【正文】 的能力下降。產(chǎn)生的主要原因是：作為功率放大器負(fù)載的步進(jìn)電機(jī)是電感負(fù)載，當(dāng)改變通電狀態(tài)時(shí)，通電繞組的電流將從零逐漸增大，該繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)使電流按指數(shù)規(guī)律上升，并將電源一部分能量存在（電感）繞組中，電流的時(shí)間常數(shù)為： 式中：指步進(jìn)電機(jī)一相繞組的平均電感量 ：通電回路的電阻，包括繞組電阻、功率放大器輸出級(jí)的內(nèi)阻及串聯(lián)電阻。而斷電繞組電流是下降的，這時(shí)存儲(chǔ)于繞組中的勢(shì)能將以電流式釋放出來，使電流按指數(shù)規(guī)律下降，其時(shí)間常數(shù)為： 式中：指放電回路電阻，包括繞組電阻，續(xù)流二極管正向電阻等。這樣就使繞組中電流緩慢增加和下降，步進(jìn)各相繞組電流幾乎同時(shí)存在，步進(jìn)電機(jī)負(fù)載能力下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)失步。為提高步進(jìn)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性，可采用以下幾種方法：（1）電阻法；（2）雙電源法。[四] 其他輔助電路 掉電保護(hù)電路 RAM中存放的數(shù)據(jù)一掉電就會(huì)全部丟失。為了保護(hù)RAM中的信息，采用掉電保護(hù)電路。圖15所示為一簡(jiǎn)單掉電保護(hù)電路的工作原理。圖中V為電源電壓，V為備用電池電壓，并且VV；V為RAM的電源端。圖15—掉電保護(hù)電路 越界報(bào)警電路 為防止工作臺(tái)越界，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)，一旦某一方向越界應(yīng)立即停止工作臺(tái)移動(dòng)，圖16（a）為報(bào)警指示, （b）為報(bào)警信號(hào)的產(chǎn)生，這里利用的8031的外部中斷INT0來控制報(bào)警。 （a） (b)圖16—越界報(bào)警電路四 數(shù)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件是硬件的補(bǔ)充，確定硬件電路后，根基系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)軟件。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床軟件的設(shè)計(jì)一般可分為以下幾個(gè)典型模塊：（1） 軟件脈沖分配器；（2） 插補(bǔ)模塊；（3） 步進(jìn)電機(jī)升降速模塊等。 圖17是兩坐標(biāo)連續(xù)系統(tǒng)機(jī)床的微機(jī)控制的原理圖，該系統(tǒng)用8031的P1口作為輸出信號(hào)，分別控制X、Y方向的步進(jìn)電機(jī)。圖17—兩坐標(biāo)連續(xù)系統(tǒng)機(jī)床的微機(jī)控制的原理圖[一] 軟件脈沖分配器機(jī)工作原理，改變繞組通電狀態(tài)，步進(jìn)電機(jī)按規(guī)定方向運(yùn)轉(zhuǎn)。軟件分配器采用查表法，在微處理器中專門安排一個(gè)輸出寄存器作為步進(jìn)電機(jī)的控制寄存器，步進(jìn)電機(jī)的第一相繞組都與這個(gè)寄存器中的某一指定位對(duì)應(yīng)，寄存器中這位為“1”，對(duì)應(yīng)相應(yīng)繞組的通電狀態(tài)為“0”時(shí)則斷電；循環(huán)向寄存器中寫入控制字，從而使步進(jìn)電機(jī)繞組按因定的規(guī)律循環(huán)通電和斷電。電機(jī)以三相六拍方式工作，其通電規(guī)律為：A—AB—B—BC—C—CA。假定脈沖分配表放在程序存儲(chǔ)器的0701H開始的單元中，因P1口與步進(jìn)電機(jī)之間接反向器，故其對(duì)應(yīng)的控制字及地址如表9：表9—脈沖分配表地 址通電方式ABC代 碼0701H011FBH0702H001F9H0703H101FDH0704H100FCH0705H110FEH0706H010FAH X方向脈沖分配的子程序 由圖17知，~，R6為X向電機(jī)的指針寄存器，~，R7為Y向電機(jī)的指針寄存器、初始化時(shí)使（R6）=（R7）=01H，X向脈沖分配器的程序框圖如圖18：圖18—X向脈沖分配器的程序框圖X向源程序：PULSE：CJNE R6， 07H，LOOP1 MOV R6， 01H SJMP LOOP2 LOOP1：CJNE R6， OOH，LOOP2 MOV R6， 06H LOOP2：MOV DPTR， 0700H MOV A， R6 MOVC A， @A+DPTR SWAP A MOV B， A MOV A， R7 MOVC A，@A+DPTR ADD A， B MOV P1， A RET Y向脈沖分配子程序類似于X向的，只是P1口輸出的數(shù)據(jù)與分配表的值對(duì)應(yīng)的關(guān)系不同。[二] 逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)程序 逐點(diǎn)比較法是以階梯折線來逼近直線和圓弧等曲線的。它與規(guī)定的加工直線或圓弧之間最大誤差為一個(gè)脈沖當(dāng)量，因此只要把脈沖當(dāng)量取得足夠小，就可以達(dá)到加工精度的要求。 插補(bǔ)可分為直線和圓弧插補(bǔ)，這里也只設(shè)計(jì)直線和圓弧插補(bǔ)。 下面主要設(shè)計(jì)第一象限的程序，其他程序與第一象限類似。 