【導(dǎo)讀】竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）。的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸武昌工學(xué)院所有。間內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)，這嚴(yán)重阻礙企業(yè)設(shè)備更新的步伐。為此把普通機(jī)床數(shù)控化改造，不失為一。程中，占有一席之地。數(shù)控化改造成經(jīng)濟(jì)型車床后的車床自動(dòng)化程度高，專業(yè)性強(qiáng)，加工精度及生產(chǎn)率高；對(duì)提高工業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。進(jìn)適用技術(shù)，也是一項(xiàng)提升我國(guó)機(jī)床數(shù)控化的有效途徑。2關(guān)于CA6140的簡(jiǎn)單介紹·················-3-

　　

【正文】 圖 主軸脈沖編碼器的異軸安裝 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 18 5 數(shù)控部分的改造 數(shù)控系統(tǒng)的功能要求 （ 1） z和 x向進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)控制； （ 2）螺紋加工控制； （ 3）行程控制； （ 4）鍵盤及顯示； （ 5）面板管理； （ 6）其他：光電隔離、功率放大、報(bào)警、急停、復(fù)位。 硬件電路的組成 采用 51?MCS 系 列單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)硬件電路原理圖如圖 15? （見附錄）所示。電路的組成如下： （ 1）核心 CPU 采用 8031 芯片； （ 2）擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器 2764兩片， 6264 一片； （ 3）擴(kuò)展可編程接口芯片 8155 兩片； （ 4）鍵盤電路，顯示電路； （ 5）地址鎖存器，譯碼器各一個(gè)； （ 6）越程報(bào)警 電路，急停電路，復(fù)位電路； （ 7）光電隔離電路，功率放大功率； （ 8）面板管理電路。 設(shè)計(jì)說明 系統(tǒng)主機(jī) 8031 芯片 8031 單片機(jī)的基本特征： （ 1）具有 8位處理單元。 （ 2）總共有 128個(gè)字節(jié) RAM。 （ 3）時(shí)鐘發(fā)生電路 裝在片內(nèi) 。 （ 4）有 4個(gè) I／ O 接口， 32 根 I／ O線。 （ 5）有 2個(gè) 16位定時(shí)器／計(jì)時(shí)器。 （ 6） 能夠?qū)?64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)尋址。 （ 7）共有 21 個(gè)特殊功能寄存器。 （ 8）有 5個(gè)中斷源，配備兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。 （ 9）具有一個(gè)全雙工串行接口。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 19 8031 的引 腳功能如下： 電源引腳： Vss：接地端。 Vcc：電源端，接 +5V。 ～ ：通道 0是 一個(gè) 8位 的 雙向 I/O 通道 。 ～ ：通道 1是 一個(gè) 8位 的 準(zhǔn)雙向 I/O 通道。 ～ ：通道 2是 一個(gè) 8位 的 準(zhǔn)雙向 I／ O 通道。 ～ ：通道 3是 一個(gè) 8位 的 準(zhǔn)雙向 I／ O 通道。 （ RXD）：串行輸入口。 （ 0INT ）：外接中斷輸 0入口。 （ 1INT ）：外接中斷輸 1入口。 （ TXD）：串行輸入口。 （ TO）：定時(shí)／計(jì)數(shù)器 0 外部脈沖輸入端。 （ T1）：定時(shí)／計(jì)數(shù)器㈠ L部脈沖輸入端。 （ WR）：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖。 （ RD）：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖。 存儲(chǔ)器 : 8031 單片機(jī) 具有 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 、 結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。 其可以滿足 簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合。 