【正文】 在此，我要再次衷心的感謝每一位幫助我的老師。這使我在拿到一個(gè)題目時(shí)不再擔(dān)心害怕，因?yàn)樵谖业哪X中已形成了一種思考問題解決問題的思路。并不是一件簡單的事情。最后根據(jù)所加工的工件形狀針對刀具及工作平臺設(shè)計(jì)了相應(yīng)的工作程序。在傳動方面為適應(yīng)其加工范圍、工藝要求、加工精度及自動化要求等方面，對主軸進(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X、Y、Z軸及其它相關(guān)零件進(jìn)行了計(jì)算。 N2為0,減速結(jié)束,關(guān)中斷RET 。 調(diào)FEED子程序,使電機(jī)進(jìn)給步MOV A , N0 。 中斷允許范圍RETORG 000EH 。 送時(shí)間常數(shù)至定時(shí)器0中INC DSMOV A , DSMOVC A , A+DPTRMOV THO , AINC DSSETB EA 。 設(shè)NZ初值為27MOV A , N0RL AMOV RO , ACLR C MOV A , NLSUBB A , N0MOV NLL , AMOV A , NHSUBB A , 00HMOV NIH , AMOV DPTR , 1000H 。 地址指針偏移量FEED EQU 0E80HORG 0E00HSTART: MOV SP , 60H 。2．8031的復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)，在時(shí)鐘電路工作后，只要在RESET引腳上保持10ms以上的高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，之后CPU便從0000H單元開始執(zhí)行程序。 光電隔離與步進(jìn)電機(jī)接口電路 其它輔助電路設(shè)計(jì)1. 8031的時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。 3．隔離電路在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路中，脈沖分配器輸出的信號經(jīng)放大后控制步進(jìn)電機(jī)的勵磁繞組。脈沖分配器又叫做環(huán)形分配器，是驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)必不可少的環(huán)節(jié)。在控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的接口電路至關(guān)重要，沒有它將無法實(shí)現(xiàn)微機(jī)對步進(jìn)電機(jī)的控制。TIMEROUT：8155內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器信號輸出端。PA0～PA7：8位通用I/O口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。IO/：8155的RAM存儲器和I/O口選擇。單片機(jī)與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個(gè)總線口傳送的。8155各引腳功能說明如下：RST：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。 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)的動態(tài)顯示。由于8155與單片機(jī)的接口簡單，是單片機(jī)系統(tǒng)廣泛使用的芯片。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 。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)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。本系統(tǒng)擬采用6264芯片作為數(shù)據(jù)存儲器的外擴(kuò)芯片。8位數(shù)據(jù)線直接與8031 P0口相連，～，OE引腳直接同8031PSEN引腳相聯(lián)，片選信號CE接地，以便總能選中。在本系統(tǒng)中，我們擬采用2764作為擴(kuò)展芯片。8031引腳配置圖 存儲器電路的擴(kuò)展單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)展用的程序存儲器芯片，即紫外線可編程的EPROM芯片，其型號分別為：271273276271227256等，其容量分別位2k、4k、8k、16k、32k。（7） 微處理器（CPU）：為8位的CPU，且內(nèi)含一個(gè)1位CPU（位處理器），不僅可處理字節(jié)數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量處理。 （3） 中斷系統(tǒng)：具有5個(gè)中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。但從性能價(jià)格比上，我們常采用MCS51系列單片機(jī)中的8031作為主控制器。（4）管理程序和診斷程序 管理程序?qū)?shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過程服務(wù)的各個(gè)程序進(jìn)行調(diào)度，還可以對面板命令、時(shí)鐘信號、故障信號等引起的中斷進(jìn)行處理。（3）接口。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)。