【正文】 —）]/2 =[（1922）+（19280）]/2 =151VT2的等效輸入電阻為： =/ =8/ = =（）/ =（1922151）/ =d, 確定R9為提供給單穩(wěn)和驅(qū)動(dòng)門(mén)足夠輸入電流（各5mA），所以：R9=500e, 選擇D1，D2選用2CZ13A硅整流二極管f, 單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器74221翻轉(zhuǎn)時(shí)間的確定 當(dāng)單穩(wěn)74221的“清除端”加高電平A端加低電平時(shí)，B端正躍變可使單穩(wěn)的Q端從低電平變成高電平，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間自動(dòng)翻轉(zhuǎn)成低電平，恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)，Q端輸入一個(gè)脈沖，脈沖寬度由外電阻(取10K)和決定，即： =Ln2則： =/（Ln2） =（Ln2 10） =74221為雙單端多諧振蕩器，步進(jìn)電機(jī)需用3片74221。（四）超程保護(hù)電路為防止X，Y工作臺(tái)越出邊界，可設(shè)置限位開(kāi)關(guān)，分別為+X，X，+Y和Y向4個(gè)限位開(kāi)關(guān)，一旦越界，立即停止工作臺(tái)移動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的選擇（1）首先根據(jù)最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩初選電機(jī)的型號(hào) 步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 由〉，所以 電機(jī)的起動(dòng)力矩與最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩之間具有以下關(guān)系，見(jiàn)〈〈機(jī)電一體化專業(yè)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)〉〉表3—10）：，（因電機(jī)工作方式為三相六拍，故取=）《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》， 110BF003：= 110BF004： = = 因?yàn)?，所以型?hào)為110BF003和110BF004均符合要求，但是，型號(hào)為110BF003的步進(jìn)電機(jī)更符合要求，因?yàn)?，裕度較大；且110BF003的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩比110BF004的大，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩越大，自鎖力矩越大，靜態(tài)誤差就越小。 穩(wěn)定性的驗(yàn)算 滾珠絲杠屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，如果過(guò)軸向負(fù)載過(guò)大，則可能產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象?！Σ两?，滾珠絲杠副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=~,其摩擦角約等于；要求。 上述三個(gè)都可以用磚用硬件芯片實(shí)現(xiàn)，也可用軟件編程實(shí)現(xiàn)。包括電機(jī)型號(hào)的選擇，減速比的確定，齒輪模數(shù)及齒輪的確定，原有絲杠及導(dǎo)軌是否要重新更換，改換成滾珠絲杠螺母副時(shí)絲杠螺母副的型號(hào)及安裝形式如何確定，導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)方法等。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。用普通機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 （5）擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。前者需要新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，比較復(fù)雜；后者選用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，比較簡(jiǎn)單。因此，必須對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行匹配選擇?？紤]到絲杠對(duì)加工精度和經(jīng)濟(jì)性的影響，L0應(yīng)優(yōu)先取8（mm）系列；（1）選基本導(dǎo)程L0=4mm,則： 絲杠轉(zhuǎn)速n===50 (r/min) 壽命L===45 最大動(dòng)載荷： =FwFHFm==15772（N）（2）選基本導(dǎo)程L0=6mm,則：絲杠轉(zhuǎn)速n===(r/min)壽命L===30最大動(dòng)載荷： =FwFHFm==13778（N）（3）選基本導(dǎo)程L0=8mm,則：絲杠轉(zhuǎn)速n===25 (r/min)壽命L===最大動(dòng)載荷： =FwFHFm==12518（N）考慮到工作要求，外循環(huán)插管式雙螺母墊片預(yù)緊滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，安裝尺寸小，剛度高等優(yōu)點(diǎn)可以滿足車(chē)床改造要求，故選漢江機(jī)床廠C1型滾珠絲杠。 