【正文】 1單片機(jī)的時鐘電路時鐘電路是計算機(jī)的心臟，它控制著計算機(jī)的工作節(jié)奏，MCS51片內(nèi)有一個反相放大器，引腳分別為該反相放大器的輸入端和輸出端，該反相放大器與片外晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個自激振蕩器，產(chǎn)生的時鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個部件。輸入/輸出（I/O）接口引腳包括P0口、P1口、P2口和P3口。（29腳）：此輸出為單片機(jī)內(nèi)訪問外部程序存儲器的讀選通信號。RST/VPD（9腳）：當(dāng)振蕩器運(yùn)行時，在此引腳加上兩個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（RST）。（19）：接外部晶體的一個引腳。內(nèi)部沒有程序存儲器，必須外接EPROM程序存儲器。所以有：（2）最大工作負(fù)載下電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：、在第一的設(shè)計中已經(jīng)計算過，僅用算以，其公式為代入數(shù)據(jù)計算如下：選擇步進(jìn)電機(jī)最重要的參數(shù)是最大靜轉(zhuǎn)矩要滿足使用要求，同時考慮安全系數(shù)K，對于開環(huán)控制，~4之間，此處取2且步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩的選取應(yīng)符合所以初選步進(jìn)電機(jī)型號為：55BF003其最大靜轉(zhuǎn)矩,符合設(shè)計要求。：2薄齒輪, 3—彈簧, 8—凸耳, 5—調(diào)節(jié)螺釘, 7—螺母 雙片齒輪錯齒消隙結(jié)構(gòu)圖總傳動慣量主要包括電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量、減速裝置與滾珠絲杠以及移動部件等折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)動慣量。，比較大，影響傳動精度，故本次傳動采用兩級傳動。雙螺母螺紋式預(yù)緊：①調(diào)整方法：調(diào)整端部的圓螺母，使螺母產(chǎn)生軸向位移。對于本次的絲杠傳動系統(tǒng)，計算如下；由于是滑動導(dǎo)軌則有最大動載荷的計算公式如下：式中的為滾珠絲杠副的壽命，單位為，其中T=15000h，n為絲杠每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)代入數(shù)據(jù)計算如下：初選滾珠絲杠副的規(guī)格時，應(yīng)使其額定動載荷。根據(jù)系統(tǒng)工作臺的使用情況，初選滾珠直徑d=6mm，數(shù)目根據(jù)決定?？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進(jìn)電機(jī)功率放大器等組成、系統(tǒng)的加工程序和控制指令通過鍵盤操作實現(xiàn)、顯示器采用數(shù)碼管顯示監(jiān)控數(shù)據(jù)及機(jī)床狀態(tài)信息。其中伺服電動機(jī)做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導(dǎo)軌上運(yùn)動，完成工作臺在X、Y方向的直線移動。(2)對軌跡精度有要求時,第二級機(jī)構(gòu)的控制周期必須小于第一級機(jī)構(gòu)的有效控制周期,即第二級機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償動作具有有效性和實時性。實現(xiàn)原理目前,實現(xiàn)大行程高精度、具有一定運(yùn)行速度和負(fù)載能力的位移主要有兩種方法。其中伺服電動機(jī)做執(zhí)行元件用來驅(qū)動滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動滑塊和工作平臺在導(dǎo)軌上運(yùn)動，完成工作臺在X、Y方向的直線移動。(2)、發(fā)展策略。第二階段是在國家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期 ,即引進(jìn)技術(shù) ,消化吸收 ,初步建立起國產(chǎn)化體系階段。為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化 ,如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動識別負(fù)載自動選定模型、自整定等。目前世界上許多汽車廠 ,包括我國的上海通用汽車公司 ,已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床。激光器及其相關(guān)系統(tǒng)的成本較高，一次性投資較大?？蛇M(jìn)行微型焊接。由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于微、小型零件的精密焊接中。 與其它焊接技術(shù)相比，激光焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是：速度快、深度大、變形小。尤其是近幾年來， 在YAG激光加工技術(shù)中采用了光纖傳輸技術(shù)，使激光焊接技術(shù)獲得了更為廣泛的推廣和應(yīng)用。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù) ,而數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品 ,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域。(2) 、5 軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展采用 5 軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工 ,可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削 ,不僅光潔度高 ,而且效率也大幅度提高。