加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-08-05 03:19本頁(yè)面
【正文】 YMX)（l+3c）/3EIθ齒Y=θ齒1+θ齒2+θ齒3=105θ軸承1=FQYab（l+a）/6EIl，θ軸承2=FYcl/3EI，θ軸承3=（MYMX)l/3EIθ軸承Y=θ軸承1+θ軸承2+θ軸承3=105合成：YS==＜Θ齒===＜Θ軸承===＜可以看出該主軸是合格的第4章 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 繪制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)總體方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，加工中心控制系統(tǒng)選用MCS51系列單片機(jī)組成，縱向，橫向，及垂直方向均采用步進(jìn)電機(jī)控制，三個(gè)坐標(biāo)均采用硬件環(huán)形分配器，控制系統(tǒng)的功能包括： Y向進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)； 鍵盤顯示 面板管理 行程控制 其他功能、例如光隔離電路、功率放大電路、紅綠燈顯示硬件電路主要由以下幾部分組成： 主控制器，即中央處理單元（cpu） 總線，包括數(shù)據(jù)總線。地址總線和控制總線 存儲(chǔ)器，包括RAM和ROM 接口，即I/O輸入輸出接口電路 外部設(shè)備，如鍵盤，顯示器及光電輸入等控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下圖41所示： 圖41 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 選擇中央處理單元（cpu）的類型在微機(jī)控制系統(tǒng)中cpu的選擇主要考慮以下因素： 時(shí)鐘頻率和字長(zhǎng)，這個(gè)指標(biāo)將控制數(shù)據(jù)處理的速度 可擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量 指令系統(tǒng)功能，影響編程的靈活性 I/O口擴(kuò)展能力，即對(duì)外部設(shè)備控制的能力 開發(fā)手段，包括支持開發(fā)的軟件和硬件 此外，還應(yīng)考慮到系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，控制對(duì)象對(duì)各種參數(shù)的要求，以及經(jīng)濟(jì)價(jià)格比等經(jīng)濟(jì)型的要求。 綜合考慮以下因素，這是我們選用8031芯片作為CPU 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)由于8031芯片內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器，需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器支持，同時(shí)8031內(nèi)部只有128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用，也不能滿足控制系統(tǒng)的要求，故需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 8031的程序存儲(chǔ)器的尋址空間為64K字節(jié)，8031片內(nèi)不帶80M，用作程序存儲(chǔ)器的器件是EPROM。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，這里，我們擴(kuò)展2片2764程序存儲(chǔ)器。 地址鎖存器 由于8031芯片的P0口是分時(shí)傳送低8位地址線和數(shù)據(jù)線的，故8031擴(kuò)展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器，常用的地址鎖存器芯片是74LS373,74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器。 譯碼電路設(shè)計(jì) 由于這里擴(kuò)展的容量較大，擴(kuò)展多個(gè)外圍芯片。因此，這里使用譯碼法來進(jìn)行編址，譯碼電路可使用現(xiàn)有的譯碼芯片，這里我們選用38譯碼器（74LS138）這種芯片，輸入端占用3根最高位地址線，剩余的13根低位地址線可用作為片內(nèi)地址線，74LS138譯碼器的8根輸出線分別對(duì)應(yīng)8個(gè)8K字節(jié)的地址空間。8031與2764芯片的連接（1） 地址線的連接 8031芯片的P0和P2傳送地址和數(shù)據(jù)。P2傳送高8位地址，P0口傳送低8位地址和數(shù)據(jù)，因此采用74LS373鎖存器，鎖存低8位地址，以實(shí)現(xiàn)P0口地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送ALE作為74LS373的選用信號(hào)，當(dāng)ALE為高電平時(shí)，鎖存器的輸入和輸出透明，此時(shí)不需鎖存。當(dāng)ALE從高電平變?yōu)榈碗娖剑霈F(xiàn)下降沿時(shí)，低8位地址鎖存入地址鎖存器中。74LS373的輸出不再隨輸入變化，這樣P0口就用來傳送數(shù)據(jù)，8031芯片的P2口和74LS373的送出P0口工作承16位地址線。2764是8KB需要13根地址線，A0A7低8位接74LS373的芯片的輸出，A8A12接8031芯片的P2。0P2。4。系統(tǒng)采用全地址譯碼，理啊片2764芯片的片選信號(hào)分別接74LS373譯碼器的和，系統(tǒng)復(fù)位后程序從0000H開始執(zhí)行。（2） 數(shù)據(jù)線的連接 ,直接連接單片機(jī)規(guī)定指令碼數(shù)據(jù)都是有P0口讀入，數(shù)位對(duì)應(yīng)即可。（3） 控制線的連接8031芯片的（外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)）與2764芯片的端相連，8031芯片的ALE（地址鎖存允許信號(hào)）接地址鎖存器74LS373的G引腳 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展由于8031芯片內(nèi)部RAM只有128字節(jié)供用戶使用，遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)需要，因此需要擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有6116（2K8）,6264(8K8)等，這里我們選用6264(8K8)，擴(kuò)展2片6264, 8031與6264的連接方式與8031和2764的連接大致相同，不同的是，RAM讀輸信號(hào)與8031芯片的引腳連接，RAM與輸出信號(hào)與8031的相連，由于程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址，地址可以重復(fù)使用。因此，2片6264的片選信號(hào)也分別接74LS373譯碼器的和。 