【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 15 蝸桿蝸輪的精度等級(jí)的選擇 本設(shè)計(jì)中，兩副蝸桿蝸輪都選擇的是 7級(jí)精度。 蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 該工作臺(tái)采用自然通風(fēng)冷卻方式，因此箱體表面散出的 熱量折合的功率為： ? ?21 ttAKP sc ?? 導(dǎo)熱系數(shù) sK ，常取 cmWK os ./ 2? 傳動(dòng)裝置的散熱面積 A: 21 AAA ?? A1 為內(nèi)面被油浸濺著而外面又被自然循環(huán)的空氣所冷卻的箱殼的面積， A2 為 A1 計(jì)算表面的補(bǔ)強(qiáng)筋和凸座的表面以及安裝在金屬底座或機(jī)械框架上的箱殼底面積。 所以估算出： mA? 達(dá)到熱平衡時(shí)，傳動(dòng)的發(fā)熱率應(yīng)和箱體的散熱率相等，依熱平衡條件得： ? ? 211 11 0 0 0 tAK Pts ??? ? P1 為蝸桿軸功率； 1t 為潤(rùn)滑油的溫度，對(duì)蝸桿傳動(dòng)可以允許到 95 度，這里取 30 度； 2t 為周?chē)諝獾臏囟?，一般?20 度。 綜合以上數(shù)據(jù)，可以得出箱體表面散出的熱量估算為： ? ? ? ? WttAKP sc ??????? 可以滿足工作臺(tái)的正常工作需要。 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 16 第四章 動(dòng)力部分的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī) 本設(shè)計(jì)中選擇式步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)。 因?yàn)楸倦姍C(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)是在控制系統(tǒng)控制下作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的，采用開(kāi)環(huán)控制。 1 轉(zhuǎn)角與控制脈沖數(shù)成比例，可構(gòu)成直接數(shù)字控制； 2 有定位轉(zhuǎn)矩； 3 可構(gòu)成廉價(jià)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)與種類(lèi) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱為脈沖電動(dòng)機(jī)。它是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械角位移的執(zhí)行元件。其輸入一個(gè)電脈沖就轉(zhuǎn)動(dòng)一步，既每當(dāng)電動(dòng)機(jī)的繞組接受一個(gè)電脈沖，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)相應(yīng)的步距角。轉(zhuǎn)子角位移的大小及轉(zhuǎn)速分別與輸入的電脈沖數(shù)與頻率成正比，并在時(shí)間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量，頻率以及電動(dòng)機(jī)繞組的通電順序，電動(dòng)機(jī)即可獲得所需的轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，很容易用微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有以下主要特點(diǎn)： 1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓的波動(dòng)，電流的大小與波形的變化，溫度等）的影響 ，只要在他們的大小未引起步進(jìn)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生“丟失”現(xiàn)象之前，就不會(huì)影響其正常工作； 2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角有誤差，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一定的步數(shù)以后也會(huì)出現(xiàn)累計(jì) 誤差，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)之后，其累計(jì)誤差就會(huì)變?yōu)椤傲恪?，因此不?huì)長(zhǎng)期積累； 3控制性能好，在啟動(dòng)，停止，反轉(zhuǎn)時(shí)不易“丟失”。 因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于開(kāi)環(huán)控制的機(jī)電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 17 簡(jiǎn)化，并可靠的獲得較高的位置精度。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多 ,有旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ,也有直線步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 。從勵(lì)磁相數(shù)來(lái)分有三相 ,四相 ,五相 ,六相等步進(jìn)電動(dòng)機(jī) .就常用的 旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō) ,可將其分為一下三種 : １） 可變磁阻 (VRVariable Reluctance)型 ２）永磁 (PMPermanent Magner)型 ３）混合 (HBHybrid)型 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)選用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)性能數(shù)據(jù)如下： 型號(hào)： 75BF001 相數(shù)： 3 步距角： （ ） 電壓 : 24V 相電流 : 3A 最大轉(zhuǎn)靜矩 : （ ） 空載起動(dòng)頻率 : 1750 步 /S 電感 : 19mH 電阻 : ? 分配方式 : 三相六拍 外形尺寸 : ? 75x53(? 6) 轉(zhuǎn)子動(dòng)慣量： 5210 .Kgm?? 重量： （ Kg） 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 18 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的控制 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制 控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行速度實(shí)際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出 CP 脈沖的頻率或者是換相的周期 ,系統(tǒng)可用兩種辦法來(lái)確定 CP 脈沖的周期 ,一種是延時(shí) ,一種是定時(shí)器 . a) 延時(shí)方法 這種方法是在每次換相后 ,調(diào)用一個(gè)延時(shí)子程序 ,待延時(shí)結(jié)束后再次執(zhí)行換相 子程序 ,延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間與換相子程序所用的時(shí)間的和就是 CP脈沖的周期 . 