如必須卸下來時(shí)，要使用輔助套，否則裝卸時(shí)滾珠有可能脫落。 B 安裝螺母時(shí)，盡量靠近支撐軸承。 (4)安裝另外，如沒有異物，但有浮塵時(shí)可在滾珠螺母兩端增加防塵圈，請用戶根據(jù)需要按編號規(guī)則選定合適規(guī)格型號。(1)潤滑為使?jié)L珠絲杠副能充分發(fā)揮機(jī)能，在其工作狀態(tài)下，必須潤滑，潤滑方式主要有以下兩種潤滑脂的給脂量一般是螺母內(nèi)部空間容積的1/3，一般滾珠絲杠副在螺母內(nèi)部已加注GB732494 2鋰基潤滑脂； 潤滑油的給油量標(biāo)準(zhǔn)如表16所示，但是隨行程、潤滑油的種類、使用條件（熱抑制量）等的不同而有所變化。 ③ 此外滾珠絲杠副還受值的限制，通常要求 5）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠在工作負(fù)載F(N)和轉(zhuǎn)矩T()共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量(m)為： 式中:A絲杠截面積,；為絲杠的極慣性矩，；G為絲杠切變模量，對鋼；T為轉(zhuǎn)矩。 安全系數(shù) 查表210，[S]=～ ,S[S],絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。 Z軸滾珠絲杠副（1）精度要求：進(jìn)給精度 快速進(jìn)給精度（2）疲勞強(qiáng)度絲杠的最大載荷為主軸重量加摩擦力，最小載荷為主軸重量減最大進(jìn)給力的垂直分力。 ③ 此外滾珠絲杠副還受值的限制，通常要求 5）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠在工作負(fù)載F(N)和轉(zhuǎn)矩T()共同作用下引起每個(gè)導(dǎo)程的變形量(m)為： 式中:A絲杠截面積,；為絲杠的極慣性矩，；G為絲杠切變模量，對鋼；T為轉(zhuǎn)矩。 安全系數(shù) 查表210，[S]=～ ,S[S],絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。 經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)算，所以合格。 臨界轉(zhuǎn)速按下式計(jì)算： 式中：為臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，見表210，本題取， 即：，所以絲杠工作時(shí)不會發(fā)生共振。① 由于一端軸向固定的長絲杠在工作時(shí)可能會發(fā)生失穩(wěn)，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算其安全系數(shù)S,其值應(yīng)大于絲杠副傳動結(jié)構(gòu)允許安全系數(shù)[S]絲杠不會失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷，并按下式計(jì)算 式中，E為絲杠材料的彈性模量，對于鋼,E=206Gpa；l為絲杠工作長度（m）；為絲杠危險(xiǎn)截面的軸慣性矩（）；為長度系數(shù)，取。對于線性進(jìn)給伺服系統(tǒng)，由于它包含各種電路、機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都有時(shí)間常數(shù)，對高頻信號來不及反應(yīng)，只是一個(gè)地通漏波器。然而在很多情況下，傳遞函數(shù)不清楚，所以只能由試驗(yàn)的方法來求取動態(tài)特性。由于系統(tǒng)包含一些儲能元件，所以當(dāng)輸入量作用于系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)輸出不能立刻跟隨輸入量變化，而是在系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定之前表現(xiàn)為瞬態(tài)響應(yīng)過程（或叫過渡過程）。它包含系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，傳動裝置的加速能力。(2) 精度 伺服系統(tǒng)的精度是指系統(tǒng)的輸出量復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度。 (7) 確定V帶根數(shù)z V帶根數(shù)Z可按下式計(jì)算： 由表76a查得 由表710查得 由表711查得 由表79查得 由表73查得 代入求根公式，得 取z=6,符合表74推薦的輪槽數(shù) (8) 確定初拉力 單根V帶合適的初拉力可按下式計(jì)算： 由表75得 (9) 計(jì)算作用在軸上的壓力 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 對進(jìn)給伺服系統(tǒng)的基本要求進(jìn)給伺服系統(tǒng)不但是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要組成部分，也是數(shù)控機(jī)床區(qū)別于一般機(jī)床的一個(gè)特殊部分。 主軸系統(tǒng)計(jì)算 V帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 三角帶的選用應(yīng)保證有效地傳遞最大功率（不打滑）并有足夠的使用壽命（一定的疲勞強(qiáng)度）。最好用油潤滑，用空氣冷卻。一次充填可用到大修，不需補(bǔ)充，也不要加脂孔。