【正文】 23 日 完成日期 年 月 日 指導教師 林利紅 （簽名） 學 生 （簽名） 3 二、設(shè)計要求 總體方案設(shè)計要求 總體方案設(shè)計應考慮機床數(shù)控系統(tǒng)的類型，計算機的選擇，以及傳動方式和執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。 （ 8）采用貼塑導軌，以減小導軌的摩擦力。 （ 2） 剛度驗算 滾珠絲杠的剛度按照下式校核： ? ?????? ???? 321 絲杠的支撐方式為一端固定，一端簡支。 硬件電路的組成： 后面所畫大圖采用 MCS51 系列單片機組成的控制系統(tǒng)硬件電路原理圖。它的八位數(shù)據(jù)線直接與 8031 的 P0口連接。 74LS138 譯碼器每一個輸出端可接一個外部芯片的片選端實現(xiàn)分時片選控制，因此，一個 74LS138譯碼器的 8根輸出端可以連接 8 個 8K 字節(jié)地址空間。 如確定有鍵按下時，便開始計算鍵值。 內(nèi)部方式利用芯片的內(nèi)部振蕩電路，在 XTAL1， XTAL2 引腳上外接定時元件，如下圖所示。包括移動不見移動超界處理，緊急停機處理，系統(tǒng)故障診斷，查錯等功能。 系統(tǒng)管理程序控制 管理稱許是系統(tǒng)的主程序，開機后即進入管理程序。 在程序中，設(shè)置加速，恒速，減速脈沖計數(shù)器 N0， N1， N2。步進電機控制程序框圖如下所示： 圖 53 步進電機控制子程序 18 圖 54 步進電機控制 中斷服務程序 編語言程序設(shè)計 （ 1）內(nèi)存地址分配 加速脈沖數(shù)計數(shù)器 N0 地址設(shè)為 20H； 恒速脈沖數(shù)計數(shù)器 N1 低 8 位字節(jié)地址為 21H，高 8 位字節(jié)地址位 22H； 減速脈沖數(shù)計數(shù)器 N2 地址位 23H。在設(shè)計管理程序時，應確定接收命令的形式，系統(tǒng)的各種操作功能等。 鍵盤操作和顯示處理程序。采用外部時鐘方式時，可將 XTAL1 直接接地， XTAL2 接外部時鐘源。首先判斷是哪一行有鍵閉合，若第一行有鍵閉合，設(shè)置初值為 00H，若第二行有鍵閉 合，則設(shè)置初值為 04H， 依次類推 。 確定 I/O 接口 8031 只有 P1 口可作為普通 I/O 口用，所以需擴展。為了把地址信息分離出來保存，提供外接存儲器的低 8 位地址信息，通常采用 74LS373 作為地址鎖存器。 數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 選擇電氣元件及電路設(shè)計 微機機型和擴展存儲器的選擇 確定微機機型就是選擇 CPU。 滾動軸承的接觸變形： 3/23/12w3 ZD mF?? ）（? ， 初選推力球軸承 51104, mmDw ? ， 14?Z ，代入上式得， ?? ? 。 （ 10） 機械結(jié)構(gòu)改裝部分應注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保正 安裝、調(diào)試、拆卸方便，需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應方便。 (或畫 在設(shè)計說明書里面 ) A2 圖紙 1 張。 進給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進給步進電機與齒輪減速箱總成 絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連 接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來裝軸承座的部分。239。 51 系列有三種型號：8031 是無 ROM 的 8051； 8751 是用 EPROM 代替 ROM 的 8051。 D1～ D8是輸入端， Q1～ Q8是輸出端， CE是片選端，片選端 G與 8031 單片機的地址鎖存信號 ALE 連接。 鍵盤 /顯示器接口采用 8279 芯片，因為 8279 芯片是專用的鍵盤 /顯示器接口芯片，還可以編程。然后計算鍵值，最后可根據(jù)鍵號跳轉(zhuǎn)到相應的鍵功能程序的入口。