【正文】 統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào) CLK，復(fù)位信號(hào) RESET 和準(zhǔn)備好信號(hào) READY ，還可向外界提供晶振 信號(hào) OSC 以及外圍芯片所需的時(shí)鐘信號(hào) PCLK。 8 位中斷請(qǐng)求寄存器 (IR)接受 8 個(gè)外部設(shè)備送來(lái)的中斷請(qǐng)求，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)設(shè)備．中斷請(qǐng)求寄存器的各位送入優(yōu)先 權(quán)判斷器，根據(jù)中斷屏蔽寄存器 (IM)各位的狀態(tài)來(lái)決定最高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求，并將各位的狀態(tài)送入中斷狀態(tài)寄存器 (IS)。 8259A 主要功能：就是在有多個(gè) 中斷源 的系統(tǒng)中，接受外部的 中斷請(qǐng)求 ，并進(jìn)行判斷，選中當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求，再將此請(qǐng)求送到 cpu 的 INTR 端；當(dāng) cpu 響應(yīng)中斷并進(jìn)入中斷子程 序的處理過(guò)程后，中斷控制器仍負(fù)責(zé)對(duì)外部中斷請(qǐng)求的管理。 8253 芯片有 24 條引腳，封裝在雙列直插式陶瓷管殼內(nèi)。 I/O 接口芯片 引腳功能： RESET:復(fù)位輸入線，當(dāng)該輸入端處于高電平時(shí)，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有 I/O 口均被置成輸入方式。 不能工作于方式二； PC0～ PC7:端口 C 輸入輸出線，一個(gè) 8 位的 數(shù)據(jù)輸出 鎖存器 /緩沖器 ， 一個(gè) 8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。輸入信號(hào) AD00AD15 經(jīng)總線緩沖器后，變?yōu)?16 位數(shù)據(jù)總線 DB00DB15。譯碼方式是分級(jí)譯碼。 74LS244 沒(méi)有鎖存的功能。 X、 Z 方向的定位精度均為177。 下圖為直流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，主要包括如下三部分 : xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 圖 31 直流伺服電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu) ○ 1 固定磁極 — 定子。 直線 滾動(dòng)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)電一體化產(chǎn)品要求機(jī)械系統(tǒng)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須得到安全的支承，并能準(zhǔn)確地完成其特定方向的運(yùn)動(dòng)。 影響它的因素有：導(dǎo)軌的幾何精度、接觸精度、結(jié)構(gòu)形式、剛度、熱變形、裝配質(zhì)量以及液體動(dòng)壓和靜壓導(dǎo)軌的油膜厚度、油膜剛度等。 應(yīng)使導(dǎo)軌的摩擦阻力小，運(yùn)動(dòng)輕便，低速運(yùn)動(dòng)時(shí)無(wú)爬行現(xiàn) 象。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 圖 33 滾珠導(dǎo)軌 示意圖 (3) 滾針導(dǎo)軌 滾針導(dǎo)軌的滾針比滾柱的長(zhǎng)徑比大，滾針導(dǎo)軌的特點(diǎn)是尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊，主要適用于導(dǎo)軌尺寸受限制的數(shù)控機(jī)床。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 ○ 2 按導(dǎo)軌截面形狀分 有矩形和梯形兩種，矩形導(dǎo)軌承載時(shí)各方向受力大小相等。 為滑座有效長(zhǎng)度（ mm）； Z 為有效接觸的鋼球數(shù)； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (h)為 Th= LTssn23*10 式中， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 可整理為 Ts=* )( 3FCa 5） 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的選擇程序 在設(shè)計(jì)選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌時(shí)，除應(yīng)對(duì)其使用條件，包括工作載荷、精度要求、速度、工作行程、預(yù)期工作壽命進(jìn)行研究外，還須對(duì)其剛度摩擦特性及誤差平均作用、阻尼特征等綜合考慮，從而達(dá)到正確合理的選用，以滿足主機(jī)技術(shù)性能的要求。滾珠絲杠在絲杠和螺母之間填充滾珠作為中間傳動(dòng)元件，它由絲杠 螺母 2 和滾珠 3 及滾珠循環(huán)返回裝置插管 4等組成。 