ORG 2000HMAIN： MOV SP，60HLP4： MOV 28H， 0C8H； Xe MOV 29H， 0C8H； Ye MOV 2AH, 00H。F+2Y MOV FH,A CLR C MOV A, YL ADD A, 00H MOV 28H, A MOV A,YH ADDC A, 00H MOV YH, A CLR C MOV A, FL ADD A, 01H MOV FL, A MOV A,FH ADDC A,00H MOV FH,A。通常采用動態(tài)顯示字形碼輸出及位選信號輸出因經(jīng)過驅(qū)動后再與數(shù)碼管相連。如采用環(huán)形分配器，則需要由軟件程序完成硬件環(huán)分得功能，見步進電機控制程序設(shè)計。 光電隔離電路： 1. 直線圓弧插補程序設(shè)計在機電設(shè)備中，執(zhí)行部件要實現(xiàn)平面斜線和圓弧曲線得路徑運動，必須通過兩個方向得合成來完成，在數(shù)控機床中，這是由X，Y兩個方向運動得工作臺，按照插補控制原理實現(xiàn)得。b. 由于發(fā)光二極管是電流驅(qū)動器件，動態(tài)電阻很小，對系統(tǒng)內(nèi)外的噪聲干擾信號形成低阻抗旁路，因此抗干擾能力強，共模抑制比高，不受磁場的影響，特別是用于長線傳輸時作為終端負載，可以大大地提高信噪比。R1 ；讀控制字JZ LOOP179。下圖中8155的PB口掃描輸出總是只有一位為高電平，即PB口經(jīng)反相后僅有一位公共陰極為低電平，8155的PA口則輸出相應(yīng)位（PB口輸出為高對應(yīng)的位顯示器）的顯示數(shù)據(jù)，使該位顯示與顯示緩沖器相對應(yīng)的字符，而其余各位均為熄滅，依次改變8155的PB口輸出為高的位，PB口輸出對應(yīng)的顯示緩沖器的數(shù)據(jù)。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。 立即數(shù)給A 。 指向定時器低8位mov a， 10H； 計數(shù)常數(shù)10Hmovx dptr, a。計數(shù)長度和計數(shù)方式由輸入給計數(shù)寄存器的計數(shù)控制字來確定。8155的工作方式由CPU寫入控制命令寄存器的控制字來確定，控制命令寄存器只能寫入不能讀出，8位控制命令寄存器的低4位用來設(shè)置A口、B口和C口的工作方式。 控制字→控制口；PC5=1 如果把C口的第六位PC5復(fù)位，相應(yīng)的控制字為：00001010B=0AH，程序如下： mov dptr, 0FF7FH；控制口地址→dptr mov a，0AH；控制字→A movx dptr, a。下面根據(jù)圖36舉例說明8255的編程方法。因此，在大部分單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中都不可避免的要在單片機外部擴展I/O端口。最常用的靜態(tài)RAM芯片有6116（2kB8）和6264（8kB8）。（2） 數(shù)據(jù)存儲器的擴展8031單片機內(nèi)部有128字節(jié)RAM存儲器。以上6種EPROM均為單一＋5V電源供電，維持電流為35mA～40Ma，工作電流為75 mA～100 mA，讀出時間最大為250ns，均有雙列直插式封裝形式，A0～A15是地址線，不同的芯片可擴展的存儲容量的大小不同，因而提供高8位地址的P2端口線的數(shù)量各不相同，故2716為A0～A10，27152為A0～A15；D0～D7是數(shù)據(jù)線；CE是片選線，低電平有效；OE是數(shù)據(jù)輸出選通線；Vpp是編程電源；Vcc是工作電源；PGM是編程脈沖輸入端。但當(dāng)外圍設(shè)備較多時，僅有幾個內(nèi)部I/O接口是不夠的，因此，單片機還需要擴展輸入輸出接口芯片。P1口（）：為8位準(zhǔn)雙向I/O口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線（作為輸入口時，鎖存器必須置1），可驅(qū)動4個TTL負載。/Vpp（31腳）：當(dāng)端保持高電平時，單片機訪問的是內(nèi)部程序存貯器，但當(dāng)PC值超過某值時，將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存貯器內(nèi)的程序。ALE/（30腳）：當(dāng)單片機訪問外部存貯器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖的下降沿用于鎖存16位地址的低8位。若采用外部振蕩器時，該引腳接受振蕩器的信號，即把信號直接接至內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。