【正文】 6FH） （70H） （71H） （72H）（73H） | | | | | | | | |顯示字符： X 1 2 3 4 . 5 6 | | | | | | | | |字符編碼： 02H 03H 0AH 0CH 0DH 0EH 19H 10H 11H 8279 管理鍵盤子程序 如車床數(shù)控系統(tǒng)主機(jī)板電原理圖所示，當(dāng)矩陣鍵盤有鍵按下時(shí)，8279 即向CPU 的 INT1 申請(qǐng)中斷，CPU 隨即執(zhí)行中斷服務(wù)程序，從 8279 的 FIFO 中讀取鍵值，程序如下：CLR EX1 ；關(guān) CPU 的 INT1 中斷MOVDPTR，5FFFH ；指向 8279 控制口地址MOVA，01000000B ；準(zhǔn)備讀 8279 FIFO 的命令MOVX DPTR，A ；寫入 8279 控制口MOVDPTR，5FFEH ；指向 8279 數(shù)據(jù)口地址MOVX A，DPTR ；讀出鍵值CJNE A，KEY0,NEXT0 ；依次進(jìn)行判別JMP_KEY0 ；對(duì)應(yīng)鍵進(jìn)行處理NEXT0: CJNE A，KEY1，NEXT1JMP _KEY1NEXT1: CJNE A，KEY2，NEXT2JMP _KEY2NEXT2: … ... D/A 電路輸出模擬電壓程序 如車床數(shù)控系統(tǒng)主機(jī)板電原理圖所示，當(dāng) CPU 執(zhí)行寫指令時(shí)，只要選中7FFFH 這個(gè)地址，DAC0832 與 741 組成的 D/A 轉(zhuǎn)換電路即可輸出直流電壓。兩脈沖之間延時(shí) 20220us（決定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速） MOV 0DH,20H 。延時(shí)（根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的需要，調(diào)整延時(shí)） SETB 。由于這些軟件的設(shè)計(jì)工作量都比較大，設(shè)計(jì)時(shí)一般不要求編制詳細(xì)的程序清單，但建議設(shè)計(jì)軟件的流程圖。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)28結(jié) 論通過(guò)對(duì) C6140 臥式車床數(shù)控化改造的設(shè)計(jì)，主要做的內(nèi)容如下：利用單片機(jī)（本設(shè)計(jì)采用了 AT89S52 為主控芯片） ，設(shè)計(jì)出了一套有硬件電路與步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)相匹配的數(shù)控系統(tǒng)，由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)和軟件相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn) XZ 方向的運(yùn)動(dòng)。華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29參考文獻(xiàn)【1】[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022【2】徐峰，[M].合肥：安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2022 【3】廖效果，[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2022【4】[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022【5】王喜斌，[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2022【6】 CAD 技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2022【7】張毅坤，陳善久，[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1998【8】劉南平，孫蕙芹，童一帆，[M].北京：科學(xué)出版社，2022【9】[M].北京：高等教育出版社，2022【10】魏斯亮，[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2022【11】潘永雄， CAD 實(shí)用教程[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2022【12】王正謀， 電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)[M].福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2022【13】 nglish for Numerical Control Technology[M].北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ，2022【14】 OF MACHINE MANUFACTURING TECHNOLOGY[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2022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)30致謝本論文是在機(jī)電工程學(xué)院任繼文老師的細(xì)心指導(dǎo)下完成的。 1959 second generation of transistor。他既敢于放手，不包辦代替，讓我充分發(fā)揮自己的獨(dú)創(chuàng)意識(shí)，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力；同時(shí)，又做到積極引導(dǎo)，不放任自流，有節(jié)有度地引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路朝正確的方向發(fā)展，恰到好處的糾正了我不完全正確的設(shè)計(jì)思路。所以如應(yīng)用在實(shí)際生產(chǎn)上，肯定將會(huì)出現(xiàn)某些問(wèn)題，這也需要在生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)加以調(diào)試和修改優(yōu)化加工工藝和參數(shù)設(shè)置，由于設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足，在本設(shè)計(jì)中所選用的電器元件及電路的設(shè)計(jì)可能存在不合理現(xiàn)象。因此逐點(diǎn)比較法加工精度高，所以在本次設(shè)計(jì)中選用的逐點(diǎn)比較法。調(diào)用延時(shí)子程序 DJNZ 0FH,CONT2。準(zhǔn)備走 100 步CONT2：CLR 。正轉(zhuǎn)時(shí) =1 CLR ?？刂葡到y(tǒng)的監(jiān)控管理程序流程如圖 31 所示。