【正文】 550? 實(shí)際計算時，應(yīng)將公稱轉(zhuǎn)矩 T乘以工作情況系數(shù) AK ,得到計算轉(zhuǎn)矩TKT Aca? 。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分，鍵盤、 I/O 接口，步進(jìn)電機(jī)功率放大電路等幾部分組成。 RAM ROM CPU I/O 接口 外 設(shè) 鍵盤及其它 驅(qū)動器 步進(jìn)電動機(jī) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 25 I/O 接口電路設(shè)計 此次設(shè)計內(nèi)容包括接口芯片的選用，步進(jìn)電機(jī)控制電路，鍵盤電路以及其他輔助電路的設(shè)計（例如復(fù)位電路，越界報警電路等） 各類芯片簡介 8031 芯片簡介 Vss：接地 VCC： +5 伏電壓 XTAL1：內(nèi)部振蕩電路反向放大器輸入端 XTAL2：內(nèi)部振蕩電路反向放大器輸出端 RST/VPD：復(fù)位 /備用電源 ALE/PROG：鎖存 /接收編程脈沖 PSEN：外部程序存儲器讀選通信號輸出端 EA/VPP： EA 為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲起選擇端，對于 8031 始終保持低電平； VPP 為在 EPROM 編程期間加 21伏編程電壓 ～ ：在訪問外存時，分時傳送低 8位地址和數(shù)據(jù)總線 ～ ： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，每一位都可作為可編程的輸入或輸出線 ～ ： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，訪問外存時輸出高 8 位地址 ～ ： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口及第二功能口 74LS373 芯片簡介 D0～ D7： 數(shù)據(jù)輸入端 Q0～ Q7： 數(shù)據(jù)輸出端 LE ： 鎖存信號輸入端 OE ： 鎖存信號輸出端 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 26 74LS138 芯片簡介 8279 芯片簡介 1DB0~DB7：雙向 數(shù)據(jù)總線 。 A0=0 時，讀寫一般數(shù)據(jù)； A0=1 時，讀取 狀態(tài)標(biāo)志 位或?qū)懭朊睢? 10RL0~RL7：鍵盤 /傳感器的返回線。 15BD：消隱輸出線 。一片 2732 的地址線分別與地址總線 AB相連。 (2）、地址譯碼法 常用地址的譯碼方法有線選法和全地址譯碼，在這里選擇全地址譯碼。 （ 2）、 8031 和 8255 的接口 連接無需任何外加邏輯電路，直接連接即可。原理圖中為上電與按鈕復(fù)位電路組合。簡述其工作原理。包括越界回原點(diǎn)、手動回原點(diǎn)。 ：簡單的輸入設(shè)備，可以進(jìn)行編輯和控制系統(tǒng)的工作。即工作臺在某一方向越界均能產(chǎn)生中斷信號 INT0。從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 29 8255 可編程接口 芯片 8255 是 INTER 公司開發(fā)的可編程輸入輸出接口芯片，它具有 3個 8位的并行 I/O 口，分別為 PA、 PB、 PC口，其中 PC 口又分為高 4位和低 4 位，他們都可以通過軟件編程來改變 I/O 口的工作方式， 8255 可與 8031 直接連接。地址的重復(fù)靠片選信號和控制信號區(qū)分。 74LS373 的輸出口 Q與 P2 口一起擴(kuò)展出 12位地址總線 AB。 13OUTA0~OUTA3：動態(tài)掃描顯示的輸出口 (高 4 位 )。平常 IRQ 為 LO，在鍵盤模式下，每次讀取 FIFO/SENSOR RAM 的數(shù)據(jù)時， IRQ 變?yōu)?HI，讀取后轉(zhuǎn)為 LO；在傳感器模式下，只要傳感器一有變化，就會使 IRQ 變?yōu)?HI，讀取后轉(zhuǎn)為 LO。當(dāng)這個輸入引腳為低電平時，可將命令寫入 8279或讀取 8279 的數(shù)據(jù)。 在選擇程序存儲器芯片時，要考慮 CPU 與 EPROM 時序的匹配，還應(yīng)考慮最大讀出速度、工作溫度及存儲器的容量問題。字長較長的計算機(jī)，價格顯著上升，而字長較短的計算機(jī)，要進(jìn)行雙字長和三字長的運(yùn)算，就會影響速度，根據(jù)機(jī) 床要求，綜合考慮采用 8位微機(jī)。 4) 起動頻率的計算 cmkgJeq ? 電動機(jī)轉(zhuǎn)子慣量 cmkgJm ? 電動機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時的空載起動頻率 Hzfq 1800? HzJJff meqqL 18001 ????? 要想保證步進(jìn)電動機(jī)起 動時不失步，任何時候的起動頻率到必須小于1126Hz。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動效率很高， 0T 相對于 maxaT 和 fT 很小，可以忽略不計。本例中的 XY工作臺為水平布置，采用雙導(dǎo)軌、四滑塊的支承形式。 Y 向進(jìn)給絲杠 計算進(jìn)給牽引 計算公式為： )( GFFKFF Zxym ???? ? 式中 XF 、 yF 、 ZF 、 切削分力 （ N）； 500N,600N,700N. G 移動部件上的重量（ N）； G=800N ? 導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)，隨導(dǎo)軌型式而不同； ? = K 考慮顛覆力矩影響系數(shù)； K= NGFFKFF zxym 9 6 0)8 0 07 0 05 0 0( 0 )( ??????????? ? 計算最大動載荷 QF 選用滾珠絲杠副的直徑 0d 時，必須保證在一定軸向載荷作用下，絲杠在回轉(zhuǎn) 100 萬轉(zhuǎn)（ 106轉(zhuǎn)）后，在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。將摩擦角 ? = 39。 ； 切削負(fù)載： X向 500N； Y向 600N； Z向 700N 設(shè)計要求 實(shí)現(xiàn) XY兩坐標(biāo)聯(lián)動； 用步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動元件； 設(shè)置工作臺的越位報警和緊急事故的急停開關(guān) ，并響應(yīng)中斷； 任意平面曲線的加工，具有自動換象限的功能； 平臺具有快速驅(qū)動功能； 平臺具有斷電手動調(diào)整功能。 