設(shè)計(jì)一臺(tái)微機(jī)控制xy兩坐標(biāo)工作臺(tái)綜合課程設(shè)計(jì)說明-資料下載頁
2025-06-07 07:19本頁面
【正文】 計(jì)算 按式 560可求得由絲杠螺母機(jī)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(dòng)半聯(lián)軸器，具有一定補(bǔ)償兩軸相對(duì)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(bǔ)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(duì)中精度較高、沖擊載荷不大、對(duì)減震要求不高的中小功率軸系傳動(dòng)。根據(jù)選出的電機(jī)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(jì) （ 一）微處理器的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)控制的主要功能是對(duì)步進(jìn)電機(jī)的脈沖頻率及其分配的控制。同時(shí)在實(shí)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(yù)置、時(shí)間、鍵盤等。 結(jié)論： 16 系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存要求不高。 系統(tǒng)處理的運(yùn)算不是很復(fù)雜，對(duì) CPU的計(jì)算速度要求不高。 為擴(kuò)展鍵盤、顯示、掉電保護(hù)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(yīng)充分，性能價(jià)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(hào) 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(kuò)展 系統(tǒng)中采用鍵盤實(shí)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(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的?？删幊滩⑿薪涌?8255A是一種應(yīng)用廣泛的并行接口擴(kuò)展器件。它具有三個(gè) 8位并行口 PA、 PB、 PC由此提供了 24條口線。 圖 31擴(kuò)展連接 （三） 鍵盤連接 鍵盤采用機(jī)械式按鈕組成。它屬于常開類型，按圖（ 32）的接線，當(dāng)鍵 K按下時(shí) P 口電位拉低。相反， K 未按時(shí)， 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(shí)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(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示，這里引入了時(shí)鐘芯片 DS12C887。 （五） 可靠性設(shè)計(jì) 為提高系統(tǒng)的可靠性，在這里采用了 MAX813L。這是因?yàn)? 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(huì)造成在工作電壓過低時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)不正常 運(yùn)行，產(chǎn)生不良的現(xiàn)實(shí)后果。 （六） 掉電保護(hù)設(shè)計(jì) 掉電保護(hù)設(shè)計(jì)的目的是在斷電或復(fù)位后，待系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到原先狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。這樣就要求將運(yùn)行時(shí)的重要參數(shù)得到保存。保存的數(shù)據(jù)包括，預(yù)置時(shí)的“位移值”、“速度值”、“運(yùn)行過程中已經(jīng)走過的位移量”。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需要在系統(tǒng)中引入芯片 AT24C01(E2PROM)。 （七） 報(bào)警設(shè)計(jì) 報(bào)警裝置可以是“報(bào)警燈”、“聲音報(bào)警”、“聲音和 燈光共用”等形式，在實(shí)驗(yàn)室等安靜的環(huán)境中， 聲音報(bào) 警是比較理想的方法。因此，根據(jù)實(shí)際情況，在該系統(tǒng) 中采用“聲音”報(bào)警。 （八） 顯示模塊設(shè)計(jì) 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(jià)格 便宜，使用方便， CPU只要提供兩條口線便 可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高度的顯示。 （九） 步 進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)主要涉及脈沖分配 器的選擇問題和驅(qū)動(dòng)電路的選則問題。時(shí)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(yīng)的降低了系統(tǒng)的成本，雖然這種方法占用了一定的計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間，但是在該設(shè)備中計(jì)算機(jī)有足夠的資源來擔(dān)當(dāng)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(jìn)行脈沖分配更為合理。單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路見圖 35步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路采用斬波限流驅(qū)動(dòng)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(duì)繞組電流的檢測(cè)，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(yīng)用較廣。 圖 35 單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的接口電路 四、 設(shè)計(jì)總結(jié) 經(jīng)過這么長時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，完成了這個(gè)銑床 XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)，它具有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)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(duì)較高。 在整個(gè)設(shè)計(jì)中比較重點(diǎn)的是選用步進(jìn)電機(jī)，滾珠絲杠，滾動(dòng)導(dǎo)軌，聯(lián)軸器等。在設(shè)計(jì)中遇到了 ，一些困難在同學(xué)的幫助下一一得到了很好的解決，這次設(shè)計(jì)使我 對(duì)數(shù)控控制機(jī)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(jìn)一步的操作畫圖軟件。相信通過這次課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，對(duì)以后的工作有很大的幫助，同時(shí)在這次課程設(shè)計(jì)中我也意識(shí)到自己對(duì)課本知識(shí)的不足。雖然課程設(shè)計(jì)老是重復(fù)以前的題目，更本沒有多大的創(chuàng)新和變動(dòng)，但我們從中體會(huì)到學(xué)習(xí)的價(jià)值，工作的艱辛。在下一次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我將更加努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，專業(yè)軟件，加強(qiáng)自己的動(dòng)手能力，感謝老師的教導(dǎo)。 由于我還是在校學(xué)生，能力不足，所 以這個(gè)設(shè)計(jì)還有很多的不足。懇請(qǐng)指正。 CPU 8255 PC0 PC1 PC2 GND R2 R1 15V 5V 19 （五）參考文獻(xiàn) （ 1） 文懷興、夏田 編著 ； 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)；化學(xué)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(xué)工業(yè)出版社 2021 （ 3）鄭堤、唐可洪 主編；機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；機(jī)械工業(yè)出版社 1996 （ 4）王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn) 主編；機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)；高等教育出版社 （ 5）高大偉 主編；數(shù)控系統(tǒng)； 化學(xué)工業(yè)出版社 2021 （ 6）黃英 主編；畫法幾何及機(jī)械制圖；高等教育出版社
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