【正文】 示器、打印機(jī)、 磁盤機(jī)等） ↓ ↓ ALE ↓ PSEN EA CE A12 ↓ A8 2732 A7 ↓ A0 OE D7 ↓ D0 譯碼電路 G 74LS372 重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 擴(kuò)展 6264 電路框圖 ③ 譯碼電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，所有外圍芯片都通過總線與單片機(jī)相連。此外，還需要考慮最大讀出速度，工作溫度以及存儲(chǔ)器容量等因素。單片機(jī)的型號(hào)很多，而目前市場(chǎng)上應(yīng)用 MCS51 芯片及其派生的兼容芯片比較多，MCS51系列單片機(jī)是集中 CPU， I/O 端口及部分 RAM 等為一體的功能性很強(qiáng)的控制器。 刀架轉(zhuǎn)位 —— 當(dāng)?shù)都芴鸷?，液壓油進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸左腔，活塞向右移動(dòng)，通過連接板帶動(dòng)齒條移動(dòng) ，使空套齒輪作逆時(shí)針方一向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過端齒輪離合器使刀架轉(zhuǎn)過 。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。為了保證不失步，采取降速措施。對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，因?yàn)橐ＷC一定的動(dòng)態(tài)性能，負(fù)載力矩又大于加速力矩，所以 作為選擇步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。m a x rvn bz ????? ??? 2m a x2m a xm a x 1060 n210260 ?? ????? aaa tJtnJJM ??? 總總總 cmNtJM aa ???? ?????? ?? n2 22m a xm a x ?總cmNtJMaa???? ?????? ?? n2 2239。3 cmkgJ ?????? ? 則電機(jī)軸總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 22222239。 所以 ??? )tan (tan ?? ?? ) 5 an ( 0 5 an ?? 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠受進(jìn)給率引力 mF 引起的導(dǎo)程 T的變化量 因?yàn)? 15 8 52 40 12 6 8 以下 EFTFL m??? 26 / cmNE ??重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 22 )2( ldRF ??? ? 22221 )2 ()2( cmdRF l ?????? ? 22239。1D )~( 39。39。039。39。? ?30 鋼球直徑 39。 ?? fK —切削分力—、 ZX FF —移動(dòng)部件的重量。 ?f 。 切深抗力yF 中 。 數(shù)控改造機(jī)械部分方案如下： 重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 總體方案設(shè)計(jì) 重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 3 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 機(jī)械部分的改造設(shè)計(jì)重點(diǎn)是進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。雙片齒輪間沒有加彈簧自動(dòng)消除間隙。系統(tǒng)的工作程序和控制命令通過鍵盤操作實(shí)現(xiàn)。加工材料為鑄鐵；最大工件重量 80Kg。減少工裝 ,減少人為誤差 ,提高加工精度 ,具有廣泛的適用性和靈活性 。我們要以承擔(dān)國家重點(diǎn)工程項(xiàng)目為契機(jī)，努力開發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床，為國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床滿足市場(chǎng)需求做出更大貢獻(xiàn)。 在能源領(lǐng)域，國內(nèi)重型機(jī)械企業(yè)在為能源工業(yè)重大工程項(xiàng)目建設(shè)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，包括國家三大動(dòng)力制造基地及其他發(fā)電設(shè)備制造廠的重大關(guān)鍵設(shè)備都由國內(nèi)廠家提供。新產(chǎn)品開發(fā)能力和制造周期還滿足不了國內(nèi)用戶需要，零部件制造精度和整機(jī)精 度保持性、可靠性尚需很大提高，尤其是在與重型機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)、功能部件，如刀庫、機(jī)械手和兩坐標(biāo)銑頭等部件，還需要境外廠家配套滿足。 目前，我國自主開發(fā)研制的 機(jī)床 產(chǎn)品基本滿足了一些國家需要， 并且在 重型機(jī)床和超重型機(jī)床并多次創(chuàng)造出極限規(guī)格的世界之最。機(jī)床作為機(jī)械制造業(yè)的重一要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注。 重慶大學(xué) 本科 /?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） C616 數(shù)控步進(jìn)改造 學(xué) 生： ===xch=== 學(xué) 號(hào)： ===20xx=== 指導(dǎo)教師： ==gg== 助理指導(dǎo)教師： ==y== 專 業(yè)：機(jī)電一體化 重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 二 O 一 O 年 十二 月 重慶大學(xué)專科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 摘 要 本 設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì) C616 普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械制造耍求產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，對(duì)零件的加工質(zhì)量的要求也越來越高 。同時(shí)，數(shù)控機(jī)床將向著更高的速度、精度、一可靠性及完善性的功能發(fā)展。國內(nèi)產(chǎn)品與國外產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上的差別并不大，采用的新技術(shù)也相差無幾，但在先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用和制造工藝水平上與世界先進(jìn)國家還有一定差距。