同時(shí)，介紹 CPU 和存儲(chǔ)器、I/O 接口、步進(jìn)電機(jī)接口與驅(qū)動(dòng)、開(kāi)關(guān)、鍵盤/顯示器及越界急停等電路的連接。這些電源都是直流的，并且需要穩(wěn)壓，通常采用集成穩(wěn)壓器來(lái)獲得。4 個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)安裝在一個(gè)塑料盤的四周，代表 4 工位刀架的4 個(gè)刀位。如車床數(shù)控系統(tǒng)鍵盤與 LED 顯示電原理圖所示。將 8279 的 SL0~SL2 三根掃描線送給 74LS138 譯碼器的A、B、 C，得到 8 根行掃描線，組成矩陣鍵盤時(shí)采用了 7 根；列回饋線不必?cái)U(kuò)展，直接使用 8279 的 RL7~RL0 中的 6 根，但是要接上上拉電阻。鍵盤有獨(dú)立式和矩陣式兩種，顯示器主要有 LED、LCD 和 CRT 等。芯片的供電電壓為+12V，參考電壓取10V，模擬地與數(shù)字地相連。該直流繼電器可當(dāng)作中間繼電器，利用中間繼電器的觸點(diǎn)來(lái)控制交流繼電器線圈的得電與失電，如機(jī)床主電動(dòng)機(jī)的起、停等，完成從低壓直流到高壓交流的過(guò)渡控制。其功率放大電路如圖 28。在此，根據(jù)【1】表 414 選擇合肥科林?jǐn)?shù)控科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的五相混合式調(diào)頻調(diào)壓型步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器，型號(hào)為 BD5A。采用硬件環(huán)分時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電節(jié)拍由硬件電路來(lái)決定，控制器與硬件環(huán)分電路的連接只需兩根信號(hào)線：一根方向線，一根脈沖線。只有當(dāng)使能端均處于有效電平時(shí)，輸出才能產(chǎn)生，否側(cè)輸出處于高電平無(wú)效狀態(tài)。8255A 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程輸入/ 輸出接口芯片，它具有 A、B、C 三個(gè) 8 位的并行 I/O 口，可選擇三種工作方式。W27C512 芯片片選信號(hào)Error!Error!接低電平，芯片始終處于工作狀態(tài)，由于使用了單片機(jī)自帶的 4KB 的 EEPROM，所以 AT89S52 芯片的 Error!A 接高電平，系統(tǒng)復(fù)位以后片外擴(kuò)展的 EEPROM地址從 1000H 開(kāi)始執(zhí)行。所以擴(kuò)展了一片 EPROM 芯片 W27C512 用作程序存儲(chǔ)器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展了一片 SRAM 芯片 6264 用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存放用戶程序；鍵盤與 LED 顯示采用 8279 來(lái)管理；輸入/輸出口的擴(kuò)展選用了并行接口8255 芯片，一些進(jìn)/出的信號(hào)均做了隔離放大；模擬電壓的輸出借助于DAC0832；與 PC 機(jī)的串行通信經(jīng)過(guò) MAX233 芯片。 （7）選擇四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架與電動(dòng)卡盤，選擇螺紋編碼器等。因此，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：1) 床身最大加工直徑 400mm，最大加工長(zhǎng)度 1000mm；2) X 方向（橫向）的脈沖當(dāng)量 δx=，Z 方向（縱向）的脈沖當(dāng)華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3量 δz=；3) X 方向最快移動(dòng)速度 ν xmax =3000mm/min，Z 方向最快移動(dòng)速度 ν zmax =6000mm/min；4) X 方向最快工進(jìn)速度 ν xmaxf =400mm/min，Z 方向最快移動(dòng)速度 ν zmax f=800mm/min；5) X 方向定位精度177。引入故障診斷專家系統(tǒng)。基于PC 所具有的開(kāi)放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路。70 年代中期小型計(jì)算機(jī)出現(xiàn)。先進(jìn)的裝備制造業(yè)是高新技術(shù)的重要組成部分，是促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)和發(fā)展的重要依托。C6140 普通車床的數(shù)控化改造控制部分的設(shè)計(jì)主要包括主傳動(dòng)部分的改造設(shè)計(jì)和伺服進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合我國(guó)國(guó)情和生產(chǎn)實(shí)際，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下所提出的。這就需要大量經(jīng)費(fèi)，對(duì)老設(shè)備進(jìn)行改造是一條投資少見(jiàn)效快的途徑，有許多工廠有 C6140 車床，但無(wú)法完成精度高的工件加工，因此需對(duì)其進(jìn)行數(shù)控化改造。另一方面各大跨國(guó)公司在不斷聯(lián)合重組，擴(kuò)張競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的同時(shí)，紛紛收縮戰(zhàn)線，剝離非主營(yíng)業(yè)務(wù)，以精干主業(yè)，提高系統(tǒng)成套能力和個(gè)性化、多樣化市場(chǎng)適應(yīng)能力。PC 機(jī)上的豐富軟件資源、友好的人機(jī)界面，是其它數(shù)控系統(tǒng)所無(wú)法比擬的。 隨著人工智能在計(jì)算]8[機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。美國(guó)將其稱為新一代的工業(yè)控制器，日本稱其將帶來(lái)第三次工業(yè)革命 。由于加工過(guò)程中的切削參數(shù)、切削次序和刀具都可按程序自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)和更換，再加上縱、橫向的聯(lián)動(dòng)進(jìn)給功能，所以，改造后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序集中車削，從而提高生產(chǎn)效率和加工精度。 （4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤與顯示電路、I/O 接口電路、D/A 轉(zhuǎn)換電路、串行接口電路等；還要選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源以及主軸電動(dòng)機(jī)的交流變頻器等。 