【正文】 而本方案只要求實(shí)現(xiàn)的是開控制系統(tǒng)，只要求能夠驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和實(shí)現(xiàn)變頻電機(jī)的調(diào)速以及鍵盤顯示和對汽缸進(jìn)行簡單的運(yùn)動和停止控制即可，因而不是很復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)，可以套用典型電路控制，也可以進(jìn)行簡單的各部分控制即可實(shí)現(xiàn)。由于單片機(jī)具有體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，而本臺機(jī)器要求的存儲空間不是很大，控制也相當(dāng)?shù)暮唵蚊髁?，MCS51單片機(jī)相對u，n sp 單片機(jī)來說，其價格廉價，而且也能實(shí)現(xiàn)上述要求，電路結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，性能控制也非常優(yōu)秀，故本臺機(jī)器的的現(xiàn)場控制采用MCS51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制。 單片幾控制系統(tǒng)是由軟件和硬件共同組成的。對于某些既可用用硬件實(shí)現(xiàn)、又可用軟件實(shí)現(xiàn)的功能，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時主要充分考慮硬件和軟件的特點(diǎn)，合理地分配與協(xié)調(diào)起功能。軟件可以減少硬件的數(shù)量，提高系統(tǒng)的可靠性，增加系統(tǒng)控制的靈活性。但是系統(tǒng)的工作速度要相應(yīng)降低，而且軟件初次研制成本較高，因此它適用于大批生產(chǎn)。硬件可以減輕軟件設(shè)計(jì)工作量，增加系統(tǒng)的快速性。但因連接點(diǎn)數(shù)增加而是故障點(diǎn)增多，不可靠因素也隨之增多，并且使單臺成本增加。如下圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖41：圖41 控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)總框圖 硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其性能的好壞直接影響到整個系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效的運(yùn)行。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來有以下幾個部分組成：（1）中央處理單元CPU。（2）總線 包括數(shù)據(jù)總線（DB）、地址總線（AB）和控制總線（CB）。（3）存貯器 包括可擦除存貯器（EEPROM）和隨機(jī)存貯器（RAM）。（4）I/O輸入/輸出接口電路。其中CPU是數(shù)控系統(tǒng)的核心，作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理和控制各部分電路的協(xié)調(diào)工作。存貯器用于存放系統(tǒng)軟件，應(yīng)用中所需的各種數(shù)據(jù)。I/O接口是系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息交換的橋梁?？偩€則是CPU與存貯器、接口以及其它轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接的紐帶，是CPU與部分電路進(jìn)行信息交換和通訊的必由之路。其電路圖如下圖42控制電路圖：圖42控制電路圖軟件設(shè)計(jì)采用模塊化程序結(jié)構(gòu)，主要由主程序、控制算法子程序、系統(tǒng)初始化程序、升降頻控制程序、顯示鍵盤子程序等組成。如圖43 主程序流程圖主 程 序顯示子程序有鍵按下？系統(tǒng)初始化主電路V、I檢測正常調(diào)動處理子程序啟動鍵？調(diào)動處理子程序YNNN正常運(yùn)行Y轉(zhuǎn)速測量及PID調(diào)節(jié)運(yùn)算處理子程序變速運(yùn)行？停車？調(diào)動處理子程序變速處理子程序停車處理及顯示Y圖43 主程序流程圖 步進(jìn)電機(jī)的控制原理步進(jìn)電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電磁元件。步進(jìn)電機(jī)是手脈沖信號控制的，脈沖信號的產(chǎn)生和分配由軟件編程來完成，而信號的放大由放大電路來完成。由于強(qiáng)弱信號的原因，我們在放大電路前加上光電耦合電路，已防止電源串路。具體控制電路如圖42控制電路圖所示。 變頻電機(jī)的相關(guān)控制對于變頻電機(jī)而言，主要是實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)速度的控制，也就是通過單片機(jī)輸出的脈沖來控制變頻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸的無極變速。單片機(jī)中，通過對整流電路、逆變器電路、PWM模塊、門極可關(guān)斷可控硅（GTO）驅(qū)動電路、檢測保護(hù)電路和轉(zhuǎn)速測量電路，對變頻電機(jī)加以變速控制和安全保護(hù)，從而能使變頻電機(jī)的正常工作。電路圖如圖42控制電路圖所示。 譯碼法尋址由于擴(kuò)展的存貯器和其它外圍芯片的數(shù)量較多，常常采用譯碼法尋址，由譯碼器組成譯碼電路對系統(tǒng)的高位地址進(jìn)行譯碼，譯碼電路將地址空間劃分若干塊，其輸出作為存貯器芯片的片選信號，分別選通各芯片。這樣既充分利用了存貯器空間，又避免了空間分散的缺點(diǎn)，還可以減少I/O口線。本數(shù)控機(jī)床采用74LS138地址譯碼器如 鍵盤顯示器接口鍵盤和顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機(jī)對話的外圍設(shè)備，鍵盤可以完成程序數(shù)據(jù)的輸入，顯示器顯示計(jì)算機(jī)運(yùn)行時的狀態(tài)數(shù)據(jù)。鍵盤接口電路，用8255作為并行接口使用。8255的地址，數(shù)據(jù)線和凌陽單片機(jī)的接口直接連接，由片選信號控制實(shí)現(xiàn)分時信息傳遞。 