【正文】 則可消除軸向游隙和初級(jí)彈性形變以獲得良好的剛性（此時(shí)使用壽命有所減少）。2) 效率計(jì)算： 根據(jù)公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為： （29）式中 摩擦角=10ˊ 螺旋升角=3186。 （211）當(dāng)時(shí) 當(dāng)時(shí) =/= =當(dāng)= = ==當(dāng)==1/3則： ====所以，所需力矩（快速空載啟動(dòng)時(shí)）： =++==所需力矩（切削時(shí)）： =+++ ==所需力矩（快速進(jìn)給時(shí)） =+==由以上分析計(jì)算可知：所需最大力矩發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)， 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的計(jì)算與設(shè)計(jì) 1. 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：相對(duì)于縱向進(jìn)給系統(tǒng)，改造橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就比較簡(jiǎn)單，一般是將安裝在大拖板上的步進(jìn)電機(jī)減速，使其能夠驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠帶動(dòng)刀架橫向運(yùn)動(dòng)，再將步進(jìn)電機(jī)和大拖板用法蘭盤(pán)連接安裝，保證其同軸度，以提高轉(zhuǎn)動(dòng)精度。(3) 齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算1)有關(guān)齒輪計(jì)算傳動(dòng)比 故取 α=20186。為步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。(2) 試著選擇力功率強(qiáng)、集成度高的計(jì)算機(jī)芯片,因?yàn)槭褂眠@類(lèi)設(shè)備可能代替某一部分電路,。所以，在前期設(shè)計(jì)電路的時(shí)候就需要特別重視此點(diǎn)，以減少不必要損耗。I/O接口是系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息交換的橋梁。例如，復(fù)位電路越界報(bào)警電路，掉電保護(hù)電路等。8031屬8位單片機(jī)，它是集CPU、I/O端口及部分RAM等為一體的控制器，具有價(jià)格便宜、功能完整、體積小巧、可以靈活編程、開(kāi)放性高、適用于各個(gè)領(lǐng)域等特點(diǎn)。74LS373是帶三太緩沖輸出的8D觸發(fā)器。7. I/O借口電路及輔助電路設(shè)計(jì)8155：可編程RAM/IO擴(kuò)展借口（256個(gè)RAM單元、2閣位口、1 個(gè)8位口、1個(gè)4位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器）8255：可編程的通用并行借口電路（3個(gè)8位口）, 8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程 輸入輸出接口芯片，它具有3個(gè)8位的并行I/O口，分別PA、PB、PC口，PC口又分為高4（PC7~PC4）和低4位（PC3~PC0），它們都可以通過(guò)軟件編程來(lái)改變I/O口的工作,方式。以上只是從原理上分析說(shuō)明,由于我國(guó)目前步進(jìn)電機(jī)的功率放大器已由生產(chǎn)廠家出系列化產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床控制電路時(shí)只需根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的容量大小進(jìn)行選擇,所以不再進(jìn)行計(jì)算。8031芯片的P2口和74LS373地址鎖存器的送出的P0口共組成16位地址，2764和6264芯片都是8Kb，需13根地址線。 8255芯片PA0~PA6接x向、向和z向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)行分配器，為輸出，PB0~PB7為三個(gè)方向的點(diǎn)動(dòng)及回零輸入，PC0~PC5為面板上的選擇開(kāi)關(guān)，設(shè)有編輯，單步運(yùn)行，單段運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng)Ⅰ、手動(dòng)Ⅱ等形式。第4章 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入信號(hào)常含有種種噪聲和干擾，它們來(lái)自被測(cè)信號(hào)源、傳感器、外界干擾源等。如果把電源電壓變化持續(xù)時(shí)間定為Δt，那么，根據(jù)Δt的大小可以把電源干擾分為：①過(guò)壓\欠壓\停電 (Δt1s)；②浪涌\下陷\降出 (1sΔt10ms)；過(guò)壓、欠壓、停電的危害是十分明顯的，使用各種穩(wěn)壓器或者電源調(diào)節(jié)器對(duì)應(yīng)過(guò)壓，欠壓；而對(duì)應(yīng)暫短時(shí)間的停電則配置不間斷電源（UPS）。