【正文】 8031 單片機(jī)的應(yīng)用特性 （ 1）具有功能很強(qiáng)的 8 位中央處理單元（ CPU）； （ 2）片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路，每執(zhí)行一條指令時(shí)間為 2微秒或 1微秒； （ 3）片內(nèi)具有 128 字節(jié) RAM； （ 4）具有 21個(gè)特殊寄存器； （ 5）可擴(kuò)展 64K 字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 64K 字節(jié)的外部程序存儲(chǔ)器。高 8位地址由 P2 口提供。 其引腳如 圖 45所示。 圖 46 8155 引腳圖 （ 2） 8155 共有 40 個(gè)引腳，按其功能特點(diǎn)分類說明如下： 1）地址數(shù)據(jù)線 07AD AD? 是低八位地址和數(shù)據(jù)共用輸入口，當(dāng) 1ALE? 時(shí)，輸入的是地址信息，否則是數(shù)據(jù)信息。 （ 3） 8155 的工作方式 8155I/O 口有四種工作方式可供選擇：即 1 2 3 4, , ,A L T A L T A L T A L T。 圖 47 74LS373 引腳及連接圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中，大多采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制。 功率放大器 脈沖分配器的功率很小，不能滿足步進(jìn)電機(jī)的要求，必須將它放大以產(chǎn)生足夠大的功率，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電極正常運(yùn)轉(zhuǎn)。采用外部時(shí)鐘方式，可把 1XTAL 直接接地， 2XTAL 接外部時(shí)鐘源。圖 413所示為上電與按鈕復(fù)位組合。假定脈沖分配表放在程序存儲(chǔ)器的 0701H開始的單元中，因 P1 口與步進(jìn)電機(jī)之間接反向器，故其對(duì)應(yīng)的控制字及地址如表 42： 表 842脈沖分配表 地 址 通電方式 ABC 代 碼 0701H 011 FBH 0702H 001 F9H 0703H 101 FDH 0704H 100 FCH 0705H 110 FEH 0706H 010 FAH X 方向脈沖分配的子程序 由圖 413 知， X 向的步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的接口為 ~， R6 為 X 向電機(jī)的指針寄存器， Y向步進(jìn)電機(jī)對(duì)應(yīng)的接口為 ~， R7 為 Y向電機(jī)的指針寄存器、初始化時(shí)使（ R6） =（ R7） =01H， X向脈沖分配器的程序框圖如圖 414： 圖 414 X 向脈沖分配器的程序框圖 X向源程 序： PULSE： CJNE R6， 07H， LOOP1 MOV R6， 01H SJMP LOOP2 LOOP1： CJNE R6， OOH， LOOP2 MOV R6， 06H LOOP2： MOV DPTR， 0700H MOV A， R6 MOVC A， A+DPTR SWAP A MOV B， A MOV A， R7 MOVC A， A+DPTR ADD A， B MOV P1， A RET Y 方向 脈沖分配的子程序 Y 向脈沖分配子程序類似于 X 向的，只是 P1 口輸出的數(shù)據(jù)與分配表的值對(duì)應(yīng)的關(guān)系不同。 圖 415 圓弧插補(bǔ)程序框圖 第一象限圓弧插補(bǔ)源程序： MOV TH1， TCH MOV TL1， TCL MOV A， R2 JB 0E7H， LOOP3； F0 轉(zhuǎn) DEC R6 ACALL PULSE；輸出 — X方向進(jìn)給脈沖 MOV A， R0 CLR C RLC A； X? 2 MOV R4， A MOV A， R2 SUBB A， R4； F— 2X INC A； F— 2X+1 DEC R0 SJMP LOOP4； LOOP： INC R7 ACALL 。軟件分配器 采用查表法，在微處理器中專門安排一個(gè)輸出寄存器作為步進(jìn)電機(jī)的控制寄存器，步進(jìn)電機(jī)的第一相繞組都與這個(gè)寄存器中的某一指定位對(duì)應(yīng)，寄存器中這位為“ 1”，對(duì)應(yīng)相應(yīng)繞組的通電狀態(tài)為“ 0”時(shí)則斷電；循環(huán)向寄存器中寫入控制字，從而使步進(jìn)電機(jī)繞組按因定的規(guī)律循環(huán)通電和斷電。 （ a） (b) 圖 411 越界報(bào)警電路 復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)，在時(shí)鐘電路工作后，只要 RESET 引腳上出現(xiàn) 10ms 以上高電平 ,單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，以后單片機(jī)便從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。內(nèi)部方式利用芯片內(nèi)部振蕩電路，在 1XTAL 、 2XTAL 引腳上外接定時(shí)元件，如下圖所示。直流輸出可采用：（ 1）晶體管輸出；（ 2）達(dá)林頓管輸出；（ 3）史密特觸發(fā)器輸出。常用的地址鎖存器芯片是 74LS373（帶三態(tài)緩沖輸出的 8D觸發(fā)器），其引腳及連接見圖 47。 6）讀、寫線 RD 、 WR 控制對(duì) 8155 的讀 /寫操作。下面簡(jiǎn)單介紹 8155 通用可編程接口芯片。本設(shè)計(jì)中選擇的是 6264(8K 8)芯片。 所有的外部芯片都通過三組總線進(jìn)行擴(kuò)展： 數(shù)據(jù)總線（ DB）：由 P0 口提供，數(shù)據(jù)總線要連接到連接的所有外圍芯片上，但在同一時(shí)間只能夠有一個(gè)是有效的數(shù)據(jù)傳輸通道。 8031 芯片引腳見圖 42。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài) RAM（ SRAM)和動(dòng)態(tài) RAM(DRAM)兩類。 8051 為 4KBROM， 8751 為 4KBEPROM， 8031 片內(nèi)無程序 儲(chǔ)存器 ， 8951為 4KBEEPROM。改裝后的車床應(yīng)有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架和切削螺紋的功能。 （ 2） 根據(jù)載荷特點(diǎn)和支撐形式，確定絲杠兩端軸承的型號(hào)、軸承座的結(jié)構(gòu)，以及軸承的預(yù)緊和調(diào)節(jié)方式。00 ???? （ ） mNiLFM xt ????? ??? 982 0?? （ ） mNMMMM tf ???????? 9 （ ） 經(jīng)上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩： ? ? mNMMM ??? 