在實際運用中，若系統(tǒng)中有芯片需要其復位電平與８０３１復位要求一致時，可以直接相連。如對 I/O 接口 8155， 8255A 進行必要的初始化工作，預置接口工作方式控制字。步進電機在突然啟動或停止時，由于負載和慣性，會使電機失步，所以電機運行時有一個加，減速過程。 （ 2）程序清單 [7] N0 EQU 20H 。 92N。 （ 6）、工作臺的自動控制。 伺服控制程序。因此必須選用功率放大器，需根據(jù)步進電機容量選 擇功率放大器。 8279 配置的 8 位共陰極 LED 顯示器，其字位線由掃描線 SL0～ SL2 經(jīng)譯碼器、驅(qū)動器提供，字段線由 OUTA0～OUTBA OUTB0～ OUTB3 通過驅(qū)動器提供。所謂全地址譯碼是：低位地址作為片內(nèi)地址，高位地址用譯碼器譯碼，譯碼器輸出的地址選擇信號作為片選線連至每個外部芯片的片選端。 2732 芯片是一個有 24 根引腳的雙列直插式集成元件。對于一級齒輪傳動系 統(tǒng)，按下式計算： ])180()[()()( 23222110 dmJJZZJJJ ? ?????? 式中， 0J 為電機轉(zhuǎn)子慣量，初取 cmkg? ；對于材料為鋼的圓 柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量可按下式計算： LDJ ??? 齒輪轉(zhuǎn)動慣量： 23441 mkgJ ??????? ?? 23442 mkgJ ??????? ?? 絲桿轉(zhuǎn)動慣量： 24443 1 mkgJ ??????? ?? 電機轉(zhuǎn) 子慣量很小，可以忽略 23234323 ) (800)()5048( mkgJ ???? ??????????? ????? ? 切削進給時： mNM a ???????? ? ) 2021667(180 3? 空行程時： mNM a ???????? ? ) 2021000(180 3? 9 故總轉(zhuǎn)矩： cmkgmNM ??????? 綜合考慮，查步進電動機技術(shù)數(shù)據(jù)表選用 110BF003 型直流電動機，能滿足使用要求。 （ 1） 疲勞強度計算 滾珠絲杠的當量動載荷 mC 為 : mQwm FFFLC 3? 式中 L—— 工作壽命， )10(90102 1000601060 66g6 轉(zhuǎn)快 ?????? T TVnTL。 （ 5）設(shè)計自動回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。 （ 3）根據(jù)普通車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟性要求，經(jīng)濟型數(shù)控機床一般采用 8 位微機。 已知條件： ： W＝ 800N（粗估） ： T＝ 6mm（供參考） ： S＝ 640mm ： ? ＝ ： min/3mV ＝快 進給速度： min/1mV ＝進 ： t≤ 100ms 、傳動計算 uT360??? 其中： α—— 步距角（本設(shè)計取 ?）， ? —— 脈沖當量（本設(shè)計是 ） T—— 絲杠螺距（本設(shè)計取 5mm）。 切削進給時： Hzvf 1000160 10001 ?????? ?進 空行程時： Hzvf 1000360 10001 ?????? ?快 0f —— 突跳起動頻率 , Hzf 2021 ? 。 所以 8031 單片機是一種理想的 8 位微型計算機，在各種數(shù)控系統(tǒng)中的到廣泛的應用。若芯片內(nèi)有多個地址單元時，還要進行片內(nèi)地址選擇。 8279 鍵盤最大可配置 8 8 個鍵，實際用了 32 個鍵。如果將輸出信號直接與功率放大器相連，將會引起電氣干擾。該程序完成從 外部 I/O設(shè)備輸入零件加工源程序的任務。如監(jiān)視緊急停機鍵及行程開關(guān)，鍵盤掃描等功能。 （ 2）步進電機加，減速進給脈沖及脈沖時間間隔的確定 設(shè)步進電機加，減速方式為直線 加，減速。減速 NL EQU 24H 。此間隔由送入定時器的時間常數(shù)決定。 （ 3）、輸入和顯示加工程序。其功能主要是接受操作者的命令，執(zhí)行命令，從命