其主要有由 多 個(gè)部件組成， 這包括 CPU、 RAM、 ROM/EPROM、 I/O 口、串行口 等 。 利用 片內(nèi) 的 單一總線 將上述多個(gè)部分 串 接 起來 。 其仍然是利用在 CPU 上 加入 外圍芯片的結(jié)構(gòu)模式。 其 在控制功能單元的上 卻用 了 具有 特殊功能 的 寄存器 )(STR 來進(jìn)行 集中控制。 單片機(jī) 主要有 電源、復(fù)位 等 管腳， 為了能夠完善 系統(tǒng) 而設(shè)置了很多其他的 管腳。 主要是采用 三總線形式 來 構(gòu)成這些管腳， 也就是 所說的 地址總線。 程序存儲(chǔ)器可直接尋址 64K字節(jié)范圍 的內(nèi)容 。單片機(jī) 8051/8071 對(duì)片內(nèi)有 ROM/EPRON，0EA? 時(shí)，則指向片外 ， 當(dāng) 1EA? 時(shí)，指向片內(nèi)。 控制或與其它電源復(fù)位引腳 8031 單片機(jī)有 40個(gè)引腳， 8031 引腳圖見圖 52（見附錄） RST／ UPD： 主要是 使單片機(jī) 進(jìn)行 復(fù)位 功能。 XTAL1：引腳 18，此端口 主要是用來進(jìn)行 外部振蕩信號(hào)輸入 用的 。 XTAL2：引腳 19，此端口 主要 是 用 來進(jìn)行 外部振蕩信號(hào)輸入 用的 。 74LS373 地址鎖存器 37374LS 芯片是八 D鎖存器， 若要使得 三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài) ，應(yīng)該將其 信號(hào)線 OE 為 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 20 低電平，允許 )8~1( 輸出到 8~1OUT ， 若要求 輸 出三態(tài)門斷開 時(shí)，應(yīng)當(dāng)使得 OE 為高電平。其引腳圖 如下： 圖 74LS373 結(jié)構(gòu) CA6140 普通車床的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 它是用 51?MCS 系列單片機(jī)組成的開環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)擴(kuò)展 2 片 2764 芯片， 1片芯片 為 6264， 2 片 8155的 芯片可編程并行 OI/ 口。 （ 1）控制系統(tǒng)的功能 Z向和 X 向進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)； 鍵盤顯示； 自動(dòng)轉(zhuǎn)刀架控制； 螺紋加工控制； 面板管理； 行程控制； 報(bào)警；隔離 ； 急停等。 （ 2）螺紋加工的控制 當(dāng) 要進(jìn)行 螺紋加工時(shí)，螺紋和零位螺紋信號(hào) 將通過 編碼器分別 傳 入 8331（ 1）的 PB6。若要 加工不同螺距的螺紋 ，可以 設(shè)置時(shí)間來 實(shí)現(xiàn) 。 地址編碼。存儲(chǔ)器及 I/O 地址編碼，由表 ： 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 21 表 5． 1 芯片地址編碼 芯片 接13874LS引腳 地址選擇線 片內(nèi)地址單元 （字節(jié)） 地址編碼 2746（ 1） Y0 000X XXXX XXXX XXXX 8K 0000H～ 1FFFH 2746（ 2） Y1 001X XXXX XXXX XXXX 8K 2020H～ 3FFFH 6264 Y2 010X XXXX XXXX XXXX 8K 4000H～ 5FFFH 8155（ 1） RAM Y3 0111 1110 XXXX XXXX 256 7E00H～ 7EFFH I/O Y3 0111 1111 1111 1XXX 6 7FF8H～ 7FFDH 8155（ 2） RAM Y4 1001 1110 XXXX XXXX 256 9E00H～ 9EFFH I/O Y4 1001 1111 1111 1XXX 6 9FF8H～ 9FFDH 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 22 6 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的選型 針對(duì) 數(shù)控化改造普通 的一般 車床 ，首先是用 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架 來替換原來的 手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。 因?yàn)?自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架 是經(jīng)過 數(shù)控系統(tǒng)控制， 所以其具有 效率高 的特點(diǎn) 。 