【正文】 ...............................................25 、鍵盤顯示電路工作原理 ......................................................................27 步進(jìn)電機(jī)接口電路 .........................................................................................35 5 總結(jié) ............................................................................................................................38 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................39 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 致謝 ..................................................................................................................................40 摘 要 隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們深刻的感受到數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中的地位是越來越重要。當(dāng)時(shí)美國北密執(zhí)安的一個(gè)小型飛機(jī)葉片輪廓樣板時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對葉片輪廓的加工路徑進(jìn)行了處理，并考慮了刀具對加工路徑的影響，使加工精度達(dá)到177。杜列克公司發(fā)明了帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。 1974年，美 、 日等國首先先研制出以微處理器為核心的數(shù)控機(jī)床。 1965年，國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機(jī)床、重型數(shù)控機(jī)床都相繼研制出來。 X－ Y工作臺是指能分別沿著 X向和 Y向移動(dòng)的工作臺。為此，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了通用的 2軸半數(shù)控控制器。??4 這里要注意把機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給速度分開。df2=mZ2=。 、滾珠絲杠副的特點(diǎn) （ 1）剛度好 通過給螺母組件內(nèi)施加預(yù)壓來獲得較高的系統(tǒng)剛度，可滿足各種機(jī)械傳動(dòng)要求，無爬行現(xiàn)象，始終保持傳動(dòng)高效率，效率高達(dá) 90%~95%，耗費(fèi)的能量僅為滑動(dòng)絲杠的 1/3。 、承載能力的校核 3 m a x 0HwQ L f f P C? ? ? ? ???9 式中 ——滾珠絲杠壽命系數(shù) =60nT/ 610? fw——載荷系數(shù)，中等沖擊 T——使用壽命時(shí)間 15000 Hf ——硬度系數(shù) maxP =F縱 +F摩 =2021+375=2375N 則 Q= 63 6 0 3 3 3 . 3 1 5 0 0 0 / 1 0 1 . 0 1 . 2 2 3 7 5 4 9 3 6 1 N? ? ? ? ? ? 查表可知道滿足要求。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 3－ 1(滾珠絲杠螺母副 ) 即螺紋調(diào)隙式的滾珠絲杠螺母副，其一個(gè)螺母的外端有凸緣而另一個(gè)螺母的外端沒有凸緣而制有螺紋，它伸出在套筒外，并用兩個(gè)圓螺母固定著。de1=33mm。 滾動(dòng)導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠，滾針，滾柱等滾動(dòng)體，使相配的兩個(gè)導(dǎo)軌面只同滾動(dòng)體接觸而不直接接觸導(dǎo)軌。 4 控制系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì) 確 定 控制系統(tǒng)方案 微機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化方法有兩種：一種是以微機(jī)為中心設(shè)計(jì)控制部件；另一種是采用標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置?？刂瓶偩€有 P3口的第二功能狀態(tài)和 4 根獨(dú)立的控制線 RESET， EA， ALE， PSEN 組成。 (3)I/O口共有 p0 p1 p2 p3四個(gè) 8位口， 32根 I/O線，其功能 (AD0AD7)：是 I/O端口 O的引腳。作為第一功能使用時(shí)，口的結(jié)構(gòu)與操作與 p1口完全相同。作為地址鎖存允許時(shí)高電平有效。 單片機(jī)時(shí)鐘利用內(nèi)部振蕩電路，在 XTL1， XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，晶振可以在 ，電容在 530PF之間，對時(shí)鐘有微調(diào)作用。 存 儲 器的選用及連接 程序存儲器選用 Inter2764，它是一種 5V的 8K UVEPROM存儲器芯片，采用 HMOS工藝制成，標(biāo)準(zhǔn)存取時(shí)間 250ns具有可擦除特性，管腳數(shù) 28。在執(zhí)行鍵功能程邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 序時(shí)， CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求。 、 8155 工作方式設(shè)定 8155I/O 工作方式選擇通過對 8155 內(nèi)部命令寄存器（命令口）設(shè)定命令控制字實(shí)現(xiàn)。 