普通銑床數(shù)控改造化設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-30 02:31本頁(yè)面
【正文】 通過(guò)譯碼電路與8031相聯(lián)。R AM6264引腳圖（3） 單片機(jī)鎖存器74LS373是一片三態(tài)輸出8D觸發(fā)器（3S，鎖存允許輸入有回環(huán)特性）。373 的輸出端D0~D7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE 為低電平時(shí)，O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE 為高電平時(shí)，O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE 為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù)D 而變。當(dāng)LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng)LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善400mV 。引出端符號(hào)：D0～D7：數(shù)據(jù)輸入端；OE：三態(tài)允許控制端（低電平有效）；LE：鎖存允許端；Q0Q：輸出端；鎖存器74LS373外部管腿3 I/O口電路的擴(kuò)展 （1） 并行口的擴(kuò)展8031單片機(jī)共有四個(gè)8位并行I/O口，但可供用戶使用的只有P1口及部分P3口線。因此在大部分應(yīng)用系統(tǒng)中都不可避免地要進(jìn)行I/O口的擴(kuò)展。通用可編程接口芯片8155具有2k位的靜態(tài)RAM、2個(gè)8位和一個(gè)6位的可編程并行I/O口、一個(gè)14位的計(jì)數(shù)器。由于8155與單片機(jī)的接口簡(jiǎn)單，是單片機(jī)系統(tǒng)廣泛使用的芯片。8155與8031的聯(lián)接可歸結(jié)為三總線的連接。8155本身具有地址鎖存信號(hào)控制線和地址鎖存器，故可直接將地址、數(shù)據(jù)線AD0～AD7直接與8031口線對(duì)應(yīng)的相連，8155的ALE與8031的ALE直接相連，～,IO/，其它讀寫(xiě)信號(hào)WR、RD也都對(duì)應(yīng)相連。8155的地址與8031統(tǒng)一編址。（2） 鍵盤、顯示器接口電路鍵盤、顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機(jī)交互的外部設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算機(jī)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)顯示。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。本系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的是由46鍵和6位LED顯示器組成。為了簡(jiǎn)化電路，鍵盤的列線及LED顯示器的段碼共用一個(gè)口，即8155的PB口，鍵盤的行線由8155的PA口提供，LED的字位控制則由PC口經(jīng)74154后提供。8155各引腳功能說(shuō)明如下：RST：復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。復(fù)位后，3個(gè)端口均為輸入方式。AD0～AD7：三態(tài)的地址/數(shù)據(jù)總線。與單片機(jī)的低8位地址/數(shù)據(jù)總線（P0口）相連。單片機(jī)與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)總線口傳送的。：讀選通信號(hào)，低電平有效。：寫(xiě)選通信號(hào)，低電平有效。：片選信號(hào)線，低電平有效。IO/：8155的RAM存儲(chǔ)器和I/O口選擇。當(dāng)IO/＝0時(shí)，則選擇8155的片內(nèi)RAM，AD0～AD7上地址為8155中RAM單元的地址（00H～FFH）；當(dāng)IO/＝1時(shí)，選擇 8155的I/O口，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，命令/狀態(tài)寄存器ALE：地址鎖存信號(hào)。8155內(nèi)部設(shè)有地址鎖存器，在ALE的下降沿將單片機(jī)P0口輸出的低8位地址信息及，IO/的狀態(tài)都鎖存到8155內(nèi)部鎖存器。因此，P0口輸出的低8位地址信號(hào)不需外接鎖存器。PA0～PA7：8位通用I/O口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。PC0～PC5：有兩個(gè)作用，既可作為通用的I/O口，也可作為PA口和PB口的控制信號(hào)線，這些可通過(guò)程序控制。TIMERIN：8155內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器信號(hào)輸入端。TIMEROUT：8155內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器信號(hào)輸出端。VCC：＋5V電源8155集成芯片引腳圖4 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路步進(jìn)電機(jī)是一種用脈沖信號(hào)控制的電動(dòng)機(jī)。在負(fù)載能力及動(dòng)態(tài)特性范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的角位移僅與控制脈沖成正比。在多數(shù)情況下，用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件的數(shù)控系統(tǒng)不需要A/D或D/A轉(zhuǎn)換，可采用較為簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制，因而成為經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床最主要的一種伺服驅(qū)動(dòng)元件。