數(shù)控車床的重要組成 之一就是 車床的刀架。 要評(píng)定一個(gè) 車床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平 ，首先 刀架的結(jié)構(gòu)和性能 應(yīng)該是考慮的很大一部分 ， 具體 要求如下： (1)轉(zhuǎn)位準(zhǔn)確可靠，工作安全平穩(wěn)； (2)能夠就近原則選擇 線路； (3)重復(fù)定位精度比較高； (4)防水、防屑，密封性好； (5)要求你具有較 高 的 夾緊剛性， 能夠滿足 重負(fù)荷切削 的要求 。 一旦 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出 將要進(jìn)行 換刀 的 信號(hào)，渦輪蝸桿減速機(jī)構(gòu) 在 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) 的 驅(qū)動(dòng) 下開始進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿升降機(jī)構(gòu) 由于在 驅(qū)動(dòng) 力的作用下開始 旋轉(zhuǎn) 并使 上刀架 開始緩慢 上升。 在上升過程中 當(dāng)上刀架 滿足一定的高度 時(shí)，上刀體 在 離合轉(zhuǎn)盤 的 作用 下開始 旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)都苌匣魻栐?檢測(cè)到 上刀體旋轉(zhuǎn)到 所設(shè)置的位置 時(shí)， 其 輸出高電平。 當(dāng) 上刀體旋 轉(zhuǎn)到所 設(shè)置的合理 刀位 時(shí) 。 經(jīng)過 活動(dòng)銷 的 反靠作用，上刀體 由 螺桿帶動(dòng) 緩慢 下降， 當(dāng)與 齒牙盤嚙合 時(shí)進(jìn)而 精定位完成， 然后再經(jīng)過 渦輪蝸桿 來使得 螺母鎖緊，緊固刀架。 最后 轉(zhuǎn)位完成信號(hào) 發(fā)給數(shù)控系統(tǒng)， 關(guān)閉 電 動(dòng) 機(jī)電源 ，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) ，選刀過程完成 。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 23 7 安裝調(diào)整中應(yīng)注意的問題 由 于滾珠絲杠螺母副的制造精度要求高，加工工藝比較復(fù)雜，所以都是由專業(yè)工廠按系列化進(jìn)行生產(chǎn)。因此在進(jìn)行設(shè)備改造時(shí)，一定按廠家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。選擇合適以后再?zèng)Q定被改造設(shè)備的其他相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。 副的調(diào)整 利用螺母的間隙調(diào)整裝置調(diào)整絲杠副間隙時(shí)，應(yīng)使調(diào)整后產(chǎn)生的預(yù)緊力為絲杠副最大負(fù)載的 3/1 為 最佳 。在實(shí)際調(diào)整中，可以把車床 調(diào)整 處于最 高 工作負(fù)載 狀態(tài) ，使絲杠內(nèi)部仍不產(chǎn)生間隙或者間隙量小于 ，而且運(yùn) 行正常 ，并以此作為螺母間隙調(diào)整裝置預(yù)緊的判斷標(biāo)準(zhǔn)。 傳動(dòng)絲杠軸線上各聯(lián)軸套上的錐銷孔座按十字分布 形式 進(jìn)行配做。這是因?yàn)?同個(gè) 聯(lián)軸套上分 布的錐孔都由同一方向加工時(shí)，往往會(huì)引起軸線的直線度誤差 偏 大，從而使安裝在絲杠上各零件間的同軸度誤差 偏 大，產(chǎn)生傳動(dòng)附加載荷，影響絲杠副的傳動(dòng)性能。、 主軸脈沖發(fā)生器的的引出軸按比例 1:1 無間隙柔性連接傳動(dòng)，連接后應(yīng)保證兩者都有很好的同步性，安裝中一定要注意主軸脈沖發(fā)生器是 玻璃做的 ，不能隨 手 敲打 磕碰 ， 作業(yè)時(shí) 車床主軸轉(zhuǎn)速最好不超過脈沖發(fā)生器的最高許用轉(zhuǎn)速。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 24 主要 參考文獻(xiàn) [1] 朱曉春主編 .數(shù)控 技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , [2] 趙松年、張奇鵬主編 .機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社， 1990. 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