程序存儲器（EEPROM）芯片由于數(shù)控機(jī)床在加工的時候要進(jìn)行加工程序的監(jiān)控，所以數(shù)控系統(tǒng)需要有程序存儲器，放置監(jiān)控程序。本數(shù)控機(jī)床選用EEPROM （容量為8K）。 數(shù)據(jù)存儲器（RAM）芯片由于數(shù)控機(jī)床在加工的時候要進(jìn)行加工程序的調(diào)試，所以數(shù)控系統(tǒng)需要有隨機(jī) 儲器，放置調(diào)試程序。本數(shù)控機(jī)床選用靜態(tài)RAM6264（容量為8K）。結(jié)論 我國數(shù)控車床從20世紀(jì)70年代初進(jìn)入市場，至今通過各大機(jī)床廠家的不懈努力，通過采取與國外著名機(jī)床廠家的合作、合資、技術(shù)引進(jìn)、樣機(jī)消化吸收等措施，使得我國的機(jī)床制造水平有了很大的提高，其產(chǎn)量在金屬切削機(jī)床中占有較大的比例。目前，國產(chǎn)數(shù)控車床的品種、規(guī)格較為齊全，質(zhì)量基本穩(wěn)定可靠，已進(jìn)入實(shí)用和全面發(fā)展階段。但是在這些數(shù)控機(jī)床中，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)一部分處于效率不高，加工不精密的狀態(tài)。 在本次設(shè)計(jì)中，在參考國內(nèi)外同類機(jī)床產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的下，完成了主傳動系統(tǒng)的動力參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理布置了各軸空間位置，并繪制了主軸箱主傳動系統(tǒng)圖，而且主軸轉(zhuǎn)速由普通數(shù)控機(jī)床單一轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為兩級變速，使其滿足不同材料的表面對其加工的要求。本項(xiàng)目的研究，有利于改善加工中心的性能，使得產(chǎn)品的加工更加高效，更加精密。致 謝 本論文是在xxx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。陳老師作為一名優(yōu)秀的、經(jīng)驗(yàn)豐富的教授，具有豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)，在整個論文實(shí)驗(yàn)和論文寫作過程中，對我進(jìn)行了耐心的指導(dǎo)和幫助，提出嚴(yán)格要求，引導(dǎo)我不斷開闊思路，為我答疑解惑，鼓勵我大膽創(chuàng)新，使我在這一段寶貴的時光中，既增長了知識、開闊了視野、鍛煉了心態(tài)，又培養(yǎng)了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科研精神。在此，我向我的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意！在論文即將完成之際，我的心情久久無法平靜，從開始選題到順利論文完成，有不知多少多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無數(shù)的幫助。感謝學(xué)校在過去的四年里為我提供的良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，感謝學(xué)校在我學(xué)習(xí)期間曾給予的各種資助和獎勵，這些都為我能正常完成學(xué)業(yè)提供了莫大幫助；感謝曾給我授課的所有老師們，沒有他們的細(xì)心教導(dǎo)，我就不可能具備現(xiàn)在的專業(yè)素養(yǎng)和能力。感謝我的家人和與我四年相依相伴的同學(xué)們，他們的支持與情感，是我永遠(yuǎn)的財富。感謝文中所引用文獻(xiàn)的所有作者們、所有關(guān)心、支持和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們！正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個困難、解明疑惑，直至本文順利完成，在這里請接受我誠摯的謝意！參考文獻(xiàn)[1] 張新義主編. 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[2] 徐溥滋，[M].哈爾濱：黑龍江人民出版社， [3] 濮良貴,(第八版) [M].北京:高等教育出版社,[4] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[5] [M].北京；[6] 吳祖育等編著. 數(shù)控機(jī)床[[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，[7] [M].北京：[8] 文懷興、[M] 北京：[9] 文懷興、夏田主編. 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[10]文懷興、夏田主編. 數(shù)控銑床設(shè)計(jì)[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[11]劉鴻文 主編. 材料力學(xué)（第四版）北京：高等教育出版社，[12]蔡春源主編. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（上冊）[M]. 北京：冶金出版社，[13]蔡春源主編. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊（下冊）[M]. 北京：冶金出版社，[14]王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn)主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，[15] [M].北京：高等教育出版社，.[16] Mason GW．Some design aspects of RatierForest NC machines[J]．Machinery and Production Engineering，1970，117：10271033．[17] 向敬忠，：.主傳動系統(tǒng)效果圖 需要的聯(lián)系：80769883