、 8155 定時(shí)功能 8155 芯片內(nèi)有一個(gè) 14 位減法計(jì)數(shù)器，可對輸入脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。既使計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)數(shù)，在寫入起動(dòng)命令后，仍可改變定時(shí)器的工作方式。 較低當(dāng)用戶在操作時(shí)常常不小心同時(shí)按下個(gè)以上的鍵時(shí)，即發(fā)生竄鍵盤， CPU處理竄鍵是以最后放開的按鍵認(rèn)和真正被按的鍵。 鍵盤按鍵分布圖、鍵盤掃描程序流程圖、求鍵值子程序流程圖。 被按按鍵的類型判別：在鍵值表中，數(shù)字鍵的鍵 值必小于 10H，功能鍵的鍵值大邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 于 10H的。 (3)按鍵的去抖動(dòng)和竄鍵處理 在按下某個(gè)按鍵時(shí)，被按按鍵的簧片總會能輕微的抖動(dòng)，這個(gè)科動(dòng)常會持續(xù) 10ms左右時(shí)間。計(jì)數(shù)器的起動(dòng)和停止由命 令寄存器的最高兩位 TM2 和 TM1 決定。其格式如下 ??13 ： 圖 4－ 6（ 8155 狀態(tài)查詢格式） 狀態(tài)寄存器和命令寄存器共用一個(gè)地址，命令寄存器只能寫入不能讀出，而狀態(tài)寄存器只能讀出不能寫入。當(dāng) IO/M=1 時(shí)，選擇 I/O 口，AD0~AD7上的地址信息為 I/O 口地址。 CPU在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí)，如何兼顧鍵盤掃描又不占用過多的時(shí)間。該單片機(jī)內(nèi)部集成 ROM存儲器，需要對其進(jìn)行存儲器的擴(kuò)展。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，使 RST行腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期為高電平，可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器清零，即程序從 0000H單元開始執(zhí)行。 Vpp是在8751EPROM編程時(shí)為 +21的編程電源輸入端。 ： 端口 3 的引腳。 XTAL2：震蕩器的反相放大器輸出和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。它有 P0P3四個(gè) 8位口， P0可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL??14 ??6 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 縱橫等軸限位主軸脈沖發(fā)生器急停功能按扭電機(jī)電機(jī)電機(jī)功率放大器光電隔離驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)長接口存儲擴(kuò)長器微機(jī) 圖 4－ 1（硬件構(gòu)成） 門電路， 16 根地址線由它經(jīng)地址鎖存器（ 74LS373）提供第 8 位 A0A7，而高 8位 A8A15由由 P2 口提供。但滾動(dòng)導(dǎo)軌對贓物比較敏感，故必須有良好的防護(hù)裝置。 預(yù)選軸承 ??2 ??4 ??9 ： 深溝球軸承 6205 d=25 D=52 B=18 24rC KN? KN? 推力球軸承 51305 d=25 D=52 B=18 KN? KN? 有輕微沖擊，預(yù)期使用壽命為： hL? =5000h 采用脂潤滑 ? ?223. 14 / m a xP k F k E I R D P?? /a orFC / 20 00 / 28 80 0. 25 4a orFC ?? E 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)表 得 e= /arFF / 2021 / 5274 ?? /arF F e? 故查表 得： X=1， Y=0 df ? 1. 1 52 74 58 01drP f F? ? ? ? ,3 3 3,416. 67 50005081 2270 1667 0 5 1667 024hrrrLnCPC KN C?? ? ? ???? 故所選軸承合格。b=20mm(齒寬 )；壓力角為 20 df1=mZ1=30mm。 I=,M== =(),P=Pmax=2375N 則 : Δ L=2375 (*10) +9808178。 （ 6）制造工藝復(fù)雜 滾珠絲杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高，制造成本高。 電機(jī)相數(shù) 3 4 5 6 運(yùn)行拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 Tg/Tymax 則可算出 Tg= =(Nm)，因?yàn)楸? Nm大，所以選擇合適 。m=(模數(shù) )。切削用量主要根據(jù)刀具的類型，刀具的材料，被加工工件的材料等參數(shù)和有關(guān)手冊及教科書確定。 ??3 數(shù)控 XY工作臺、數(shù)控鉆床等設(shè)備實(shí)際上是 2軸半的系統(tǒng)，即工作臺的兩個(gè)方向聯(lián)動(dòng)、垂 直于工作臺的刀具不必與工作臺聯(lián)動(dòng)。該設(shè)計(jì)的數(shù)控 XY工作臺是一個(gè)既能用于生產(chǎn)實(shí)際又可用于數(shù)控教學(xué)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 1995年以后，我國數(shù)控機(jī)床的品種有了新的發(fā)展。 FMC和 FMS被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn) CIMS－ Computer Integrated Manufacturing System 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的必經(jīng)階段和基礎(chǔ)。