確定控制系統(tǒng)方案控制系統(tǒng)有微機(jī)的、有 PLC 的、也有單片機(jī)的，這里采用的是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)，可以選擇經(jīng)濟(jì)型的單片機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用完全譯碼的方法，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存數(shù)據(jù) 6264 時(shí) A0~A7 低 8 位接 74LS373 芯片的輸出，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)8A8~A12 接 AT89S52 芯片的 ~。當(dāng)系統(tǒng)處于上電或斷電的過(guò)程中，系統(tǒng)的工作電壓低于+5V，LM393 比較器輸出低電平，經(jīng)兩次反相后，送到 6264 的 CE2也是低電平，于是禁止對(duì) 6264 進(jìn)行讀/寫；當(dāng)系統(tǒng)的工作電壓+5V 穩(wěn)定后，LM393 輸出高電平，6264 的第二片選 CE2 也變成高電平，如果此時(shí)第一片選CE1 為低電平，那么 CPU 就能對(duì) 6264 進(jìn)行讀/寫操作了。Error! 0~Error!7對(duì)應(yīng)輸入 A、B、C 的 000 至 111 的 8 種組合，其中 Error!0對(duì)應(yīng) A、B 、C 為 000，Error!7 對(duì)應(yīng) A、B、C 為 111。環(huán)形分配器是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，通常分為硬件環(huán)分和軟件環(huán)分兩種。華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11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圖 25 硬件環(huán)分的脈沖分配 本設(shè)計(jì)中 X 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 110BYG5802，Z 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為130BYG5501，生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團(tuán)公司。光耦合器是以光為媒介傳輸信號(hào)的器件，其輸入端配置發(fā)光源，輸出端配置受光器，因而輸入和輸出在電氣上是完全隔離的。機(jī)電控制系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)，通常是由 I/O 接口芯片給出的低壓直流信號(hào)，這種信號(hào)一般不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，需要經(jīng)過(guò)接口電路的轉(zhuǎn)換處理。它是一種具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的 8位 DAC，它能直接與單片機(jī)相連，其主要特性如下:分辨力為 8 位；電流穩(wěn)定時(shí)間 1us；可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；只需在滿量程下調(diào)整其線性度；單一電源供電（+5V—+15V） ；內(nèi)部沒(méi)有參考電壓，需要外接；為電流輸出型轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出時(shí)，需要外加轉(zhuǎn)換電路。 圖 211 D/A 轉(zhuǎn)換接口電路 鍵盤與 LED 顯示電路的設(shè)計(jì)鍵盤與顯示器是機(jī)電一體化系統(tǒng)中典型的人機(jī)接口。顯示部分為發(fā)光二極管、熒光管等顯示器件，提供了按掃描工作方式的接口電路，它為顯示器提供多路復(fù)用信號(hào)，可顯示多達(dá) 16 位的字符。本設(shè)計(jì)的顯示器由一個(gè) 16 段的 LED 和 7 個(gè) 8 段的 LED 數(shù)碼管組成。其越界電路如 214。4 只霍爾開(kāi)關(guān)輸出的刀位信號(hào) T1~T4 分別送到光電隔離華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19電路進(jìn)行處理，光耦合器的輸出再送給 I/O 接口芯片 8255。12V 電壓供數(shù)模轉(zhuǎn)換電路使用。 存儲(chǔ)器與 I/O 芯片地址分配 根據(jù)車床數(shù)控系統(tǒng)主機(jī)板電原理圖中地址譯碼器 U4（74LS138）的連接情況，可以算出主機(jī)板中存儲(chǔ)器與 I/O 芯片的地址分配如表 31 所示。程序如下：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)26 MOV DPTR，7FFFH ；指向 DAC0832 口地址 MOV A，DATA ；準(zhǔn)備輸出的數(shù)字量 00H～0FFH MOVX DPTR，A ；輸出直流電壓 0～10V 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制程序 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制采用的是硬環(huán)分，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電節(jié)拍由硬件電路決定，編制軟件時(shí)可以不考慮。20220 的 HEX 碼為 4E20 CALL DELAY 。發(fā)步進(jìn)電機(jī)的上升沿 MOV 0EH,4EH 。 插補(bǔ)程序設(shè)計(jì) 數(shù)控系統(tǒng)中常用的插補(bǔ)算法有：逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、時(shí)間分割法及最小偏差法等。在設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)床數(shù)控部分的 I/O 進(jìn)行了擴(kuò)展，并對(duì)鍵盤和顯示器進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)，對(duì)程序進(jìn)行了初始化。從課題的選題到論文的完成，任老師傾注了大量的時(shí)間和精力，細(xì)心輔導(dǎo)，使我學(xué)到了很多的知識(shí)，獲益良多。 1965 third generation small scale integration electric cir