（1） 計(jì)算機(jī)接口在控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的接口電路至關(guān)重要，沒(méi)有它將無(wú)法實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。如前所述，8031系列單片機(jī)含有4個(gè)并行輸入/輸出口，其中P1口可以提供給用戶使用，作為步進(jìn)電機(jī)及其它控制對(duì)象的接口。也可采用8155或8255A等可編程并行輸入、輸出接口芯片設(shè)計(jì)擴(kuò)展接口電路，來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)即其它外部設(shè)備。本系統(tǒng)即采用8155的PA口作為步進(jìn)電機(jī)的控制端口。（2） 脈沖分配器脈沖分配器又叫做環(huán)形分配器，是驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)必不可少的環(huán)節(jié)。步進(jìn)電機(jī)的控制方式由環(huán)形分配器實(shí)現(xiàn)，其作用是將數(shù)控裝置送來(lái)的一系列脈沖指令按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正或反轉(zhuǎn)。在數(shù)控系統(tǒng)中使用較多的是集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。而在本系統(tǒng)中使用的是軟件脈沖分配，通過(guò)編程來(lái)達(dá)到脈沖分配的目的，從而控制步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組。（3） 隔離電路在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，脈沖分配器輸出的信號(hào)經(jīng)放大后控制步進(jìn)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。由于步進(jìn)電機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高（幾十伏），電流也較大，如果將輸出信號(hào)直接與功率放大器相聯(lián)，將會(huì)引起強(qiáng)電器干擾，輕則影響計(jì)算機(jī)程序的正常進(jìn)行，重則導(dǎo)致計(jì)算機(jī)和接口電路的損壞。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要加上隔離電路，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用最多的是光電耦合器。圖為光電耦合器與步進(jìn)電機(jī)的接口電路。 222 光電隔離與步進(jìn)電機(jī)接口電路圖結(jié) 論由于數(shù)控機(jī)床的精密要求，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候不得不考慮它的剛度要求及抗振性要求，這使得在設(shè)計(jì)床身的時(shí)候就要考慮到它所承受的各種外力的情況，在這方面，我針對(duì)床身的材料、厚度及其機(jī)構(gòu)幾方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在傳動(dòng)方面為適應(yīng)其加工范圍、工藝要求、加工精度及自動(dòng)化要求等方面，對(duì)主軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)使其具有較高的熱穩(wěn)定性，并能保證配合精度，并且還對(duì)X、Y、Z軸及其它相關(guān)零件進(jìn)行了計(jì)算。在進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，因其要求定位精度高、跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)快、系統(tǒng)的穩(wěn)定好等，首先對(duì)其進(jìn)行了分析并根據(jù)其要求完成這方面的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)微機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，在選取主控制器及存儲(chǔ)器時(shí)通過(guò)對(duì)本系統(tǒng)的考慮，在從性能價(jià)格比上選取了合適的硬件結(jié)構(gòu)，在電路設(shè)計(jì)方面以達(dá)到簡(jiǎn)潔明了實(shí)用為目的，做出了設(shè)計(jì)。在選取電機(jī)時(shí)，以絲杠的最大負(fù)載及不影響電路的正常工作。最后根據(jù)所加工的工件形狀針對(duì)刀具及工作平臺(tái)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的工作程序。參考文獻(xiàn)[1][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社：[2]彭文生，李志明，[M].北京：[3]吳宗澤，[M]. 北京：[4][M].北京：:機(jī)械工業(yè)出版社[5]成大先主編. 第1卷/機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京：[6]文懷興主編. 數(shù)控銑床設(shè)計(jì)[M].北京：[7]機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)編委會(huì)編寫(xiě). 第1卷/機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社[8]王洪主編. 數(shù)控加工程序編制[M].北京：[9] G..ChsiehA Study on PositionServo Control SystemIEEE Vol IE39,1989, [10] Nakazawa H, Tomishi YStudy on Height Speed Feed Drive System for Machine Tool Japan Society of Precision Engineering,1991,3(5
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