切起起 ， 以此作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。00???? （ ） cmNiLFM xt ???? ??? 0 ??? （ ） cmNMMMM tf ???????? （ ）經(jīng)上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩： ? ? mNMMM ??? 切起起 ， 以此作為初步選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇依據(jù)。224? 螺 桿 絲杠外徑 d bdDd )~(0 ?? 39 24 絲杠內(nèi)徑 1d ReDd 2201 ??? 23 螺桿接觸直徑 zd ?co s1 bz ddd ?? 螺 母 螺母螺紋直徑 D ReDD 220 ??? 28 螺母內(nèi)徑 1D bdDD )~(01 ?? 齒輪箱的計(jì)算 縱向進(jìn)給齒輪箱的計(jì)算 已知縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量 ?p? ，選擇絲杠導(dǎo)程 0 6L mm? ，初定步進(jìn)電機(jī)步距角 176。 穩(wěn)定性校核 臨界負(fù)載 kF 與工作負(fù)載 mF? 之比稱為穩(wěn)定性系數(shù) kn ，如果mkk FFn ?? ? ?kn? ，則壓桿穩(wěn)定， ??kn 為許用穩(wěn)定性安全系數(shù)，一般 ??kn =~4。 )10224t a n( 224t a n)t a n(t a n ????? ???? ?? () 剛度驗(yàn)算 橫向進(jìn)給滾珠絲杠支撐方式草圖如圖 34 所示，最大軸向力為 2759N，支承間距 L=450mm, 因絲杠長(zhǎng)度較短，不需要預(yù)緊。39。支撐間距 L=1500mm,絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的 1/3。 傳動(dòng)效率計(jì)算 0039。f — 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù) :~。XF =3745 =1498（ N） 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 普通車床大多數(shù)采用的是矩形螺紋絲杠等滑動(dòng)絲杠副，與滾珠絲杠副相比摩擦阻力大、傳動(dòng)效率低，不能適用于高速運(yùn)動(dòng)。 NFZ 取縱切外圓主切削力的 1/2. 37452139。 圖 21 系統(tǒng)總體方案框圖 3 伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)和計(jì)算 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù) ,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床常 采用的脈沖 當(dāng)量是 ~。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 根據(jù)機(jī)床要求，采用 8 位微機(jī)。 2 機(jī)床改造總體設(shè)計(jì)方案的擬定 設(shè)計(jì)任務(wù) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： C6150 型普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)。在這些數(shù)控機(jī)床中，除少量機(jī)床以 FMS 模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。目前， 我國(guó)的大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)大都采用的是普通的機(jī)床，用這種設(shè)備加工出來的產(chǎn)品存在很多缺點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。 晉 中 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 C6150普通車床的數(shù)控化 改造設(shè)計(jì) 院 系 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 申請(qǐng)學(xué)位 工學(xué)學(xué)士學(xué)位 2021年 5 月 20日 C6150 普通車床的數(shù)控化改造 摘 要： 與普通車床相比較，數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電液氣一體化的典型產(chǎn)品，可以解決在機(jī)械加工中結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜多變的零件加工 的問題，而且加工質(zhì)量好，生產(chǎn)效率也高。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控改造 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 單片微機(jī) Reforming design of NC for C6150 general lathe ABSTRACT: As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as plex structure, high precision, mass production, part variety in with the science technical fast fierce development, numerical controlling tool machine has already bee the important marking which measures a national machine manufacture industry level. Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not e true to many enterprises because it cost much. Adopt the economic number controls system to carry on a number to control to turn a reformation to the mon tool machine, particularly in keeping with our country the mon tool machine own to have great capacity, the small concrete state of the nation of the production scale. This design is to control to turn a reformation to the number of C6150 mon lather， ma