Vcc（40腳）：接+5V電源。通常所說的單片機系統(tǒng)都是為實現(xiàn)某一控制應(yīng)用需要由用戶設(shè)計的，是一個圍繞單片機芯片而組建的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。特點：螺桿水平安裝時，可減少或避免因自重產(chǎn)生的彎曲或高速運轉(zhuǎn)時，自由端的晃動。因此很少用。2．距頻特性步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩Mjmax是指電機的定位轉(zhuǎn)矩。3．由于此絲桿是豎直放置，且其受力較小，溫度變化較小。此次設(shè)計中滾珠絲桿被三次選用，故本人只選取其中最重要的主軸傳動中的滾珠絲桿加于設(shè)計和校核。根據(jù)該精度要求可確定脈沖當(dāng)量為=。 角接觸球軸承載荷—變形曲線三、 進給傳動設(shè)計（一）進給傳動運動設(shè)計1）脈沖當(dāng)量的確定目前，常用脈沖編碼器兼作位置和速度反饋。本次設(shè)計主軸所采用的軸承支承方式為第四種。（2） 前后支承用雙列短圓柱滾子軸承來承受徑向負荷，用安裝在主軸前端的雙向向心推力球軸承來承受軸向負載。先將計算出的截面C 處的MH、 應(yīng)力計算表載荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=, FNH2=FNH1=, FNH2=彎矩MMH==即df/2–（d+t1）2m由d=16mm查設(shè)計手冊得：t1=；而df1=d1－2hf=（z1–2ha*–2c*）m=(23–2–)m=代入上式得：–（16+）/2④導(dǎo)輪組合件的裝配導(dǎo)輪組合件裝配的關(guān)鍵是消除滾動軸承中的問題，避免滾動體與套環(huán)工作表面在負荷作用下產(chǎn)生彈性變形，以及由此引起的軸向竄動和徑向跳動。導(dǎo)輪兩端加工成30?錐形軸尖，硬度在RC60以上。c. 導(dǎo)輪裝配后轉(zhuǎn)動應(yīng)輕便靈活，應(yīng)盡量減少軸向竄動和徑向跳動。這時，工作臺拖板只沿一個坐標(biāo)方向運動，另一個坐標(biāo)方向的運動通過架在橫梁上的線架拖板來實現(xiàn)。線架的主要功用是在電極絲按給定線速度運動時，對電極絲去支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺平面保持一定的幾何角度。經(jīng)比較，顯然三角、矩形組合式導(dǎo)軌是比較理想的，因此，決定選用此種導(dǎo)軌作為本次設(shè)計之用。（2） 上下拖板走絲機構(gòu)的上下拖板我們決定采用下面兩種滑動導(dǎo)軌之一。該套筒式聯(lián)軸器因磁場面積大，可以傳遞較大扭矩。因為錐形摩擦面會對電機和儲絲筒產(chǎn)生軸向力，所以在電機主軸的滾動支撐中，應(yīng)選用向心止推軸承和單列圓錐滾子軸承。由于儲絲筒運行時頻繁換向，聯(lián)軸器瞬間受到正反剪切力很大，因此多采用彈性聯(lián)軸器和摩擦錐式聯(lián)軸器。（1） 儲絲筒旋轉(zhuǎn)組合件儲絲筒旋轉(zhuǎn)組合件主要由儲絲筒、聯(lián)軸器和軸承座組成。儲絲筒、電動機、齒輪都安裝在兩個支架上。電極通過聯(lián)軸節(jié)與絲筒連接，絲筒裝有齒輪，通過過渡齒輪與絲桿上的齒輪嚙合。（6）為了保證進給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙。（2）電火花線切割機床屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床，在保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，降低成本。本階段也是一個學(xué)習(xí)的階段，對自己不太熟悉的的的領(lǐng)域的一次學(xué)習(xí)。在本階段主要是搜集足夠的資料信息并對設(shè)計題目進行分析和實地調(diào)查，做到心中有輪廓。第一階段是搜集整理階段。主要進行電器電路設(shè)計，包括步進電機驅(qū)動設(shè)計和脈沖功率放大電路設(shè)計。一、 總體方案設(shè)計（一） 總體方案的擬定（1）電火花線切割機床具有定位，縱向和橫向的直線插補功能；還能要求暫停，進行循環(huán)加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選取連續(xù)控制系統(tǒng)。（5）縱向和橫向進給是兩套獨立的傳動鏈，它們由步進電機、齒輪副、絲杠螺母副組成，起傳動比應(yīng)滿足機床所要求的。