控制系統(tǒng)的發(fā)展 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的控制指揮中心，機(jī)床的各個(gè)執(zhí)行部件在數(shù)控系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，有條不紊地工作，自動(dòng)的按給定程序進(jìn)行機(jī)械零件加工。數(shù)控系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，先后經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器及基于工控PC機(jī)的通用型系統(tǒng)6代。其中前3帶成為硬線連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱NC數(shù)控。目前已被淘汰；后3代成為軟件數(shù)控，也稱CNC系統(tǒng)，CNC系統(tǒng)的核心是計(jì)算機(jī)，即由計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行其存儲(chǔ)器內(nèi)的程序，來實(shí)現(xiàn)部分或全部數(shù)控功能。也就是說CNC系統(tǒng)由硬件和軟件倆大部分組成，硬件是軟件活動(dòng)的舞臺(tái)，軟件按是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，整個(gè)CNC系統(tǒng)的活動(dòng)均依靠系統(tǒng)軟件來指揮。軟件和硬件各有不同的特點(diǎn)：軟件設(shè)計(jì)靈活，適用性搶，但處理速度慢；硬件處理速度快，但成本高。總結(jié)2012年2月，在與導(dǎo)師的交流溝通中我的題目定了下來，是：加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。我便立刻著手從圖書館，網(wǎng)上搜集相關(guān)資料，盡量使我的資料完整、精確、我將收集到的資料仔細(xì)整理分類并及時(shí)拿給導(dǎo)師進(jìn)行溝通，撰寫開題報(bào)告。4月，根據(jù)要求提出主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路，擬定其方案。并進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)和主傳動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。5月，進(jìn)行相關(guān)圖紙的繪制，撰寫畢業(yè)論文及校核。我從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，直到畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，整個(gè)過程是很艱難而漫長(zhǎng)的，但是給我的感觸也是很大的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。在設(shè)計(jì)過程中我充分地運(yùn)用了大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)，讓我對(duì)我所學(xué)過的知識(shí)有所鞏固和提高，并且還學(xué)到了一些新的知識(shí)，增長(zhǎng)了見識(shí)，也更深刻的認(rèn)識(shí)了加工中心。 參 考 文 獻(xiàn)[1]王愛玲，張吉堂，吳雁主編. ：國(guó)防大學(xué)出版社，2007[2]徐錦康主編. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2004[3]王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn)主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)/：高等教育出 版社，1996[4]陳鐵鳴主編. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè). 北京：高等教育出版社，2003[5]倪小丹，楊繼榮，熊運(yùn)昌主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社，2007[6]張建名主編. ：北京理工大學(xué)出版社，2010[7]夏田主編. 數(shù)控加工中心設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006[8]鄧星鐘主編. ：華中科技大學(xué)出版社，2003[9]郭啟全，趙增慧，:北京理工大學(xué)出版社，2004[10]宋昭祥主編. 現(xiàn)代制造工程技術(shù)實(shí)踐. 北京：[11]寧立偉主編. 機(jī)床數(shù)控技術(shù). 北京：[12]侯珍秀主編. ：[13]李慶余，孟廣耀主編. 機(jī)械制造裝備技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008[14]胡鳳蘭主編．互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2005[15]徐灝主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第5卷. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[16]Tang YiPing Advanced Manufacturing Technology. China Machine 致 謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，陳小異老師在學(xué)習(xí)和生活方面給予了我極大的關(guān)心和支持,遇到的問題都能夠在陳老師的提點(diǎn)下解決，并學(xué)到新知識(shí)以彌補(bǔ)平時(shí)實(shí)踐的不足。陳老師嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)術(shù)作風(fēng)，前瞻的科研眼光、敏銳的思維、淵博的知識(shí)、豐富的閱歷、謙虛大度的胸懷、獨(dú)特的為人處世原則,忘我工作的奉獻(xiàn)精神是永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)的。在此謹(jǐn)向陳老師表示衷心的感謝！感謝湖南工程學(xué)院機(jī)械工程系的各位老師！在我四年多的求學(xué)生涯中，從學(xué)習(xí)和生活各方面給予我莫大的關(guān)懷和幫助。親愛的老師們不僅教給我們各種知識(shí)，更重要的是教會(huì)了我們?nèi)绾巫鋈耍瑸槲覀兾磥砟茏呱瞎廨x道路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。感謝我的大學(xué)同學(xué),我慶幸與他們共同度過了這一段難忘的人生旅程，是他們?yōu)槲业拇髮W(xué)生生活和畢業(yè)設(shè)計(jì)生活增添了色彩和情趣。最后，借此機(jī)會(huì)對(duì)在設(shè)計(jì)過程中所有關(guān)心、支持、幫助我的老師和同學(xué)致以由衷的感謝！ 25
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