（4）將電路、設(shè)備機(jī)殼等與作為零電位的一個(gè)公共參考點(diǎn)（大地）實(shí)現(xiàn)低阻抗的連接，稱(chēng)之謂接地4．2．2軟件抗干擾措施硬件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的根本，而軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)起到抑制外來(lái)干擾的作用。如果我們把這段程序的入口標(biāo)號(hào)稱(chēng)為ERR的話，軟件陷阱即為一條LJMP ERR指令。單片機(jī)作為中央微處理器將普通C616車(chē)床進(jìn)行數(shù)控化改造后，大大提高原有機(jī)床的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率,其成本卻僅為全功能數(shù)控機(jī)床的1/3~1/4。圖52加工路線 A B C D E F計(jì)算每次的坐標(biāo)值A(chǔ)(80,15) D(25,28)B(20, 2) E(25,36)C(20,10) F(32,36)(1)絕對(duì)值編程N(yùn)10 G90 ；絕對(duì)值方式N20 G92 X80 Z15 ；刀具起點(diǎn)AN30 M03 S800 T1 ；主軸正轉(zhuǎn)800r/minN40 G00 X20 Z2 F1000 ；A BN50 G01 Z10 F200 ；B C在外圓N60 G01 X25 Z28 F50 ；在錐面C DN070 G01 Z36 F100 ；在外圓D FN80 G01 X32 ；在平面E FN90 G00 X80 Z15 ；刀具快速返回?fù)Q刀點(diǎn)N100 M05 ；主軸停止N110 M02 ；程序結(jié)束(2)增量編程N(yùn)10 G91 ；增量方式N20 G92 X80 Z15 ；刀具起點(diǎn)AN30 M03 S800 T1 ；主軸正轉(zhuǎn)800r/minN40 G00 X20 ；A BN50 G91N60 G01 W12 F50 ；B CN70 G01 U5 W18 F50 ；C DN80 G01 W8 F60 ；D EN90 G01 U7 ； E FN100 G91 U48 W51 F200 ； F AN110 G00 X80 Z15 ；返回參考點(diǎn)N120 M05 ；主軸停止N130 M02 ；程序結(jié)束三、如圖53所示刀尖從圓弧起點(diǎn)A移動(dòng)至終點(diǎn)B，寫(xiě)出圓弧插補(bǔ)的程序段。參考文獻(xiàn)：[1] [M].北京:人民郵電出版社,2005.[2] [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[3] [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.[4] 范超毅,[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,（1）[5] [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[6] [M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.[7] 張建剛，胡大澤. 數(shù)控技術(shù)[M].武漢:[8] 華茂發(fā). 數(shù)控機(jī)床加工工藝[M]. 北京: [9] 李峻勤,費(fèi)仁元. 數(shù)控機(jī)床及其使用與維修[M]. 北京:[10] 朱志宏. 金屬切削機(jī)床[M]. 南京:[11] 萬(wàn)勝前. 單片機(jī)在機(jī)床數(shù)控化改造中的應(yīng)用. 鄂州大學(xué)學(xué)報(bào)，（4）：4547[12] 周喜忠. 數(shù)控機(jī)床的編程與操作[M]. 沈陽(yáng):[13] 吳祖育, 秦鵬飛. 數(shù)控機(jī)床[M]. 上海:[14] [M] .北京:[15] 畢承恩. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床(上、下)[M]. [16] 范俊廣. 數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用[M]. 北京:[17] 關(guān)美華. 數(shù)控技術(shù)原理及現(xiàn)代控制系統(tǒng)[M]. [18] 白恩遠(yuǎn),[M].北京:[19] 胡黃卿 . 金屬切削原理與機(jī)床[M] .北京:[20]尹立云. C616普通車(chē)床的數(shù)控化改造[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2000,4 (6)：1415附 錄軟件編程一 、如圖51所示編寫(xiě)零件加工程序。結(jié) 論作為自動(dòng)加工的很重要組成部分，將普通舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造 既符合我國(guó)國(guó)情，又不失為一種節(jié)約經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn)。為解決干擾對(duì)單片機(jī)的輸入，會(huì)造成輸入信號(hào)瞬間采樣的誤差或誤讀。由于干擾源發(fā)出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號(hào)的頻譜寬得多，因此，當(dāng)接受器接收有用信號(hào)時(shí)，也會(huì)接收到那些不希望有的干擾。