【正文】 .................................................................................................... II 目錄 ............................................................................................................................................................III 第一章 緒 論 ....................................................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)任務(wù) .................................................................................................................................... 2 總體設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................................................ 3 第二章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) ...................................................................................... 5 確定控制系統(tǒng)方案 ............................................................................................................. 5 電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 6 四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架 ....................................................................................................18 電源設(shè)計(jì)與選擇 ................................................................................................................19 本章小結(jié) .................................................................................................................................20 第三章 軟件的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................21 存儲(chǔ)器與 I/O 芯片地址分配 ...................................................................................21 控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序 ........................................................................................21 8255 芯片初始化子程序 ...........................................................................................22 8279 芯片初始化子程序 ...........................................................................................22 目錄 Ⅳ 8279 控制 LED 顯示子程序 .....................................................................................23 8279 管理鍵盤子程序 ................................................................................................25 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 ................................................................................26 主軸、卡盤與冷卻泵的控制程序 .....................................................................26 插補(bǔ)程序設(shè)計(jì) ...................................................................................................................27 3． 11 本章小結(jié) ...........................................................................................................................28 結(jié) 論 ..........................................................................................................................................................28 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................29 致謝 ............................................................................................................................................................30 附錄 A 外文翻譯 —— 原文部分 ............................................................................................31 附錄 B 外文翻譯 —— 譯文部分 ............................................................................................44 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒 論 隨著我國(guó) 制造業(yè) 的發(fā)展，對(duì) 很多 零部件的精度要求越來越高，許多零件用普通車床很難加工，要求用數(shù)控 機(jī) 床加工。 中國(guó)又是發(fā)展中國(guó)家，在經(jīng)濟(jì)緊張 的 情況下，如何提高裝備精度及自動(dòng)化程度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 通過對(duì)控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和部分軟件的設(shè)計(jì)， 改造后的機(jī)床主運(yùn)動(dòng) 能夠 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速 ； 縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng) 能夠?qū)崿F(xiàn) 數(shù)控控制， 其中 縱向 精度 為 ，橫向 精度 為 ， 并且能夠利用 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀及 自動(dòng)切削螺紋 等功能 。進(jìn)入 90 年代，隨著信息裝備技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù) 、機(jī)器人技術(shù)、先進(jìn)的發(fā)電和輸配電技術(shù)、電力電子技術(shù)、新型材料技術(shù)和新型生物、環(huán)保裝備技術(shù)等當(dāng)代高新技術(shù)成果的應(yīng)用，使機(jī)械產(chǎn)品不斷高技術(shù)化，其高新技術(shù)含量己成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)取勝的關(guān)鍵。由于其較低的價(jià)格，高超的數(shù)據(jù)處理和輸入輸出功能，使它迅速應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，出現(xiàn)所謂計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC)和直接數(shù)控 (DNC)宮鳳麗： C6140 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)控制部分的設(shè)計(jì) 2 系統(tǒng) ]4[ 。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置。 ， Z 方向定位精度 177。 （ 2）普通車床經(jīng)數(shù)控化改造后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。 華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第二章 控制系統(tǒng) 硬件電路設(shè)計(jì) 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)中廣泛采用 Intel 公司的 MCS51 系列單片機(jī)，ATMEL 是著名的半導(dǎo)體公司，它以 51 系列內(nèi)核開發(fā)出許多具有特色的 MCS51系列兼容微控制器，并改善了 51 系列許多特性，例如：提高了速度、降低了時(shí)鐘頻率、加寬了電壓范圍、降低了產(chǎn)品價(jià)格。 其芯片連接電路如圖 22。 單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)允許程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址（即允許地址重疊） ， AT89S52 芯片控制信號(hào) PSEN—————接 W27C512 的 OE———引腳，讀寫控制信號(hào) WE———和 RD———分別接 6264 芯片的 WE———和 OE———，以實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫。工作方式 0 為基本的輸入輸出；方式 1 為選通輸入輸出； 方式 2 為雙向傳送。 宮鳳麗： C6140 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)控制部分的設(shè)計(jì) 10 圖 24 I/O 接口電路 步進(jìn)電機(jī) 與驅(qū)動(dòng)電路 通常在經(jīng)濟(jì)型數(shù)據(jù)機(jī)床中，大多數(shù)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制。脈沖分配器及前面的微機(jī)及接口芯片，工作電壓一般為 5V，而作為電機(jī)電源要符合步進(jìn)電機(jī)要求的額 定電壓值。 表 414 混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 相數(shù) 輸入電壓 相電流 分配方式 適用電動(dòng)機(jī) BD28Nb 2 20100V AC 24A 二相八拍 90BYG2502/90BYG2602 等 BD28Nc 2 110220V AC 4/6/8A 二相八拍 110BYG2502/110BYG2602/130BYG2502 等 BD28Fb 2 20100V AC 24A 1/2/4/5/8/10/20/40 細(xì)分 90BYG2502/90BYG2602 等 BD28Fc 2 110220V AC 3/4/6/8A 110BYG2502/110BYG2602/130BYG2502 等 BD3A 3 220V AC 3/5/7A 110BYG3502/130BYG3502 等 BD5A 5 220V AC 4/6/8A 五相十拍 /二十拍 110BYG5802/130BYG5501 等 控制器 功率驅(qū)動(dòng)放大電路 步 進(jìn)電動(dòng)機(jī) 硬件環(huán)分電路 隔離放大電路 宮鳳麗： C6140 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)控制部分的設(shè)計(jì) 12 圖 26 BD5A驅(qū)動(dòng)器與控制系統(tǒng)的連 接 2．光電隔離電路 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖分配器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后，控制步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。模擬量輸出的方法，由于受模擬器件的漂移影響，很難達(dá)到較高的控制精度，開關(guān)量輸出的控制精度要比一般的模擬量控制高很多，而且在改變控制算法時(shí)，無須改動(dòng)硬件，只要改動(dòng)程序即可滿足要求。 繼電器 接觸器控制電路。 DAC0832 的電流輸出腳接至運(yùn)算放大器 741 的兩個(gè)輸入端， 741 的工作電壓需要兩組，一組為 +12V，另一組為 12V。本設(shè)計(jì)中我們要設(shè) 計(jì)的車床數(shù)控 布置如圖 212。 例如圖 213 所示 8279 掃描線編碼掃描管華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 理鍵盤電路 中的鍵 S32，其鍵值由 KY3 與 RL4 組合而得（ i=011,j=1