【正文】 高電平。~12之間任意選擇，耦合電容在5~30pF之間，對(duì)時(shí)鐘有微調(diào)作用。采用YB015硬件環(huán)行分配器的步進(jìn)電機(jī)接口線路圖如下：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。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤，即用I/O口線組成行，列結(jié)構(gòu)，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。線選法的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它所用片選線都是高位地址線，它們的權(quán)值較大，地址空間沒有充分利用，芯片之間的地址不連續(xù)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路一般采用6116,6262靜態(tài)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。在選擇芯片時(shí)要考慮CPU與EPROM時(shí)序的匹配。通過對(duì)兩個(gè)電機(jī)的起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性的分析，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于總轉(zhuǎn)矩，并且，所以選擇的這兩個(gè)電機(jī)符合本設(shè)計(jì)要求。所以 空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的力矩 （ ）式中 ——傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）； ——電機(jī)最大角加速度（ ）；——電機(jī)最大轉(zhuǎn)速（r/min）,；——運(yùn)動(dòng)部件從停止起動(dòng)加速到最大進(jìn)給速度所需要的時(shí)間（s），因?yàn)?200ms； ——運(yùn)動(dòng)部件的最大進(jìn)給速度（mm/min）；——脈沖當(dāng)量（mm/步）； ——步進(jìn)電機(jī)的步距角（ ）； 折算到電機(jī)軸上的銑削負(fù)載力矩 式中 ——絲杠導(dǎo)程（cm）；——齒輪降速比，按計(jì)算； ——傳動(dòng)鏈總效率，一般可?、倏焖倨饎?dòng)時(shí)所需力矩 即 ②快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 即 ③最大銑削負(fù)載時(shí)所需力矩 即 經(jīng)過上述計(jì)算后，在 、 兩種力矩中取其大者作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。絲杠支持方式系數(shù)表如下：方式一端固定一端自由兩端簡(jiǎn)易一端固定一端簡(jiǎn)支兩端固定所以：臨界負(fù)載與最大工作負(fù)載Q之比稱為穩(wěn)定安全系數(shù)，如果穩(wěn)定安全系數(shù)大于或等于許用安全系數(shù)，則絲杠不至失穩(wěn)。 式中L為壽命經(jīng)查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 當(dāng)有沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，本設(shè)計(jì)??；精度等級(jí)為3級(jí)，其精度系數(shù) 。顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)等信息。由于機(jī)床既能鉆削又能銑削加工，故應(yīng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。①設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)控XY工作臺(tái)及其控制系統(tǒng)，該工作臺(tái)可安裝在鉆床和銑床上用于鉆削和銑削加工；②收集相關(guān)資料及圖紙： ； ； ； ；。因此我國(guó)與國(guó)外相比，還是有一定的差距，因此工作臺(tái)的設(shè)計(jì)具有重要意義，我們要借助時(shí)代的步伐，與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，使我國(guó)成為具有領(lǐng)先技術(shù)的綜合性強(qiáng)國(guó)。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，也為了環(huán)境的要求，一作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)裝置從原來的機(jī)械驅(qū)動(dòng)變?yōu)橐郝抿?qū)動(dòng)，現(xiàn)在更多的采用了氣動(dòng)裝置，更好的保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了資源。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的通電導(dǎo)體既轉(zhuǎn)子切割磁力線時(shí)具有力的作用，從實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)迫使轉(zhuǎn)子作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以轉(zhuǎn)子才可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)絲杠作相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。XY數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是利用8031單片機(jī)，及2764, 6264存儲(chǔ)器及8155芯片等硬件組成，在控制系統(tǒng)的硬件上編寫一定的程序以實(shí)現(xiàn)一定的加工功能。降低成本，是微機(jī)控制技術(shù)的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是一個(gè)將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)移成角位移的機(jī)電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器裝置。新一代的CNC系統(tǒng)這類典型機(jī)電一體化產(chǎn)品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機(jī)械加工，以及曲線、凸輪等的加工，并可達(dá)到較高的精度。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的XY工作臺(tái)不僅可用于銑床上進(jìn)行數(shù)控銑削加工，而且還能夠用于鉆床上數(shù)控鉆削加工，所以其功能遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的普通工作臺(tái)是新一代機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。