例如 : SV:LCALL CW。 正轉(zhuǎn)一步 LCALL OS。 調(diào)用延時(shí)子程序 SJMP SV。 返回繼續(xù) b) 定時(shí)器方法 8031芯片內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器 ,都是可編程的利用定時(shí)器的定時(shí)功能就可以產(chǎn)生任意周期的定時(shí)信號(hào) ,從而可以方便地控制系統(tǒng)輸出 CP 脈沖周期 . 我們將電動(dòng)機(jī)的換相子程序放在定時(shí)器中斷服務(wù)程序中則定時(shí)器中斷一次電動(dòng)機(jī)就換相一 次 ,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度控制 ,在本設(shè)計(jì)中 ,電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率是沒(méi)秒 2500 步 (2500PPS),則周期為 400? s. 計(jì)算裝載初值 : 1 6 6 60( 2 ) 1 0 4 0 0 1 0tT ??? ? ? ? ?初 值 X=FE70H 由于從定時(shí)器申請(qǐng)中斷到系統(tǒng)響應(yīng)中斷 ,再到中斷服務(wù)程序中對(duì)定時(shí)器進(jìn)行裝載 ,都需要花費(fèi)一定的時(shí)間 ,這個(gè)時(shí)間形成附加延時(shí) ,為實(shí)現(xiàn)精確定時(shí) ,應(yīng)將這個(gè)時(shí)間計(jì)算在內(nèi)。下面的程序定時(shí)器需要 7個(gè)機(jī)器周期 ,因此先把 FE7OH 加上 7后得 FE77H 作為裝載值先存在中間單元 R6,R7 中 ,R6 存 存 FEH。程序如下： SPD： MOV R6， 77H 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 19 MOV R7， FEH LCALL CW CLR TR0 MOVA， TL0 ADDA， R6 MOV TL0， A MOVA， TH0 ADDA， R7 MOV TH0， A SETB TR0 RET1 系統(tǒng)在反復(fù)執(zhí)行這個(gè)中斷程序時(shí)，所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的時(shí)鐘脈沖就是恒定的頻率。而且與設(shè)定值之間不存在誤差。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制程序框圖如圖 21 所示 N Y 開(kāi)始 初始化程序 調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序 鍵值判別程序 有鍵 按下 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)速度控制 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 20 圖 21 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度控制程序框圖 程序如下：（所列出的程序均通過(guò)編譯） ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH LJMP SPD ORG 001BH LJMP DISBUFF ORG 0040H MAIN： MOV SP， 60H MOV TMOD， O1H MOV TCON， 01H MOV RO,8 MOV SCON,00H MOV TL1,00H MOV TH1,00H SETB TR1 PRO: LCALL KEY1 LCALL KP SJMP PR0 SPD: MOV R6,1FH MOV R7,0FCH LCALL CW 結(jié)束 數(shù)據(jù)寫(xiě)入顯緩 調(diào)用顯示子程序 每秒顯示一次 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 21 LCALL DISBUFF LCALL DISP CLR TR0 MOV A, TL0 ADD A, R6 MOV TL0,A MOV A,TH0 ADD A,R7 MOV TH0,A SETB TR0 RET1 KEY1: ACALL KSY1 JNZ LK1 AJMP KEY1 LK1: ACALL TRMS ACALL KS1 JNZ LK2 AJMP KEY1 LK2: MOV R2,0FEH MOV R4,00H LK4: MOV DPTR,7FFCH MOV A,R2 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ,LONE MOV A,00H AJMP LKP LTWO: JB ,LTHR MOV A,16H 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 22 AJMP LKP LTHR: JB ,NEXT MOV A,24H LKP: ADD A,R4 PUSH ACC LK3: ACALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RET NEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4 KND: AJMP KEY1 KS1: MOV DPTR,7FFCH MOV A,00H MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,0FH RET TRMS: MOV R7,18H TM: MOV R6,0FFH TM6: DJMZ R6,TM6 DJMZ R7TM RET KP: MOV R3,A 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 23 RL A ADD A,R2 MOV DPTR,JPTAB JMP @A+DPTR JPTAB:LJMP SPD RET CW: INC R0 CJNE R0,8,CW1 MOV RO,0 CW1: MOV A,RO MOV DPTR,7FFOH MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,7FF0H MOVX @DPTR,A RET DISBUFF:MOV R5,15 DJNZ R5,T1S MOV R1,30H MOV @R1,A T1S: MOV TL1,00H MOV TH1,00H SETB TR1 RET1 DISP: SETB MOV R7,4 MOV R1,30H DISP0: MOV A,@R1 MOV DPTR,6000H MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A DISP1: JNB T1,DISP1 雙回轉(zhuǎn)數(shù)控工作臺(tái)的