之后，美 、 歐 、 日等國也相繼進(jìn)行了開發(fā)和應(yīng)用。 1959年，電子行業(yè)研制出晶體管元器件，因而數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路版，從而使數(shù)控機(jī)床跨入了第二代。 The mechanicalelectrical integration。省級期刊主管單位是省級單位。 三、 創(chuàng)造性 學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論 文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對大量的事實(shí)、材料進(jìn)行分析、研究，使感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。 3) 著錄參考文獻(xiàn)能起索引作 用。所有引用別人的觀點(diǎn)或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版 ，都必須注明出處或加以注釋。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯時(shí)被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。 一般普通刊物（省級、國家級）審核時(shí)間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時(shí)間為 1420天。本文 結(jié)合機(jī)電一體化的需要，設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的 XY 型工作臺（ X－ Y 工作臺是指能分別沿著 X 向和 Y 向移動(dòng)的工作臺）。 。現(xiàn)在加工中心已成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家中占數(shù)控機(jī)床總量的 1/4左右。 30多年來，微處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到飛速發(fā)展和應(yīng)用，這是第五代數(shù)控。 20世紀(jì) 60年代末 70年代初研制成功 X53K－ 1G立式數(shù)控銑床 、 CJK18數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)。 現(xiàn)在我國已經(jīng) 建立了以中，低檔數(shù)控機(jī)床為主的產(chǎn)業(yè)體系，未來幾十年，我國將成為數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)，使用大國。本文通過對 X－ Y工作臺的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設(shè)計(jì)，闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的共性和關(guān)鍵的技術(shù)。其基本思想是采用最新的微處理技術(shù)和集成電路技術(shù)，提高系統(tǒng)集成度，從而提高可靠性，降低成本，減小體積。 進(jìn) 給 運(yùn)動(dòng)的切削負(fù)載分析及計(jì)算方法 設(shè)計(jì)參數(shù)為：銑刀的直徑 D=20mm，齒數(shù) Z=3，切削深度 5pa mm?，每 齒進(jìn)給量 mm? ,被加工材料 HB=de1=33mm。 （ 2）傳動(dòng)具有可逆性 既可將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且逆?zhèn)鬟f可保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏性。 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 、壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 ? ?223. 14 / m a xP k F k E I R D P????12 式中 Pk——實(shí)際承受載荷的能力 FK——壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù) ,雙推 雙推時(shí)為 4,單推 單推時(shí)為 1,又推簡支時(shí)為 2,雙推自由式為 。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí)，即可消除間隙，并產(chǎn)生預(yù)緊拉力，調(diào)整好后再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊。de2= 小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度為 241HB286HB,平均為 260HB。 滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是導(dǎo)軌面之間是滾動(dòng)摩擦，而不是滑動(dòng)摩擦。前者需要重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，比較復(fù)雜；后者選用單片機(jī)控制系統(tǒng)，由單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及專用控制程序組成的開環(huán)控制。僅剩 P1 口可供控制外設(shè)，因此不能滿足上述要求，又由 8031 總片無 ROM，且只有 128 字節(jié)的 RAM，也不夠用，故需要擴(kuò)展。端口 O是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O端口。 、控制線 (1)PSEN：程序存儲器的使能引腳，是外部程序存儲器的讀選通信號，低電平有效。因?yàn)?p0端口是分時(shí)傳送數(shù)據(jù)和低 8位地址。越界報(bào)警，指示電路，采用 4個(gè)點(diǎn)位 開關(guān)。 由于車削加工的指令數(shù)量較少，因而所需程序存儲器容量較少，所以選用Inter6264 靜態(tài) RAM 足夠，該存儲器具有 8K 的