系統(tǒng)分辨率X：，Y：。MCS51單片機(jī)的主要特點(diǎn)是集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，性價(jià)比高。第三章 機(jī)械設(shè)計(jì)部分：根據(jù)給定的工作臺(tái)加工范圍，設(shè)計(jì)出工作臺(tái)的尺寸和托板尺寸等，并估算其重量。在本設(shè)計(jì)里，采用一端固定，另一端簡(jiǎn)易支承的方案。因?yàn)閭鬟f的扭矩較小，取模數(shù)，齒輪有關(guān)尺寸見下表：Z2450（mm）2450 （mm）2652 （mm） （mm）55 （mm）37根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式，式中： ——折算到電機(jī)軸上的慣性負(fù)載（ ）； ——齒輪 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）； ——齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）； ——滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）；M——移動(dòng)部件與工件的質(zhì)量（kg）。 最大銑削頻率：——最大銑削速度， 。從本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來看，選用8031單片可以獲得較高的性價(jià)比。單片機(jī)規(guī)定P0口提供8為位地址線，同時(shí)又作為數(shù)據(jù)線使用，所以為分時(shí)用作低位地址和數(shù)據(jù)的通道口，為了把地址信息分離出來保存，以便為外接存儲(chǔ)器提高低８位的地址信息，一般采用74LS373芯片作為地址鎖存器，并由CPU發(fā)出允許鎖存信號(hào)ALE的下降沿，將地址信息鎖存入地址鎖存器中。由于外圍芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用統(tǒng)一編址，因此單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與外圍芯片的地址譯碼較為復(fù)雜。因此要進(jìn)行I/O口的擴(kuò)展。鍵盤顯示器接口電路如下所示：①脈沖分配器步進(jìn)電機(jī)的控制方式由脈沖分配器實(shí)現(xiàn)，其作用是將數(shù)控裝置送來的一系列指令脈沖按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。本設(shè)計(jì)選用功率放大器。當(dāng)晶振頻率選用6MHz時(shí)，復(fù)位電路中C取10μF,R取10KΩ。程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展為4K，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展為8K。8155的A口為控制工作抬X，Y向電機(jī)的接口。計(jì)算機(jī)隨時(shí)巡回檢測(cè)PB4—PB7的電平，當(dāng)某I/O線為0時(shí)，應(yīng)立即停止X，Y向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。開機(jī)后工作臺(tái)應(yīng)該自動(dòng)復(fù)位，亦可手動(dòng)復(fù)位。⑧、工作臺(tái)的聯(lián)動(dòng)控制。①時(shí)間常數(shù)的確定在步進(jìn)電機(jī)控制程序中，利用單片機(jī)的定時(shí)器中斷，延時(shí)產(chǎn)生進(jìn)給脈沖的時(shí)間間隔。以計(jì)數(shù)器的值是否為0作為相應(yīng)過程是否結(jié)束的標(biāo)志。伺服系統(tǒng)采用了反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)通過齒輪傳動(dòng)，然后再由聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠連接驅(qū)動(dòng)絲杠傳動(dòng)，絲杠副兩端的支座軸采用了推力軸承來承受絲杠運(yùn)行時(shí)的軸向力，和采用一個(gè)深溝球軸承來保證其徑向的圓跳動(dòng)。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。I/O擴(kuò)展電路中采用了8155芯片。加速，減速，恒速脈沖總數(shù)寄存器N低位字節(jié)地址位24H，高位字節(jié)地址位25H；步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給控制子程序FEED首地址位0E80H。時(shí)間常數(shù)由下式計(jì)算：式中：T為脈沖時(shí)間間隔（ms）；為單片機(jī)機(jī)器周期（s），在時(shí)鐘為6MHz時(shí)，=2s。其主要功能是接受和執(zhí)行操作者的命令。④監(jiān)視按鍵，鍵盤及開關(guān)。隔離電源選用7805三端集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)。鍵盤與顯示器設(shè)計(jì)在一起，8155的PC口擔(dān)任鍵盤的列線及顯示器的掃描控制；PB口的PB0—PB3為鍵盤的行線。系統(tǒng)復(fù)位以后，CPU從0000H開始執(zhí)行監(jiān)控程序。利用光電耦合電路，將行程開關(guān)接至發(fā)光二極管的陰極，光敏三極管的輸出接至8031的I/?！　?nèi)部方式利用芯片的內(nèi)部振蕩電路，在XTAL1,XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，如下圖所示。本設(shè)計(jì)采用集成脈沖分配器YB015。8155與8031的連接方式如下圖所示(b).鍵盤，顯示器接口電路鍵盤，顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機(jī)交互的外部設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。線選法是把單獨(dú)的地址線接到外圍芯片的片選端上，只要該地址線為低電平，就選中該芯片。需要擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其型號(hào)有：2716，2732，2764，27128，27258，其容量分別為2K,4K,8K,16K,32K。所以還必須用起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性兩條重要的性能曲線來檢查所選步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)是否能滿足要求。所以 （ ） ( ) ( )則電機(jī)軸總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：摩擦力矩 （ ） 式中 ——導(dǎo)軌的摩擦力