Z：一圈的滾珠數(shù)（外循環(huán)） 取Z=26 當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的1/3時(shí)，值可減少一半，即： 3）剛度驗(yàn)算 絲杠的總變形量。對(duì)斜齒圓柱齒輪采用軸向墊片調(diào)整法，修正或改變軸向調(diào)整墊片的厚度以減少側(cè)隙，但不能自動(dòng)補(bǔ)償齒隙。 8031無(wú)內(nèi)部ROM，須采用擴(kuò)展外部ROM，由車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)包含系統(tǒng)控制程序和加工程序，采用16K*8的27128芯片，可與單片機(jī)所選的12MHZ時(shí)鐘相匹配。若選用線路簡(jiǎn)單的串聯(lián)電阻法改善靜電流上升沿，其時(shí)間常數(shù)為： 則： 其中：所以 需要串聯(lián)如此大的電阻，所以采用雙電源電路。設(shè)定定時(shí)時(shí)間為3ms，即每隔3ms中斷 1次，修改一次顯示位，每位顯示的點(diǎn)亮?xí)r間是3ms，掃描一遍共需53=15ms，掃描頻率約64Hz，高于50Hz。 在設(shè)計(jì)時(shí)，認(rèn)真閱讀參考資料，根據(jù)具體地設(shè)計(jì)條件和要求，借鑒前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和成果，獨(dú)立思考，大膽地進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。顯示緩沖區(qū)主要用于存放欲顯示的具體數(shù)據(jù)，每一字節(jié)對(duì)應(yīng)一顯示位，共5個(gè)字節(jié)，地址為8031內(nèi)部RAM 25H~29H，分別對(duì)應(yīng)百位、十位、個(gè)位（包括小數(shù)點(diǎn)）、10E1位和10E2位。報(bào)警用紅燈亮指示。 C B —————— 0 1 1 1 —————— 0 0 0 1 1 1 —————— 1 1查表46 ，74LS138功能表可知CB為0 1時(shí)，選腳3. 8155和8255地址范圍 CB控制方式有=4種，為C B0 0 271280 1 62641 0 1 1 00為27128所采用，01為6264所才采用，則8155和8255在10和11中選一個(gè)即可，現(xiàn)8155采用10對(duì)應(yīng)，8255采用11對(duì)應(yīng)，所以8155地址范圍為8000H~BFFFH，8255地址范圍為C000H~FFFFH。五、系統(tǒng)微機(jī)部分改造設(shè)計(jì)（一） 單片機(jī)的選擇根據(jù)總體方案的鑒定，微機(jī)已采用MCS51系列單片機(jī)，51系列相對(duì)48系列單片機(jī)指令更豐富，相對(duì)96系列價(jià)格更便宜，51系列有三種型號(hào)：8031是無(wú)ROM的8051；8751是EPROM代替ROM的8051。同時(shí)較小，故在此選用圓柱直齒輪單級(jí)傳動(dòng)。 Z：一圈的滾珠數(shù)（外循環(huán)） 取Z=32 當(dāng)滾珠絲杠有預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向工作載荷的1/3時(shí)，值可減少一半，即： 3） 剛度驗(yàn)算 絲杠的總變形量。Vs為最大切削力條件下的進(jìn)給速度（m/min）,可取最高進(jìn)給速度的1/2~1/3，取Vs=（m/min）。對(duì)絲杠及軸要提高其直線度，導(dǎo)軌壓板及螺母的預(yù)緊力都要調(diào)得合適。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率）％，％，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 （1）可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。這種改造方案成本較低。計(jì)算與說(shuō)明主要結(jié)果 三、機(jī)床傳動(dòng)部分的改造（一）系統(tǒng)負(fù)載的確定 確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。由于轉(zhuǎn)矩M一般較小，式中第2項(xiàng)在計(jì)算式可酌情忽略。為滾珠絲桿的基本導(dǎo)程（mm）,步進(jìn)電機(jī)的步距角由系統(tǒng)的定位精度要求可確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為：=初選三相異步電動(dòng)機(jī)：根據(jù)經(jīng)濟(jì)性要求，采用三相六拍工作方式的步進(jìn)電機(jī)，步距角為=。 故所選步進(jìn)電機(jī)110BF003具有良好的起動(dòng)能力及較快的響應(yīng)速度，滿足要求。（七）由地址范圍計(jì)算74LS138譯碼器接口電路—3FFFH，共有13個(gè)引腳。這里設(shè)定一標(biāo)志，其作用是反映XY工作臺(tái)的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)方向。其余3個(gè)字節(jié)內(nèi)存放具體的命令碼。 在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中