【正文】 23 日 完成日期 年 月 日 指導(dǎo)教師 林利紅 （簽名） 學(xué) 生 （簽名） 3 二、設(shè)計(jì)要求 總體方案設(shè)計(jì)要求 總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類(lèi)型，計(jì)算機(jī)的選擇，以及傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。 （ 8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。 （ 2） 剛度驗(yàn)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(jiǎn)支。 硬件電路的組成： 后面所畫(huà)大圖采用 MCS51 系列單片機(jī)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(gè)輸出端可接一個(gè)外部芯片的片選端實(shí)現(xiàn)分時(shí)片選控制，因此，一個(gè) 74LS138譯碼器的 8根輸出端可以連接 8 個(gè) 8K 字節(jié)地址空間。 如確定有鍵按下時(shí)，便開(kāi)始計(jì)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(shí)元件，如下圖所示。包括移動(dòng)不見(jiàn)移動(dòng)超界處理，緊急停機(jī)處理，系統(tǒng)故障診斷，查錯(cuò)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(kāi)機(jī)后即進(jìn)入管理程序。 在程序中，設(shè)置加速，恒速，減速脈沖計(jì)數(shù)器 N0， N1， N2。步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖如下所示： 圖 53 步進(jìn)電機(jī)控制子程序 18 圖 54 步進(jìn)電機(jī)控制 中斷服務(wù)程序 編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) （ 1）內(nèi)存地址分配 加速脈沖數(shù)計(jì)數(shù)器 N0 地址設(shè)為 20H； 恒速脈沖數(shù)計(jì)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(jì)數(shù)器 N2 地址位 23H。在設(shè)計(jì)管理程序時(shí)，應(yīng)確定接收命令的形式，系統(tǒng)的各種操作功能等。 鍵盤(pán)操作和顯示處理程序。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。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(lèi)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(kuò)展。為了把地址信息分離出來(lái)保存，提供外接存儲(chǔ)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(jì) 微機(jī)機(jī)型和擴(kuò)展存儲(chǔ)器的選擇 確定微機(jī)機(jī)型就是選擇 CPU。 滾動(dòng)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(jī)械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)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(yīng)方便。 (或畫(huà) 在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)里面 ) A2 圖紙 1 張。 進(jìn)給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)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(chē)床尾座端原來(lái)裝軸承座的部分。239。 51 系列有三種型號(hào)：8031 是無(wú) 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(jī)的地址鎖存信號(hào) ALE 連接。 鍵盤(pán) /顯示器接口采用 8279 芯片，因?yàn)?8279 芯片是專用的鍵盤(pán) /顯示器接口芯片，還可以編程。然后計(jì)算鍵值，最后可根據(jù)鍵號(hào)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵功能程序的入口。在實(shí)際運(yùn)用中，若系統(tǒng)中有芯片需要其復(fù)位電平與８０３１復(fù)位要求一致時(shí)，可以直接相連。如對(duì) I/O 接口 8155， 8255A 進(jìn)行必要的初始化工作，預(yù)置接口工作方式控制字。步進(jìn)電機(jī)在突然啟動(dòng)或停止時(shí)，由于負(fù)載和慣性，會(huì)使電機(jī)失步，所以電機(jī)運(yùn)行時(shí)有一個(gè)加，減速過(guò)程。 （ 2）程序清單 [7] N0 EQU 20H 。 92N。 （ 6）、工作臺(tái)的自動(dòng)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(jìn)電機(jī)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(dòng)器提供，字段線由 OUTA0～OUTBA OUTB0～ OUTB3 通過(guò)驅(qū)動(dòng)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(hào)作為片選線連至每個(gè)外部芯片的片選端。 2732 芯片是一個(gè)有 24 根引腳的雙列直插式集成元件。對(duì)于一級(jí)齒輪傳動(dòng)系 統(tǒng)，按下式計(jì)算： ])180()[()()( 23222110 dmJJZZJJJ ? ?????? 式中， 0J 為電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，初取 cmkg? ；對(duì)于材料為鋼的圓 柱形零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式計(jì)算： LDJ ??? 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 23441 mkgJ ??????? ?? 23442 mkgJ ??????? ?? 絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 24443 1 mkgJ ??????? ?? 電機(jī)轉(zhuǎn) 子慣量很小，可以忽略 23234323 ) (800)()5048( mkgJ ???? ??????????? ????? ? 切削進(jìn)給時(shí)： mNM a ???????? ? ) 2021667(180 3? 空行程時(shí)： mNM a ???????? ? ) 2021000(180 3? 9 故總轉(zhuǎn)矩： cmkgmNM ??????? 綜合考慮，查步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表選用 110BF003 型直流電動(dòng)機(jī)，能滿足使用要求。 （ 1） 疲勞強(qiáng)度計(jì)算 滾珠絲杠的當(dāng)量動(dòng)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(jì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。 （ 3）根據(jù)普通車(chē)床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟(jì)性要求，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般采用 8 位微機(jī)。 已知條件： ： W＝ 800N（粗估） ： T＝ 6mm（供參考） ： S＝ 640mm ： ? ＝ ： min/3mV ＝快 進(jìn)給速度： min/1mV ＝進(jìn) ： t≤ 100ms 、傳動(dòng)計(jì)算 uT360??? 其中： α—— 步距角（本設(shè)計(jì)取 ?）， ? —— 脈沖當(dāng)量（本設(shè)計(jì)是 ） T—— 絲杠螺距（本設(shè)計(jì)取 5mm）。 切削進(jìn)給時(shí)： Hzvf 1000160 10001 ?????? ?進(jìn) 空行程時(shí)： Hzvf 1000360 10001 ?????? ?快 0f —— 突跳起動(dòng)頻率 , Hzf 2021 ? 。 所以 8031 單片機(jī)是一種理想的 8 位微型計(jì)算機(jī)，在各種數(shù)控系統(tǒng)中的到廣泛的應(yīng)用。若芯片內(nèi)有多個(gè)地址單元時(shí)，還要進(jìn)行片內(nèi)地址選擇。 8279 鍵盤(pán)最大可配置 8 8 個(gè)鍵，實(shí)際用了 32 個(gè)鍵。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。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(wù)。如監(jiān)視緊急停機(jī)鍵及行程開(kāi)關(guān)，鍵盤(pán)掃描等功能。 （ 2）步進(jìn)電機(jī)加，減速進(jìn)給脈沖及脈沖時(shí)間間隔的確定 設(shè)步進(jìn)電機(jī)加，減速方式為直線 加，減速。減速 NL EQU 24H 。此間隔由送入定時(shí)器的時(shí)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