計算機(jī)系統(tǒng)選擇 根據(jù)設(shè)計要求，采用 8 位微機(jī)。確定Ｘ－Ｙ工作臺的傳動系統(tǒng)，并且選擇了螺旋傳動，驗(yàn)算了螺旋傳動的剛度、穩(wěn)定性及壽命等參數(shù)；并設(shè)計了導(dǎo)軌，據(jù)其用途和使用要求，選擇了直線滾動導(dǎo)軌副，確定了其類型、轉(zhuǎn)動力矩、轉(zhuǎn)動慣量。 ； 切削負(fù)載： X 向 500N； Y 向 600N； Z 向 700N 設(shè)計要求 實(shí)現(xiàn) XY 兩坐標(biāo)聯(lián)動； 用步進(jìn)電機(jī)或交流伺服電機(jī)作驅(qū)動元件； 設(shè)置工作臺的越位報警和緊急事故的急停開關(guān)，并響應(yīng)中斷； 任意平面曲線的加工，具有自動換象限的功能； 平臺 具有快速驅(qū)動功能； 平臺 具有斷電手動調(diào)整功能。 通過本次課程設(shè)計， 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)《 機(jī)電裝備設(shè)計 》課程的知識，對典型機(jī)電裝備的工作原理、組成要素及核心技術(shù)問題的分析能力； 培養(yǎng)學(xué)生用《 機(jī)電裝備設(shè)計 》的知識及相關(guān)知識體系，掌握如何將機(jī)械和電氣驅(qū)動、檢測技術(shù)和計算機(jī)控制融合在一起，如何構(gòu)成一種性能優(yōu)良、工作可靠及結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)電裝備的一般設(shè)計方法和規(guī)律，提高設(shè)計能力； 通過設(shè)計實(shí)踐，熟悉設(shè)計過程，學(xué)會正確使用資料、正確使用 圖書特別是電子圖書資源、網(wǎng)絡(luò)資源，查閱技術(shù)文獻(xiàn)、 設(shè)計計算、分析設(shè)計結(jié)果及繪制機(jī)械、電氣圖樣，在機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用上得到訓(xùn)練； 通過課程設(shè)計的全過程，為學(xué)生提 供一個較為充分的設(shè)計空間，使其在鞏同所學(xué)知識的同時，強(qiáng)化創(chuàng)新意識，在設(shè)計實(shí)踐中深刻領(lǐng)會機(jī)電裝備設(shè)計的內(nèi)涵。 設(shè)計說明書 要嚴(yán)格按照 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計（論文）說明書書寫規(guī)范 認(rèn)真撰寫，說明書不少于 6000字。 關(guān)鍵詞：滾珠絲杠螺母副；直線滾動導(dǎo)軌副；步進(jìn)電機(jī)；工作臺； MCS— 51單 片機(jī) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 4 目 錄 第一章 二維運(yùn)動平臺總體設(shè)計方案 .............................................. 3 系統(tǒng)運(yùn)動方式的確定與驅(qū)動系統(tǒng)的選擇 .............................................................. 6 機(jī)械傳動方式 ..................................................................................................... 6 計算機(jī)系統(tǒng)選擇 ................................................................................................. 6 總體方案的確定 ................................................................................................. 7 第二章 二維運(yùn)動平臺進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計計算 .............................. 8 要求 ................................................................................................................... 6 技術(shù)參數(shù) ................................................................................................. 8 設(shè)計要求 ................................................................................................. 8 滾珠絲杠螺母副的計算與選型 ............................................................................ 9 X 向進(jìn)給絲杠 ........................................................................................... 9 Y 向進(jìn)給絲杠 ..........................................................................................13 滾動導(dǎo)軌的計算與選擇 ......................................................................................15 滾動導(dǎo)軌副的額定壽命 ...........................................................................15 2. 4 步進(jìn)電機(jī)的計算與選擇 .....................................