【正文】 176. 控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 187. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的選擇 198. 控制系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì) 20 存儲(chǔ)器與I/O芯片地址分配 20 控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序 20 8255芯片初始化子程序 21 8279芯片初始化子程序 21 8279控制LED顯示子程序 22 8279管理鍵盤(pán)子程序 24 D/A電路輸出模擬電壓程序 25 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制程序 25 電動(dòng)刀架的轉(zhuǎn)位控制程序 25 主軸、卡盤(pán)與冷卻泵的控制程序 25機(jī)電一體化課設(shè)的感受與收獲 27結(jié)論 28 謝辭 29 參考文獻(xiàn) 30摘 要整個(gè)人類社會(huì)的文明史，就是制造技術(shù)不斷演變和發(fā)展的歷史。隨著數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。C6140普通車床的結(jié)構(gòu)布局如圖所示。1. 設(shè)計(jì)任務(wù) 題目：C6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 任務(wù)：將一臺(tái)C6140普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)常采用步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止可由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制?？紤]到編碼器的輸出有相位差為90186。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無(wú)間隙柔性聯(lián)接，且車床主軸的最高轉(zhuǎn)速不允許超過(guò)編碼器的最高許用轉(zhuǎn)速。 圖31 CA6140數(shù)控車床橫向進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖32 CA6140數(shù)控車床縱向進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4. 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型 縱、橫向進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型主要包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設(shè)計(jì)減速箱、選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。 查參考文獻(xiàn)1表31，得：＝2795， ＝， ＝，＝－。 取滾珠絲杠的使用壽命T=15000 h，代入= 60 n T / ，得絲杠壽命系數(shù) = （單位為： r）。絲杠加上兩端接桿后，左、右支承的中心距離約為a=1497 mm；鋼的彈性模量E＝Mpa；查表333，得滾珠直徑= mm，算得:絲杠底徑=公稱直徑－滾珠直徑= mm，則絲杠截/4 = （） 2）根據(jù)公式Z＝()－3，求得單圈滾珠數(shù)目Z= 29；該型號(hào)絲杠為雙螺母，滾珠總?cè)?shù)為32 = 6，則滾珠總數(shù)量＝296 =174。取最大值1497 mm。今初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為130BYG5501，五相混合式，最大靜轉(zhuǎn)矩為20 Nm，對(duì)應(yīng)的輸出功率為 = nT / = 1200 / ≈478（W）。（8） 計(jì)算實(shí)際中心距a 實(shí)際中心距?？v向移動(dòng)部件總重量G = 1300 N；同步帶減速箱大帶輪寬度28 mm， mm，孔徑30 mm，輪轂外徑42 mm，寬度14 mm；小帶輪寬度28 mm， mm，孔徑19mm，輪轂外徑29 mm，寬度12 mm；傳動(dòng)比i =。其中： （43） 式中 ——Z向空載最快移動(dòng)速度，任務(wù)書(shū)指定為6000 mm/min； α ——Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，； δ ——Z向脈沖當(dāng)量，本例δ= mm/脈沖。本例中在對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知進(jìn)給方向的最大工作載荷= N，則有： 再計(jì)算承受最大工作負(fù)載（=）情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：（N從130BYG5501的運(yùn)行矩頻特性圖64可以看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩≈17 N查表45可知130BYG5501的極限運(yùn)行頻率為20000 Hz，可見(jiàn)沒(méi)有超出上限。m，任務(wù)書(shū)給定最快工進(jìn)速度= 800mm/min，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 =（/）α/360=160（r/min）。（4）考慮密封、防護(hù)、潤(rùn)滑以及安全機(jī)構(gòu)等問(wèn)題。圖61 車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板布置圖 圖62 控制系統(tǒng)原理框圖 控制系統(tǒng)的操作面板布置如圖61所示。圖71 BD5A驅(qū)動(dòng)器與控制系統(tǒng)的連接8. 