當(dāng)然，也可用脂潤滑，還有用油氣潤滑的。如果要求得到很光的加工表面，滾動軸承適當(dāng)預(yù)緊可以增大阻尼，但過大的預(yù)緊反而使阻尼減少，故選擇預(yù)緊時(shí)還因考慮阻尼因素。也可能來自斷續(xù)切削，這時(shí)激振頻率還應(yīng)乘以刀齒數(shù)Z。通常使固有頻率高于激振頻率的30%以上。通常，如軸承精度為P4級，經(jīng)使用磨損后跳動精度降為P5級,這個(gè)軸承就認(rèn)為應(yīng)該更換了。而滿足這個(gè)條件的最小預(yù)緊力，雙聯(lián)組配為最大軸向載荷的35%。軸承廠在內(nèi)圈（背靠背組配）或外圈（面對面組配）的端面根據(jù)預(yù)緊力磨去δ。角接觸角軸承在軸向力的作用下，使內(nèi)外圈產(chǎn)生軸向錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)預(yù)緊，衡量預(yù)緊力大小的是軸向預(yù)緊力，簡稱預(yù)緊力Fa0，單位為N。預(yù)緊后，滾導(dǎo)體和滾道都有了一定的變形，參加工作的滾動體將增多，各滾動體的受力將更加均勻。基于上述分析，主軸受到彎距，又屬高速運(yùn)轉(zhuǎn)，因此主軸軸承必須采用背靠背組配。有三種基本組配方式，分別為背對背，面對面和同向組配，背靠背和面對面組配都能受雙向軸向載荷；同向組配只能承受單向軸向載荷。（3）主軸軸承，選用角接觸球軸承。主軸支承分徑向和推力（軸向）。目前傳動件位于后懸伸端的越來越多。（5）精度保持性 它指長期保持其原始制造精度的能力。因此，主軸的尺寸和形狀、滾動軸承的類型和數(shù)量、預(yù)緊和配置形式、傳動件的布置方式、主軸部件的制造和裝配質(zhì)量等都影響主軸部件的剛度。旋轉(zhuǎn)精度取決于的主要件如主軸、軸承、殼體孔等的制造、裝配和調(diào)整精度。它的功用是支承并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動力等載荷，完成表面成型運(yùn)動。如銑床主傳動系統(tǒng)要求恒功率傳動，就應(yīng)該選擇恒功率無級變速裝置。 主傳動變速系統(tǒng)普通機(jī)床一般采用機(jī)械有級變速調(diào)速傳動，而數(shù)控機(jī)床需要自動變速；且在切削階梯軸的不同直徑，切削曲線旋轉(zhuǎn)面和斷面時(shí)，需要隨切削的直徑的變化而自動變速，以保持切削速度基本恒定?？拐裥?用動剛度或動柔度來衡量。為此，應(yīng)提高傳動件的精度與剛度，采用高精度軸承及合理的支撐跨距等，以提高主軸組件的剛性。數(shù)控機(jī)床主傳動設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下特點(diǎn)：（1）主傳動采用直流或交流電動機(jī)無級調(diào)速（2）數(shù)控機(jī)床驅(qū)動電動機(jī)和主軸功率特性的匹配設(shè)計(jì)（3）數(shù)控機(jī)床高速主傳動設(shè)計(jì)（4）數(shù)控機(jī)床采用部件標(biāo)準(zhǔn)、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（5）數(shù)控機(jī)床的柔性化、復(fù)合化（6）虛擬軸機(jī)床設(shè)計(jì)為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工范圍廣、工藝適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度高和自動化程度高等特點(diǎn)，要求主傳動裝置應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1）具有較大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。本設(shè)計(jì)采取的方案有：（1）減少靜、動摩擦系數(shù)之差（2）提高系統(tǒng)的傳動剛度。在開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中運(yùn)動精度取決于系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)，特別是機(jī)械傳動部件的精度；在閉環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中，位置檢測裝置的分辨率對運(yùn)動精度有決定性的影響，但是機(jī)械傳動部件的特性對運(yùn)動精度也有一定的影響。合理的結(jié)構(gòu)布局可以提高剛度，機(jī)床的工作頭部分由于重力作用將會使機(jī)床立柱產(chǎn)生彎曲變形，切削力將使立柱產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形。焊接結(jié)構(gòu)床身的突出優(yōu)點(diǎn)是制造周期短。在形狀和輪廓尺寸相同的前提下，如要求焊接件與鑄件的剛度相同，則焊接件的臂厚只需鑄件的一半。支承件的隔板和筋條的合理性，可提高構(gòu)件的靜、動剛度。組成機(jī)床的結(jié)構(gòu)部件在這種力作用下將產(chǎn)生變形。 以上為基本的設(shè)計(jì)方案，除了這些，課題應(yīng)注意機(jī)床的幾何精度的修正，數(shù)控指令的顯示和使用等?？紤]到電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選用，需采用齒輪降速傳動，利用電子控制系統(tǒng)消除誤差。（5）；（6）重復(fù)定位精度 . 課題內(nèi)容及工作量(1) 簡易數(shù)控銑床總圖A0一張(2)控制