圖 36 滾珠絲杠常用的支撐方式 圖 a 為一端軸向固定一端自由的形式，由于其軸向剛度低，只用于短絲杠和豎直安裝的絲杠；圖 b為一端固定一端游動(dòng)的形式，其軸向剛度與前者相同，但其壓桿穩(wěn)定性和臨界轉(zhuǎn)速比較高，常用于較長(zhǎng)的臥式安裝絲杠；圖 c 為兩端固定的形式，其軸向剛度為一端 固定的 4倍，并可采用預(yù)拉伸的辦法減少絲杠的自重下垂和補(bǔ)償絲杠的熱伸長(zhǎng)變形，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造較困難，常用于長(zhǎng)絲杠或回轉(zhuǎn)速度較高并要求高精度、高剛度的場(chǎng)合，故本設(shè)計(jì)采用圖 c支承方式。預(yù)緊后滾珠xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 絲杠的軸向剛度是不作預(yù)緊的兩倍。此時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 1接受指令脈沖，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)減速齒輪 2 傳動(dòng)、滾珠絲杠 6旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換為主軸箱 7 的垂直方向的移動(dòng)。要求 nmax ＜ ncr 。 （ 5）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠在工作負(fù)載 F（ N）和轉(zhuǎn)矩 T（ N178。 經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)證， 各項(xiàng)性能均符合題目要求，可選用。光柵盤(pán)是在一定直徑的圓板上等分地開(kāi)通若干個(gè)長(zhǎng)方 形孔。立柱左上側(cè)的圓盤(pán)形刀庫(kù) 6可容納 16 把刀 ，由機(jī)械手 7 進(jìn)行自動(dòng)換刀。該機(jī)床適于在多品種、中小批量生產(chǎn)中加工箱體類、板類、盤(pán)類、模具等工件。 ○3具有主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)、刀桿自動(dòng)夾緊松開(kāi)機(jī)構(gòu)和刀柄切屑自動(dòng) 清除裝置 這是加工中心機(jī)床主軸部件中三個(gè)主要組成部分，也是加工中心機(jī)床能夠順利地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀所需具備的結(jié)構(gòu)保證。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 JCS018 型立式數(shù)控銑削加工中心外形設(shè)計(jì) JCS018 立式加工中心簡(jiǎn)介 JCS108 型小型立式加工中心系由北京機(jī)床研究所研制，其外形圖如圖所示，工件在一次裝夾后，可 連續(xù)地進(jìn)行銑、鉆、鏜、餃、锪、攻絲等多種工序的加工。 ○ 4 動(dòng)作確實(shí)：使用板狀彈片，雖有強(qiáng)烈震動(dòng)亦不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)，耐久性佳。 11′ ） N178。 而 D0n=50*100mm178。由上表得滾珠絲杠副的數(shù)據(jù)： 公稱直徑 D0=40mm 導(dǎo)程 p=8mm 螺旋角 λ =3176。 圓柱齒輪 內(nèi)齒圈 套筒 圖 39齒差調(diào)整間隙法 (3)螺紋調(diào)整間隙法 如圖 310 所示，左右 螺母外圓和螺母座的內(nèi)孔加工有鍵槽，采用平鍵聯(lián)接，使螺母在螺母座中可以軸向滑動(dòng)而不能轉(zhuǎn)動(dòng) 。消除絲杠螺母間隙和 對(duì)絲杠螺母預(yù)加載荷的方法有多種，數(shù)控機(jī)床上比較常用的是雙螺母加墊片的方法。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 1— 絲杠 2— 螺母 3— 滾珠 4— 插管 圖 35 滾珠絲杠副原理圖 為了提高滾珠絲杠的軸向剛度，滾珠絲杠常用推力軸承來(lái)支承。 滾珠絲杠 傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算及校驗(yàn) 在數(shù)控機(jī)床上將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，一般采用滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)。速度小于 15m/min 1~ 無(wú)明顯沖擊或振動(dòng)的中速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。 為硬度系數(shù)，按表 215 選??； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為鋼球循環(huán)列數(shù)； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 本設(shè)計(jì)中采用此種導(dǎo)軌。 ○ 3 壽命長(zhǎng) 由于是純滾動(dòng)，摩擦系數(shù)為滑動(dòng)導(dǎo)軌的 1/50 左右，磨損小，因而壽命長(zhǎng)，功率低，便于機(jī)械小型化 ○ 4 傳動(dòng) 平穩(wěn)可靠 由于摩擦小，動(dòng)作輕便，因而定位精度高，微量移動(dòng)靈活準(zhǔn)確。 導(dǎo)軌的分類 （ 1） 滑動(dòng)導(dǎo)軌 1)以聚四氟乙烯為基體，添加合金粉和氧化物等構(gòu)成的高分子復(fù)合材料。 (3)足夠的剛度 導(dǎo)軌的受力變形會(huì)影響導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度及部件之間的相對(duì)位置，因此要求導(dǎo)軌要有足夠的剛度。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不運(yùn)動(dòng)的一方稱為支承導(dǎo)軌。 ○ 2 電樞 — 轉(zhuǎn)子。 120mm 工作臺(tái)空載進(jìn)給最快移動(dòng)速度： Vxmax = Vymax =14m/min，工作臺(tái)進(jìn)給最快移動(dòng)速度 : m a x y m a x 4 0 0 m m / m i nx f fVV??，加減速 。機(jī)床順序控制邏輯由 PC 軟件實(shí)現(xiàn)。 CMOS RAM 是帶有后備電池的 RAM，當(dāng)交流電源切斷后仍可保持其內(nèi)部信息。每次發(fā)出一個(gè)掃描信號(hào)，就依次讀入 8 列狀態(tài)。 從 CPU 芯片 8086 輸出的地址與數(shù)據(jù)總線（ ADXX），送往地址鎖存器和數(shù)據(jù)總線 驅(qū)動(dòng)器，分開(kāi)為地址總線（ ABXX）和數(shù)據(jù)總線（ DBXX）。 D0～ D7:三態(tài)雙向 數(shù)據(jù)總線 ， 8255 與 CPU 數(shù)據(jù)傳送 的通道，當(dāng) CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時(shí)，通過(guò)它實(shí)現(xiàn) 8 位數(shù)據(jù)的讀 /寫(xiě)操作，控制字和狀態(tài)信息也通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送。 A1A0：端口選擇信號(hào)，由CPU輸入。 ④具有多種工作方式，并可通過(guò)編程來(lái)加以選擇。在不增加其他電路的情況下，最多可以級(jí)聯(lián)成 64 級(jí)的向量?jī)?yōu)級(jí) 中斷系統(tǒng) 。 8288接收由 8086 送來(lái)的三條總線周期狀態(tài)信號(hào)線， S0、 S S2，對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行譯碼， 相應(yīng)地產(chǎn)生各種控制命令和時(shí)序，并提供雙極型的總線驅(qū)動(dòng)能力。調(diào)機(jī)時(shí)，和工程師面板調(diào)試系統(tǒng)總線是由總線控制器 8288 產(chǎn)生的。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 WR:寫(xiě)控制（輸出）。 BF6 系統(tǒng)中為了與不同的元件同步，有專門(mén)的電路產(chǎn)生READY 信號(hào)，不同的元件產(chǎn)生不同的等待周期數(shù)。它的支持線路與微機(jī)系統(tǒng)兼容，使用非常方便。 CPU 與 DMA 控制器都可以訪問(wèn) RAM。它可接收各種中斷請(qǐng)求（ IR0~IR7），由優(yōu)先級(jí)判定電路輸出優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求，向 8086 發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。 BF6 系統(tǒng)（包括 6M， 6T）的控制功能有： （ 1） 6M 的控制軸是 X， Y， Z 三軸， 6T 是 X 和 Z 兩軸， 6M還可以增加選用功能控制第四軸。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 2 BF6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目前，國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控機(jī)床均為引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，在國(guó)內(nèi)組裝生產(chǎn)的。箱面重心、防雨、勿倒置、輕放等標(biāo)識(shí)應(yīng)齊全，以保證運(yùn)輸時(shí)產(chǎn)品完好、安全運(yùn)抵目的地。 (3)工作精度：是指對(duì)代 表 性工件精加工尺寸進(jìn)行檢驗(yàn)，尺寸精度是對(duì)機(jī)床幾何精度，定位精度在一定切削和加工條件下的綜合考核。主要有 JB/GQ114089《加工中心精度》， JB/GQ114089《加工中心精度附則》， JB/GQ114189《加工中心技術(shù)條件》。當(dāng)換刀裝置中裝入接觸式傳感器，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具和工件誤差的測(cè)量。