【正文】 計算 按式 560可求得由絲杠螺母機構(gòu)綜合拉壓剛度的變化所引起的最大定位誤差。 3 3 3m a x 780 m i n 0 m a x 0 m i n 0 m a x1 1 1 1 1 11 0 1 0 6 0 9 . 8 0 . 2 1 0 0 . 0 0 0 8 88 . 5 1 0 2 . 3 4 1 0K F m g m mK K K K???? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??????? ? ? ? 由于系統(tǒng)要求的定位精度為177。 ，即允許定位誤差為δ = m a x 10 .0 0 0 8 8 0 .0 1 65K??? ? ? 因而，系統(tǒng)剛度滿足定位精度要求 （七） 聯(lián)軸器的選 擇 彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡單，制造容易，不用潤滑，不需要與金屬硫化粘結(jié)，更換彈性套方便，不用移動半聯(lián)軸器，具有一定補償兩軸相對偏移和減震緩沖性能。彈性套工作是受壓縮變形，由于彈性套的厚度較薄，體積小，彈性變形有限，所以，彈性套柱銷聯(lián)軸器雖可補償軸線位移和彈性。彈性套柱銷聯(lián)軸器是依靠柱銷組的鎖緊力而產(chǎn)生于接觸面的摩擦力矩，并壓縮橡膠彈性套來傳遞轉(zhuǎn)矩。適用于安裝底座剛性好、對中精度較高、沖擊載荷不大、對減震要求不高的中小功率軸系傳動。根據(jù)選出的電機和絲杠的參數(shù)，選出下面的彈性套柱銷聯(lián)軸 三、 控制系統(tǒng)設(shè)計 （ 一）微處理器的選擇 根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)控制的主要功能是對步進電機的脈沖頻率及其分配的控制。同時在實現(xiàn)這一主功能的基礎(chǔ)上，附帶若干協(xié)助功能，如顯示、預置、時間、鍵盤等。 結(jié)論： 16 系統(tǒng)對內(nèi)存要求不高。 系統(tǒng)處理的運算不是很復雜，對 CPU的計算速度要求不高。 為擴展鍵盤、顯示、掉電保護等功能，要求系統(tǒng)提供較多的口線盒完善的中斷系統(tǒng)。考慮到上面的原因，這里可以采用市面供應充分，性能價格比較好的 AT89C52作為系統(tǒng)的微處理器。其參數(shù)見下表： AT89C52參數(shù)表 型號 ROM 串行口 晶振頻率 封裝 RAM 說明 AT89C52 8K UARK 12MHz 40DIP 256 與 intel80C32兼存 （二） 系統(tǒng)擴展 系統(tǒng)中采用鍵盤實現(xiàn)輸入，并采用 LED顯示器，它們均需要占用較多芯片口線，所以該系統(tǒng)是需要進行系統(tǒng)擴展的?？删幊滩⑿薪涌?8255A是一種應用廣泛的并行接口擴展器件。它具有三個 8位并行口 PA、 PB、 PC由此提供了 24條口線。 圖 31擴展連接 （三） 鍵盤連接 鍵盤采用機械式按鈕組成。它屬于常開類型，按圖（ 32）的接線，當鍵 K按下時 P 口電位拉低。相反， K 未按時， P口一直保持高電位。其中電路中電阻起限流作用，避免 CPU被過大的電流燒毀。鍵盤采用軟件消抖。圖 32單鍵接線圖 （四） 時鐘芯片的選擇 CPU WR RD D0 D7 cs A1 WR A2 RD P00 39 AD0 P07 AD7 P27 32 P26 P25 8255 400Ω VCC 17 為實現(xiàn)時間的顯示，這里引入了時鐘芯片 DS12C887。 （五） 可靠性設(shè)計 為提高系統(tǒng)的可靠性，在這里采用了 MAX813L。這是因為 AT89C52芯片內(nèi)部未帶 WATCHDOG（系統(tǒng)正常工作監(jiān)視器），因此若不加外部 WATCHDOG，便會造成在工作電壓過低時，系統(tǒng)出現(xiàn)不正常 運行，產(chǎn)生不良的現(xiàn)實后果。 （六） 掉電保護設(shè)計 掉電保護設(shè)計的目的是在斷電或復位后，待系統(tǒng)恢復正常時，系統(tǒng)能夠恢復到原先狀態(tài)，實現(xiàn)繼續(xù)運轉(zhuǎn)的功能。這樣就要求將運行時的重要參數(shù)得到保存。保存的數(shù)據(jù)包括，預置時的“位移值”、“速度值”、“運行過程中已經(jīng)走過的位移量”。