第一象限圓弧插補(bǔ)程序 根據(jù)硬件原理圖，利用8031定時(shí)器0或1產(chǎn)生中斷的辦法來實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)功能，插補(bǔ)程序框圖如圖19所示：假定起始坐標(biāo)X放在R0中，Y放在R1中，偏差F放在R2中，終點(diǎn)判別值放在R3中，采用T1定時(shí)中斷，T1工作方式為1。圖19—圓弧插補(bǔ)程序框圖第一象限圓弧插補(bǔ)源程序：MOV TH1，TCHMOV TL1，TCLMOV A，R2JB 0E7H，LOOP3；F0轉(zhuǎn)DEC R6ACALL PULSE；輸出—X方向進(jìn)給脈沖MOV A，R0CLR CRLC A；X2MOV R4，AMOV A，R2SUBB A，R4；F—2XINC A；F—2X+1DEC R0SJMP LOOP4；LOOP：INC R7ACALL PULSE；+Y方向進(jìn)給脈沖MOV A，R1CLR CRLC A；Y2ADD A，R2；F—2YINC A；F—2Y+1INC R1；Y—1LOOP4：MOV R2，A；F—R2DJNE R3，LOOP6LOOP5：SJMP LOOP5LOOP6：RET 第一象限直線插補(bǔ) 直線插補(bǔ)程序框圖如圖20所示：圖20—直線插補(bǔ)程序框圖 直線插補(bǔ)也是靠8031的定時(shí)器產(chǎn)生中斷完成，在此省略源程序。[三] 步進(jìn)電機(jī)升降速軟件設(shè)計(jì) 據(jù)步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率大于允許的起停突跳頻率時(shí)，若直接起動(dòng)，會(huì)失步甚至不能起動(dòng)，因此電機(jī)在起動(dòng)或停止時(shí)自動(dòng)升降速。 步進(jìn)電機(jī)每更換一個(gè)控制字，就轉(zhuǎn)過一個(gè)固定的步距角，更換控制字的快慢就決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此控制輸出字更換的速度，就可以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?？刂品绞酵ǔＳ袃煞N：直接控制方式和中斷控制方式。 直接控制方式 步進(jìn)電機(jī)控制程序的主要任務(wù)是：判別旋轉(zhuǎn)方向、按順序發(fā)出控制脈沖，判別步進(jìn)電機(jī)是否走完所要求的步數(shù)。 X向電機(jī)的直接控制程序框圖見圖21所示： 圖21—直接控制程序框圖 圖中延時(shí)時(shí)間決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 中斷控制方式 中斷控制方式的程序框圖見圖22所示： （a）主程序 (b)中斷服務(wù)程序圖22—中斷控制方式 框圖中定時(shí)器的時(shí)間常數(shù)決定了步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 時(shí)間常數(shù)的確定： 由于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速正比于運(yùn)行頻率，而步進(jìn)電機(jī)一步的時(shí)間T為運(yùn)行頻率的倒數(shù)。令T=n(為時(shí)標(biāo)周期，n為定時(shí)常數(shù))，控制n和就可方便地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。時(shí)標(biāo)周期由8031定時(shí)器定時(shí)實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)升降速的源程序在此省略。第五章 數(shù)控機(jī)床零件加工程序 加工零件為橫向的進(jìn)給絲杠，其零件圖如圖23所示：圖23—橫向進(jìn)給絲杠零件圖只加工絲杠的外圓和槽。絲杠上的螺紋因?yàn)樵O(shè)計(jì)的機(jī)床不支持加工螺紋和鍵槽，則在此不涉及螺紋和鍵槽的加工。源材料是直徑為30mm，長(zhǎng)度為650mm的棒料經(jīng)粗加工后來進(jìn)行精加工。這里采用一次性裝夾，由于工件較長(zhǎng)，尾座上要用頂尖頂住。整個(gè)過程只用到兩把刀：T01—外圓車刀，T02—槽寬為5mm的切槽刀。加工程序如下：N0010 G92 G00 N0020 T01N0030 M3 S800N0040 G00 N0050 G01 Z0 F100N0060 N0070 N0080 N0090 N0100 N0110 G00 N0120 T02N0130 G00 N0140 G01 F30N0150 N0160 G00 N0170 G01 F30N0180 N0190 N0200 N0210 N0211 X0。0N0220 G00 N0230 N0240 M05M30第六章 總結(jié)與展望隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。我的心得一言難盡，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬(wàn)事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師唐剛對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。參考文獻(xiàn)[1] 《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，南昌工程學(xué)院機(jī)械與動(dòng)力系，2006[2] 《數(shù)控機(jī)床編程及應(yīng)用》，高等教育出版社，于春生，2001[3] 《伺服系統(tǒng)與機(jī)床電氣控制》，機(jī)械工業(yè)出版社，李清新，200