控制系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì) 存儲(chǔ)器與I/O芯片地址分配 根據(jù)書(shū)后圖67中地址譯碼器U4（74LS138）的連接情況，可以算出主機(jī)板中存儲(chǔ)器與I/O芯片的地址分配如表 81所示。程序如下：MOV DPTR，7FFFH ；指向DAC0832口地址 MOV A，DATA ；準(zhǔn)備輸出的數(shù)字量00H～0FFH MOVX DPTR，A ；輸出直流電壓0～10V 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制程序 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制采用的是硬環(huán)分，其走步程序包括勻速與升降速兩種，詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路見(jiàn)第四章第四節(jié)。這次的的課程設(shè)計(jì)我們組做的題目是臥式車床數(shù)控化改造，從題目上看起來(lái)很復(fù)雜，我們組進(jìn)行了細(xì)致的任務(wù)分工，一下子就變得簡(jiǎn)單化了。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路）和8279（8279采用單177。 第二，經(jīng)過(guò)兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。任何能力都是在實(shí)踐中積累起來(lái)的，都會(huì)有一個(gè)從不會(huì)到會(huì)，從不熟練到熟練的過(guò)程，人常說(shuō)“生活是最好的老師”就是說(shuō)只有在生活實(shí)踐中不斷磨練，才能提高獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力；同時(shí)也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學(xué)風(fēng)、高尚的人生、團(tuán)結(jié)和合作的精神；學(xué)會(huì)了勤奮、求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。因?yàn)槊慨?dāng)自己或自己和同學(xué)完成了此次設(shè)計(jì)時(shí)，或多或少有些欣慰，會(huì)感到開(kāi)心，同時(shí)和老師的交流也是一種快樂(lè)。每次都很認(rèn)真的幫助我篩選資料，為我糾正論文里的錯(cuò)誤，在此誠(chéng)摯地道一聲“老師，您辛苦了！”感謝老師對(duì)我的精心培育和教誨。在這幾個(gè)月的時(shí)間里，我們的指導(dǎo)老師對(duì)我畢業(yè)論文予精心的指導(dǎo)與細(xì)心的幫助，老師對(duì)我們很負(fù)責(zé)，這是讓我感觸最深的在老師的精心指導(dǎo)和幫助下，加上我認(rèn)真的搜索資料并結(jié)合了這三年所學(xué)的知識(shí)使我能夠順利完成畢業(yè)論文。一個(gè)人的力量是有限的，團(tuán)結(jié)合作的力量是無(wú)窮的，通過(guò)對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的確定讓我明白：一粒沙雖小，但無(wú)數(shù)粒卻能匯成無(wú)限的沙漠；水滴雖小，卻你匯成遼闊的海洋；你的一個(gè)思想、一個(gè)方法，他的一個(gè)思想和方法，相互交流互換就有了兩個(gè)思想和方法，當(dāng)今社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，而我們現(xiàn)在就應(yīng)該學(xué)會(huì)與他人合作。結(jié) 論論文介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床改造的內(nèi)容，在此過(guò)程中我不僅運(yùn)用了以前所學(xué)的各個(gè)學(xué)科方面的知識(shí)，而且學(xué)到了課本以外的知識(shí)。通過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)，讓我受益匪淺。具有3個(gè)通道3種工作方式的可編程并行接口芯片40引腳。由于這些軟件的設(shè)計(jì)工作量都比較大，課程設(shè)計(jì)時(shí)一般不要求編制詳細(xì)的程序清單，但建議設(shè)計(jì)軟件的流程圖。已知8279的控制口地址為5FFFH，數(shù)據(jù)口地址為5FFEH，則顯示程序如下：DIR： MOV DPTR，5FFFH ；8279的控制口地址 MOV A，90H ；寫(xiě)8279顯示RAM的命令， MOVX DPTR，A ；從顯示RAM的00H地址開(kāi)始寫(xiě)，每寫(xiě)一次， 顯示RAM的地址自動(dòng)加1 MOV R0，6BH ；顯示緩沖區(qū)的首地址為6BH MOV R7，09H ；顯示緩沖區(qū)的長(zhǎng)度為9個(gè)字節(jié) MOV DPTR，5FFEH；8279的數(shù)據(jù)口地址DIR0: MOV A，R0 ；從CPU的RAM中讀取顯示段碼的編碼 ADD A，05H ；PC與DTAB表格之間的偏移量 MOVC A，A+PC ；查表，取出顯示段碼 MOVX DPTR，A ；送到8279顯示RAM中指定的字節(jié) INC R0 ；寫(xiě)8279的下一個(gè)顯示RAM DJNZ R7，DIR0 ；循環(huán)9次，完成9位顯示 RET； 段碼 字符 編碼DTAB: DB 6FH ；F 0001 DB 0DAH DB 0BEH ；X 0203 DB 0E7H DB 0A3H ；Z 0405 DB 0CBH DB 0D1H ；U 0607 DB 0D3H DB 0DCH ；W 0809 DB 0CEH DB 0DFH ； 0A DB 21H ； 0 0B DB 7BH ； 1 0C DB 91H ； 2 0D DB 19H ； 3 0E DB 4BH ； 4 0F DB 0DH ； 5 10 DB 05H ； 6 11 DB 69H ； 7 12 DB 01H ； 8 13 DB 09H ； 9 14 DB 20H ； 0. 15 DB 7AH ； 1. 16 DB 90H ； 2. 17 DB 18H ； 3. 18 DB 4AH ； 4. 19 DB 0CH ； 5. 1A DB 04H