為實現(xiàn)這一目的，需要在系統(tǒng)中引入芯片 AT24C01(E2PROM)。 （七） 報警設(shè)計 報警裝置可以是“報警燈”、“聲音報警”、“聲音和 燈光共用”等形式，在實驗室等安靜的環(huán)境中， 聲音報 警是比較理想的方法。因此，根據(jù)實際情況，在該系統(tǒng) 中采用“聲音”報警。 （八） 顯示模塊設(shè)計 系統(tǒng)所需顯示任務(wù)是數(shù)字顯示，且顯示數(shù)據(jù)量不大， 圖 34顯示模塊 因此在系統(tǒng)中采用數(shù)碼管作為顯示器是能夠 滿足任務(wù)的。系統(tǒng)中采用靜態(tài)顯示較為合理。 在靜態(tài)顯示方式中，采用 4LS164作為顯示 接口是比較通用的方法，而且這種接口價格 便宜，使用方便， CPU只要提供兩條口線便 可以實現(xiàn)穩(wěn)定、高度的顯示。 （九） 步 進電機驅(qū)動電路設(shè)計 步進電機的驅(qū)動電路設(shè)計主要涉及脈沖分配 器的選擇問題和驅(qū)動電路的選則問題。時下 脈沖分配器主要有兩種：一種是硬件脈沖分 配器（國內(nèi)主要有 YB系列），另一種是軟 件脈沖分配器。軟件 脈沖分配器不需要額外的電路，相應的降低了系統(tǒng)的成本，雖然這種方法占用了一定的計算機運行時間，但是在該設(shè)備中計算機有足夠的資源來擔當脈沖分配任P Gnd K CPU P 1K 9012 VCC SPK GND T D/P 74LS164 T D/P 2 74LS164 LED 8 2 8 3 13 400Ω 400Ω 18 務(wù)。該系統(tǒng)采用軟件來進行脈沖分配更為合理。單片機與步進電機的接口電路見圖 35步進電機的驅(qū)動電路采用斬波限流驅(qū)動方式，這種電路采用單一高壓電源供電，以加快電流的上升速度，并通 過對繞組電流的檢測，控制功放管的開和關(guān)，使電流在控制脈沖持續(xù)期間始終保持在規(guī)定值上下，這種電路出力大，功耗小，效率高，目前應用較廣。 圖 35 單片機與步進電機的接口電路 四、 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過這么長時間的課程設(shè)計，完成了這個銑床 XY工作臺的設(shè)計，它具有直線插補和圓弧插補等數(shù)控系統(tǒng)所使用的常用功能，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，控制方便，控制精度相對較高。 在整個設(shè)計中比較重點的是選用步進電機，滾珠絲杠，滾動導軌，聯(lián)軸器等。在設(shè)計中遇到了 ，一些困難在同學的幫助下一一得到了很好的解決，這次設(shè)計使我 對數(shù)控控制機構(gòu)有了更近一步的了解，也是我懂得了用工具書來解決問題。在畫圖過程中，使用 CAD讓我更進一步的操作畫圖軟件。相信通過這次課程設(shè)計的學習，對以后的工作有很大的幫助，同時在這次課程設(shè)計中我也意識到自己對課本知識的不足。雖然課程設(shè)計老是重復以前的題目，更本沒有多大的創(chuàng)新和變動，但我們從中體會到學習的價值，工作的艱辛。在下一次畢業(yè)設(shè)計中，我將更加努力學習專業(yè)知識，專業(yè)軟件，加強自己的動手能力，感謝老師的教導。 由于我還是在校學生，能力不足，所 以這個設(shè)計還有很多的不足。懇請指正。 CPU 8255 PC0 PC1 PC2 GND R2 R1 15V 5V 19 （五）參考文獻 （ 1） 文懷興、夏田 編著 ； 數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計；化學工業(yè)出版社 2021 （ 2） 楊繼昌、李金伴 主編；數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)； 化學工業(yè)出版社 2021 （ 3）鄭堤、唐可洪 主編；機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)；機械工業(yè)出版社 1996 （ 4）王昆、何小柏、汪信遠 主編；機械設(shè)計課程設(shè)計；高等教育出版社 （ 5）高大偉 主編；數(shù)控系統(tǒng)； 化學工業(yè)出版社 2021 （ 6）黃英 主編；畫法幾何及機械制圖；高等教育出版社