為此，航空航天業(yè)對(duì)機(jī)床要求高，加之歐美、日本等國外強(qiáng)勢(shì)機(jī)床企業(yè)進(jìn)駐與當(dāng)前國際金融危機(jī)影響下不明朗的環(huán)境，應(yīng)進(jìn)一步加速推動(dòng)國內(nèi)機(jī)床調(diào)頭向高端發(fā) 展。國內(nèi)制造能力已進(jìn)入世界前列，而國外機(jī)床廠家的制造能力正在削弱。使之車床生產(chǎn)效率高 ,是普通車床的 3～ 5 倍 。 設(shè)計(jì)參數(shù)如下：快速進(jìn)給速度縱向 X： 2m/分；快速進(jìn)給速度橫向 Y： 2m/分；切削進(jìn)給速度： ；時(shí)間常數(shù)： t≤ 200ms ； 最大鉆孔直徑 d=5mm；銑刀直徑φ 15mm，齒數(shù) Z=3； 銑削最大余量α e=2mm；銑削最大深度α p=2mm；工作臺(tái)加工范圍 X=320mm， Y=260mm。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤及顯示器、 I/O 接口及光電隔離電路、步進(jìn)功率放大電路等組成。 縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)都采用一級(jí)齒輪減速。 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取，為達(dá)到分辨率 的要求，以及考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配，采用齒輪減速傳動(dòng)。92 ????? FzFzFzFzFz KnyxC 。由于傳統(tǒng)的導(dǎo)軌副的摩擦系數(shù)大，動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度的變化而變化，摩擦損失大，低速時(shí)易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象而降低運(yùn)動(dòng)部件的定位精度，因而本設(shè)計(jì)采用在原來的導(dǎo)軌上進(jìn)行貼塑（貼聚四氟乙烯塑料導(dǎo)軌軟帶）處理，使之具有摩擦特性好、耐磨性好、減震性好等優(yōu)點(diǎn)，其摩擦系數(shù) ~39。 39。t 10 接觸角 39。39。39。zd o s 39。 ???? RedD 螺母內(nèi)徑（外循環(huán)） 39。10 。2 cmkgJ ?????? ? )( 24339。0 ??? 空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的力矩 （ ） 2m a x2m a xm a x 1060 n210260 ?? ????? aaa tJtnJJM ??? 總總總 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)?at =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（ ）； mi n/25 036 30 036 01m a x rvn bx ????? ??? mi n/250360 39。 ?fmF0M cmN?)1(2 200 ??? ?? iTFM po0pF mF31 mF0L0? ??maxaM cmN?總J 2cmkg??2/sradmaxn?360m a xm a x bpVn ?? ??atmaxVp? b? ?重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 即 ② 縱向 快速起動(dòng)時(shí)所需力矩 即 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 即 最大切削負(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)。 ??? ② 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 橫向 最大空載頻率： maxV —— 最快進(jìn)給速度， min/ mVx ? 。 所以根據(jù)以上數(shù)據(jù)，橫向選取一個(gè) 90BF001 型步進(jìn)電機(jī)，縱向選取一個(gè) 90BF002型步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)的的相關(guān)參數(shù)如下： 型號(hào) 主要技術(shù)參數(shù) 外形尺寸 (mm) 重量(N) 步 距 角 最大靜轉(zhuǎn)矩 （ mN? ） 最高空載啟動(dòng)頻率（ Hz） 相 數(shù) 電壓(V) 電流(A) 外徑 長度 軸徑 90BF001 ? 20xx 4 80 7 90 145 9 90BF002 3800 5 80 7 90 145 9 由于只靠最大靜轉(zhuǎn)矩 來選擇步進(jìn)電機(jī)不一定能滿足實(shí)際工作時(shí)的要求，也就是說， 盡管最大靜轉(zhuǎn)矩 數(shù)值能滿足要求，但是并不能保證在快速空載起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)不失步。同時(shí)，活塞桿下端的端齒輪離合器 .與空套齒輪結(jié)合。 ?90重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 確定硬件電路的總體方案 控制系統(tǒng)框圖如下： 主控制器 CPU 的選擇 隨著微電子技術(shù)水平的不斷提高，單片微型計(jì)算機(jī)有了飛躍的發(fā)展。 8031 所能讀取的時(shí)間必須大于EPROM 所要求的讀取時(shí)間。本次設(shè)計(jì)選用 6264 芯片作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展用芯片。對(duì)于 RAM 和 I/O 容量較大的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)芯片所需的片選信號(hào)多于可利用的地址線的時(shí)候，多采用全地址譯碼法。 數(shù)控系統(tǒng)中使用的顯示器主要有 LED 和 LCD。如果將輸出信號(hào)直接與功率放大器相連，將會(huì)引起電氣干擾。采用外部時(shí)鐘方式時(shí)，可將 XTAL1 直接接地， XTAL2 接外部時(shí)鐘源。 8031 可利用軟件設(shè)計(jì)成查詢的方法隨時(shí)檢查有無越界信號(hào)。所以 6264 的空間地址為 4000 ～ 5FFFH。該系統(tǒng)采用 4X6 共 24 個(gè)行列式鍵盤和 6位 8 段共陰極 LED 顯示器。 重慶大學(xué) 本科 /?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制功能分析 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的主要控制功能包括： 系統(tǒng)初始化。 系統(tǒng)管理程序設(shè)計(jì) 管理程序是系統(tǒng)的主程序。 2AH：存放終點(diǎn)坐標(biāo) 0