按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，當(dāng)計(jì)算機(jī)主振頻率為1MHz；或者主振頻率為4MHz、即作為長(zhǎng)線傳輸處理。還有相應(yīng)的紅燈亮報(bào)警。可編程I/O芯片的片選CE接口74LS138I/O借口芯片外設(shè)的連接是這樣安排的；8155芯片PA0~PA7作為顯示器的段選信號(hào)是輸出PB0~PB1是顯示器的位選信號(hào)是輸出PL0~PL4根線是鍵盤(pán)的掃描輸入，8155芯片的IO/M引腳接8031芯片的P2。當(dāng)ALE從高電平變低電平，出現(xiàn)下降沿時(shí)，低8位地址鎖存入地址鎖存器中，74LS373地址鎖存器的輸出不再隨著輸入變化而變化，即完全分離。通過(guò), 為繞組供電,提供所需的額定電流。 圖34 RAM芯片引腳及邏輯符號(hào)見(jiàn)圖8031單片機(jī)可以擴(kuò)展大小為64字節(jié)的程序存儲(chǔ)器和64字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （包括I/O芯片），這樣就需要擴(kuò)展數(shù)量較多的外圍芯片，因?yàn)檫@個(gè)原因我們需要把外圍地址分配給這些芯片，并且各個(gè)芯片，各個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (之間包括I/O芯片）地址互相沒(méi)有重復(fù)，這樣在單片機(jī)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，不會(huì)發(fā)生沖突。（CN）未用、當(dāng)CS和OE均為低電平時(shí)，芯片被選中，其存儲(chǔ)內(nèi)容從數(shù)據(jù)端輸出即處于Dout狀態(tài)，在編程時(shí)，從數(shù)據(jù)端輸入要存儲(chǔ)信息，數(shù)據(jù)腳處于數(shù)據(jù)輸入Dzn狀態(tài)，編程時(shí)PGM必須為低，使數(shù)據(jù)寫(xiě)入芯片，由于單片機(jī)8031芯片的P0口是分時(shí)傳送低8位地址線 和數(shù)據(jù)線，故8031擴(kuò)展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器。因?yàn)?031片內(nèi)設(shè)有ROM，適用于需擴(kuò)展ROM。2. I/O口即輸入/輸出接口電路設(shè)計(jì)應(yīng)包括接口芯片的選用。其中CPU是數(shù)控系統(tǒng)的核心，作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理和控制各部分電路協(xié)調(diào)工作。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控 系統(tǒng)性能的指標(biāo)。如若阻抗匹配錯(cuò)誤,不能完全驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)系統(tǒng)無(wú)法正常工作。 操作(1)運(yùn)動(dòng)方式選擇程序可以使機(jī)床完成自動(dòng)運(yùn)行、單步運(yùn)行、空運(yùn)行，設(shè)置坐標(biāo)參考值等操作；手輪控制對(duì)系統(tǒng)軸的正負(fù)向運(yùn)動(dòng)；而手動(dòng)輸入程序?qū)儆贛DI方式(2)程序操作程序的輸入輸出、編輯和管理(3)顯示操作系統(tǒng)狀態(tài)顯示:包括I/O信號(hào)監(jiān)測(cè)、運(yùn)行方式選擇、正在使用的刀具信息等；位置顯示:機(jī)床坐標(biāo)系的位置報(bào)告,工件坐標(biāo)系的絕對(duì)/相對(duì)位置報(bào)告等；故障報(bào)警。 為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步），正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：1）啟動(dòng)力矩 一般啟動(dòng)力矩選取為： 式中 ——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩； ——電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩。38ˊ，摩擦角=10ˊ則傳動(dòng)效率由公式（29）得 3) 剛度驗(yàn)算：由公式（210）得滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量 =104/=cm滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略，即：所以，導(dǎo)程變形總誤差為Δ=100ΔL/Lo=100/= 查表知E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（1m長(zhǎng)）為15μm/m，故剛度足夠。 2) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算車(chē)床重量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可以忽略不計(jì)。則 P =+（+800） =1) 強(qiáng)度計(jì)算： 壽命值 （26） （27） 取工件直徑 D=80mm，查表得 =15000h 則：