電極絲移動速度 11m/s電極絲最大直徑 ～ 伺服系統(tǒng)總體方案框圖二、 儲絲走絲部件結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）儲絲走絲部件運動設(shè)計運絲機構(gòu)的運動是由絲筒電機正反轉(zhuǎn)得到的。儲絲筒另外一端通過三對齒輪減速后帶動絲杠。其余中間軸、齒輪、導(dǎo)軌及絲杠、螺母等每班應(yīng)注油一次。② 聯(lián)軸器 走絲機構(gòu)中運動組合件的電機軸與儲絲筒中心軸，一般不采用整體的長軸，而是利用聯(lián)軸器將二者聯(lián)在一起。此種聯(lián)軸器可傳遞較大的扭矩，同時在傳動符合超載時，摩擦面之間的華東還可以起到過載保護作用。留有一定間隙，可補償這一不足，還可適當(dāng)降低加工及裝配要求。綜合上述幾種類型，參照本次設(shè)計要求，選擇性價比最高的，顯然a類型既是彈性聯(lián)軸器已經(jīng)滿足條件，因此本次設(shè)計選用彈性聯(lián)軸器。為保證上拖板能平穩(wěn)的往復(fù)移動，應(yīng)把下拖板設(shè)計的較長以使走絲機構(gòu)工作時，上拖板部分可始終不滑出下拖板，從而保持拖板的剛度、機構(gòu)的穩(wěn)定性及運動精度。（4） 線架、導(dǎo)輪部件結(jié)構(gòu)線架與走絲機構(gòu)組成了電極絲的運動系統(tǒng)。有的機床的線架本體有的采用龍門結(jié)構(gòu)。導(dǎo)輪槽工作面應(yīng)有足夠的硬度，以提高其耐磨性。雙軸尖支撐結(jié)構(gòu)。導(dǎo)輪要求用硬度高、耐磨性好的材料制成（如GCr1W18Cr4V），也可以選用硬質(zhì)合金或陶瓷材料制造導(dǎo)輪的鑲件來增強導(dǎo)輪V形工作面的耐磨性和耐蝕性。2. 齒輪齒數(shù)的確定取Z=23；由于齒輪齒根與軸上鍵距離不能為零。 先計算軸上的載荷： 齒輪的分度圓直徑為：. 軸的結(jié)構(gòu)圖與彎矩扭矩圖從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以明顯的看出截面B是危險截面。前軸承溫度高，主軸前端升高量大，后軸承溫度低，主軸末端升高量小，因此，這種機構(gòu)目前應(yīng)用較小。在中、小規(guī)格的數(shù)控機床上采用這種機構(gòu)較多。沒有預(yù)緊時，在Fa作用下，軸承的軸向變形量為δa1；而在具有預(yù)緊Fa0條件下，同樣作用軸向載荷Fa，軸承的軸向變形增量為δa2，顯然δa2δa1，軸承的軸向剛度有所提高。此次設(shè)計的電火花成型機對機床定位精度的設(shè)計要求是177。滾珠絲杠的最大動載荷應(yīng)用下式計算 L=60nt/106 式中：L—工作壽命，單位106r n—絲杠轉(zhuǎn)速，單位r/min v—最大切削力條件下進給速度，單位m/min L0—絲杠基本導(dǎo)程，單位mm t—額定使用壽命，單位h，可取t=15000h fm—運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，無沖擊取1～，～所以 = = =（1000100103）/5 =20r/minL=60nt/106 = =（106r/min） = =33根據(jù)以上計算選取CBM3205—5（《機械設(shè)計師手冊》上）滾珠絲桿已由專門工廠制造，因此，不用我們自己設(shè)計制造，只要根據(jù)使用工況選擇某種類型的結(jié)構(gòu)，再根據(jù)載荷、轉(zhuǎn)速等條件選定合適的尺寸型號并向有關(guān)廠家訂購。2．臨界轉(zhuǎn)速校核校核合格。選用時主要有以下幾個步驟：（一）根據(jù)脈沖當(dāng)量和最大靜轉(zhuǎn)矩初選電機型號1．步距角初選步進電機型號，并從手冊中查到步距角,由于 綜合考慮，我初選了，可滿足以上公式。突跳啟動時加速力矩很大，啟動時丟步是不可避免的。（2）雙推支承 將兩個方向相反的推力球軸承和兩個深溝球軸承裝在一端，另一端裝一個或兩個深溝球軸承。此外，在實際的控制應(yīng)用中，常常需要擴展外圍電路和外圍芯片。 電源引腳接入單片機的工作電源。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端，在單片機內(nèi)部接至反相放大器的輸出端。）V）時，VPD就向內(nèi)部RAM提供備用電源。同樣可以驅(qū)動8個TTL負載。一般作為擴展時地址/數(shù)據(jù)總線口使用。另外，在單片機內(nèi)部雖然設(shè)置了若干并行I/O接口電路，用來與外圍設(shè)備連接。根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)對程序存儲器容量要求的不同，常用的擴展 芯片包括EPROM2716（2kB8）、2732A（4kB8）、2764A（8kB8）、