目前開放數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運(yùn)行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。縱觀我國數(shù)控技術(shù)近 50 年的發(fā)展歷程 ,特別是經(jīng)過 4 個 5 年計劃的攻關(guān) ,總體來看取得的成績還是不小。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件 數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等 的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。大行程精密位移技術(shù)被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體加工、精密制造、光學(xué)工程等領(lǐng)域的實際生產(chǎn)中,用以提高加工精度,制造出體積更小、能耗更低、功能更強(qiáng)大的產(chǎn)品。但此法最大的缺點(diǎn)是系統(tǒng)對機(jī)械裝置和控制系統(tǒng)的要求非常高,必須采用特殊的材料、工藝以及具有精確數(shù)學(xué)模型及精確補(bǔ)償模型的伺服控制系統(tǒng)來保證位移精度的實現(xiàn)。其目的是：能夠正確運(yùn)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程的基本理論和相關(guān)知識，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的功能構(gòu)成、特點(diǎn)和設(shè)計思想、設(shè)計方法，了解設(shè)計方案的擬定、比較、分析和計算，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生具有機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計的初步能力。 系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)及要求根據(jù)設(shè)計要求并參考實際情況，初步選定機(jī)床主要參數(shù)如下：工作臺寬度長度 230mm230mm工作臺加工范圍 250mm250mmX、Y方向的脈沖當(dāng)量 X、Y方向的定位精 X、Y方向步進(jìn)電機(jī) 55BF003Z方向步進(jìn)電機(jī) 95BC340A工作臺X方向最快移動速度 5400mm/min工作臺Y方向最快移動速度 5400mm/min工作臺外形尺寸（長寬高） 729mm729mm375mm工作臺凈重 350kg 系統(tǒng)運(yùn)動方式及零部件的選定 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)的運(yùn)動方式與伺服系統(tǒng)由于所設(shè)計的數(shù)控工作臺要求能滿足各種形狀的工件能夠進(jìn)行激光焊接（切割）和加工，而且激光噴嘴的運(yùn)動受到限制，故采用連續(xù)控制系統(tǒng)。采用滾動導(dǎo)軌可減少兩個相對運(yùn)動面的動、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運(yùn)動平穩(wěn)性，減少振動。直線滾動導(dǎo)軌副的壽命計算，是以在一定載荷下行走一定距離后，90%的支承不發(fā)生點(diǎn)蝕為依據(jù)。 滾珠絲杠螺母副的幾何參數(shù)名稱計算公式結(jié)果公稱直徑――25mm螺距――4mm接觸角――鋼球直徑――螺紋滾道法向半徑偏心距螺紋升角螺桿外徑螺桿內(nèi)徑螺桿接觸直徑螺母螺紋外徑螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 滾珠絲桿副的預(yù)緊方式為了消除間隙和提高滾珠絲桿副的剛度，可以預(yù)加載荷，使它在過盈的條件下工作，常用的預(yù)緊方式有：雙螺母墊片式預(yù)緊、雙螺母螺紋式預(yù)緊、雙螺母齒差式預(yù)緊等。②能夠精確地調(diào)整預(yù)緊力，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，裝配調(diào)整比較復(fù)雜，適宜用于高度精度的傳動結(jié)構(gòu)。 齒輪傳動消隙齒輪傳動的間隙也叫側(cè)隙，它是指一個齒輪固定不動，另一個齒輪能夠作出的最大角位移。所以有：電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動慣量很小，可以忽略，所以有：步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩在不同工況下是不同的。起動頻率的校核：符合設(shè)計要求。電源引腳接入單片機(jī)的工作電源。（18）：接外部晶體的另一端。當(dāng)下降到低于規(guī)定值，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時，VPD就向內(nèi)部RAM提供備用能源。同樣可以驅(qū)動8個TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時地址/數(shù)據(jù)總線口使用。RST變位低電平后，退出復(fù)位狀態(tài)，CPU從初始狀態(tài)開始工作。同時，單片機(jī)內(nèi)部的存儲器容量較小，不能滿足實際需要，還要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器。通信地址鎖存器可使用帶三態(tài)緩沖輸出的八D鎖存器74LS373。同時，8031運(yùn)行所需的程序指令來自2764A，要把其EA端接地，否則，8031將不會運(yùn)行。在8031單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，靜態(tài)RAM是最常用的，由于這種存貯器的設(shè)計無須考慮刷新問題，因而它與微處理器的接口很簡單。8031單片機(jī)外部擴(kuò)展兩片2764EPROM和兩片6264靜態(tài)RAM。在單片機(jī)的I/O口擴(kuò)展8255芯片，其接口相當(dāng)簡單，: 8255的擴(kuò)展電路圖圖中8255的分別與MCS51的相連；8255的D0D7直接MCS51的P0口。