加工中心的伺服系統(tǒng)有半閉環(huán)、閉環(huán)和混合環(huán)三種。主軸是加工中心的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)優(yōu)劣對(duì)加工中心的性能有很大影響。銑主軸除了傳動(dòng)銑刀運(yùn)動(dòng)之外，還可以與傳動(dòng)裝置一起旋轉(zhuǎn)，以適應(yīng)不同方位加工表面的加工。 加工中心工作范圍 在數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上，再配以刀具庫(kù)和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，就構(gòu)成了加工中心，而構(gòu)成車削中心，一般只需要在數(shù)控車床的刀架上增加驅(qū)動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的裝置即可。然后將信息載體送到輸入裝置，由輸入裝置讀出信息并送入數(shù)控裝置。 （ 3） 采用隨機(jī)換刀。 本次任務(wù)是設(shè)計(jì) JCS018 型立式數(shù)控銑削加工中心外型、 XY 向工作臺(tái)裝配以及 BF6 控制系統(tǒng)， 每一部分的設(shè)計(jì)都經(jīng)過(guò)了精確地計(jì)算和查取相關(guān)資料，每個(gè)CAD圖的完成也是經(jīng)過(guò)數(shù)次的修改。機(jī)床主軸電機(jī)變速范圍中恒功率范圍寬，低轉(zhuǎn)速扭矩大，機(jī)床主要構(gòu)件剛度高，可進(jìn)行強(qiáng)力切削。 (3) 萬(wàn)能加工中心 (又稱多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心 )：是指通過(guò)加工主軸軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的角度可控制聯(lián)動(dòng)變化，完成復(fù)雜空間曲面加工的加工中心。進(jìn)入數(shù)控裝置的信息，經(jīng)過(guò)一系列處理和運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)。xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 其中，自驅(qū)刀具銑削附件分為兩部分，其一為中間傳動(dòng)裝置軸套的 A 部裝入轉(zhuǎn)塔刀具孔中，齒輪與傳動(dòng)裝置的中央錐齒輪嚙合。 （ 2）主軸組件。 CNC 裝置由硬件和軟件兩大部分組成，軟件在硬件支持下運(yùn)行，離開(kāi)軟件，硬件便無(wú)法工作，兩者缺一不可。當(dāng)需要換刀時(shí)，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)指令，由機(jī)械手將刀具從刀庫(kù)取出裝入主軸中，機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫(kù)與主軸的相對(duì)位置及結(jié)構(gòu)的不同也有多種形式，如單臂式、雙臂式、回轉(zhuǎn)式和軌道式等。有的加工中心為進(jìn)一步縮短非切削時(shí)間，配有兩個(gè)自動(dòng)交換工件托盤(pán)，一個(gè)安裝在工作臺(tái)上進(jìn)行加工，另一個(gè)則位于工作臺(tái)外裝卸工件，當(dāng)完成一個(gè)托盤(pán)上的工件加工 后，便自動(dòng)交換托盤(pán)，進(jìn)行下一個(gè)零件加工。一臺(tái)加工中心全項(xiàng)驗(yàn)收工作是比較復(fù)雜的一般需要使用如激光干涉儀、三座標(biāo)測(cè)量機(jī)等大型高精度儀器，對(duì)機(jī)床的 機(jī)械 、 電 器、 液壓 、氣動(dòng)、微機(jī)控制等各部分及整機(jī)運(yùn)行性能檢測(cè)試驗(yàn)，最后得出對(duì)該機(jī)的綜合技術(shù)評(píng)價(jià)。包裝箱檢驗(yàn)抽樣判定時(shí)還須參照 SN/T027593《出口商品運(yùn)輸包裝木箱檢驗(yàn)規(guī)程》。訂貨時(shí)除通用技術(shù)條件外，對(duì)設(shè)備參數(shù)公、英制， 動(dòng)力 ，控制電壓和周波以及隨機(jī)附件、刀具類型和機(jī)床顏色均應(yīng)有明確規(guī)定。 容易編程。全部零件加工程序和系統(tǒng)的工作參數(shù)存放在磁泡存儲(chǔ)器中，磁泡存儲(chǔ)器最多可存儲(chǔ) 320m長(zhǎng)的控制帶。因此， DMA 控制器就可以挪用總線周期來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，而同時(shí)對(duì) CPU運(yùn)算影響又不大。磁疇存在表示 1，磁疇不存在表示 。 8086 為雙列直插式封裝，共 40 個(gè)引腳，各腳所連信號(hào)意義如下： CLK:系統(tǒng)時(shí)鐘輸入， BF6 系統(tǒng)為 5MHz，信號(hào)的占空比為 33%，在邏輯圖中 該信號(hào)標(biāo)志為 CLK0. RESET:CPU的復(fù)位信號(hào)輸入，邏輯圖上該信號(hào)接 PCL0 READY:等待信號(hào)。 GND:地端。 （ 3） 8086 的工作模式 8086 允許用其組成單 CPU或多 CPU