由于8031單片機(jī)外接一片8155后，就綜合地擴(kuò)展了數(shù)據(jù)RAM、I/O端口和定時器/計數(shù)器。其工作情況與8255方式0、方式1時大致相同，控制信號的含義也基本相同?！泵住弊中蚅ED 顯示塊有15段發(fā)光二極管,共有n根位選線和8n根段選線,根據(jù)顯示方式不同,位選線和段選線的連接也各不相同,段選線控制顯示字符的字型,而位選線則控制顯示位的亮、暗.,為了節(jié)省I/O口線,簡化電路,降低成本,對每位顯示器來說,由一個8位I/O口控制,實現(xiàn)各位顯示器的分時選通.下圖是LED顯示器采用共陰極方式,6個顯示器的段碼由8155的PB口提供,位選碼由8155的PA口提供(PA口同時也提供行列式未編碼鍵盤的列線),設(shè)全部PC口線(PC0PC5)用作鍵盤的行線,全部PA口線(PA0PA7)作鍵盤列線,則按鍵最多可達(dá)86個.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). 顯示器接口電路 步進(jìn)電機(jī)控制電路設(shè)計每輸入一個脈沖,步進(jìn)電機(jī)就前進(jìn)一步,因此,但主要分三大類:反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī),永磁式步進(jìn)電機(jī),、四相、,他們的工作原理都有相同之處:數(shù)字式脈沖信號控制定子磁極上的控制繞組,按一定順序依次通電,在頂子和轉(zhuǎn)子的氣隙間形成步進(jìn)式的磁極軸旋轉(zhuǎn).步進(jìn)電動機(jī)主要用于開環(huán)系統(tǒng),當(dāng)然也可以閉環(huán)系統(tǒng).下圖是步進(jìn)電動機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)的原理圖,它由以下幾部分組成: 步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)原理圖脈沖信號源—是一個脈沖發(fā)生器,通常脈沖頻率連續(xù)可調(diào),也稱為變頻信號源.脈沖分配器—脈沖 按一定的順序送到功率放大器中進(jìn)行放大,有時稱為環(huán)行分配器,也簡稱環(huán)分.功率放大器—將脈沖分配器送來的脈沖放大,是步進(jìn)電動機(jī)獲得必要的功率.步進(jìn)電動機(jī)—伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件,它帶動工作機(jī)構(gòu),如減速裝置,絲杠,工作臺. 步進(jìn)電機(jī)脈沖分配對每一個三相步進(jìn)電動機(jī)而言,其脈沖分配方式是三相六拍的,其三相分別用A、B、—AB—B—BC—C—CA—A—DE—E—EA順序輪流通電,.脈沖分配器是將脈沖電源按規(guī)定的通電方式分配到各相,脈沖的分配也可由軟件來完成,經(jīng)光電隔離、驅(qū)動放大使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),延時的長短決定了步進(jìn)電動機(jī)運(yùn)行一拍的時間,也就決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速. 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路由微機(jī)根據(jù)控制要求發(fā)出的脈沖,并依次將脈沖分配到各相繞組,因其功率很小,電壓不足5V,電流為mA級,必須經(jīng)過驅(qū)動器將信號放大到若干安培,步進(jìn)電動機(jī)實際上是一個功率放大器,驅(qū)動器的質(zhì)量直接影響步進(jìn)電動機(jī)的性能,驅(qū)動器的負(fù)載是電機(jī)的繞組,:失真要小,要有較好的前后沿和足夠的幅度。用于連續(xù)、單步、自動、手動、暫停、啟動等功能的選擇。同時班級同學(xué)也給予了督促和幫助一并致謝。 the increased demand far durable goods. This increased demand meant that manufacturing cauld no. longer be treated as a blacksmith trade, aIld the use af scientific study was emplayed in manufacturing analysis. Taylar pianeered studies in scientific ITlaI1agement in which methods far productian by both men and machines were studied. Taylar also condueted meatalcutting experiments at the Midvale Steel Campai1y that lasted 26 yeaIS and produced 400 tans af metal chips. The result af Taylar39。. Consequently, various activities in desilSll and process planning can share a mon design and manufacturing data base, as illustrated in .9. With such a system, geometric models of the products and ponents are created during the design process. This data is then accessed by various downstream activities, including N C programming, process planning, and robot programming. The programs and work plans generated by these activities are also added to the data base. Production control and inventory control programs can then access the work plans, time estimates, and parts lists (bill of materials file), in preparing the manufacturing schedules,