【正文】 8255PB 口地址 7FFDH8255PA 口地址 7FFEH。8155PA 口地址 9F01H。 部 分 驅(qū) 動(dòng) 程 序 如 下 ：AUTO： MOV A,P1 ； 取 P1 口 數(shù) 據(jù) ANL A,03H ； 取 刀 具 碼 ANL 20H,03H ； 取 所 需 刀 具 的 編 碼 CJNE A,20H,DJ1 ； 對(duì) 比 編 碼 ， 不 同 則 正 轉(zhuǎn) AJMP DJ3 DJ1: MOV DPTR,7FFDH ；指向 8255PB 口27 / 41 MOVX A,DPTR ANL A,0FH ；保留低四位 ORL A,40H ；輸出刀架電機(jī)的正轉(zhuǎn)電平 MOVX DPTR,A ；記錄正轉(zhuǎn)標(biāo)志 SETB 7FH…………DJ5： JNB ,DJ5 ； 等 待 夾 緊 信 號(hào) MOVX A,DPTR ； 輸 出 0 電 平 ， 電 機(jī) 停 止完 整 程 序 見 附 表存儲(chǔ)空間和地址口的分配如下：IC1:程序存儲(chǔ)空間為 1000H～～1FFFH。25 / 41主程序設(shè)置標(biāo)志位恒速步數(shù)賦值階梯步數(shù)賦值置正轉(zhuǎn)模址CPU 開中斷設(shè) T0 計(jì)時(shí)器裝入變速裝置置反轉(zhuǎn)模址裝入減速裝置輸出控制模型恒步數(shù)1模址+1T0 賦值恢復(fù)模值結(jié) 束階梯步數(shù)＝0？結(jié)束標(biāo)志模址結(jié)束？步長(zhǎng)＝0？正轉(zhuǎn)圖 X 軸 部 分 驅(qū) 動(dòng) 程 序 為 ：急 停 控 制 位 ： AXISI： CLR 7CH；變 速 標(biāo) 志 位 ： SETB 7EH；升 降 速 標(biāo) 志 位 ： SETB 7DH；恒 速 步 數(shù) 賦 值 ： MOV R2, 22H ；關(guān) 中 斷 OVER: CLR EA。 本 設(shè) 計(jì) 中 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 軟 件 主 要 是 步 進(jìn) 電機(jī) 的 控 制 程 序 ： 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 速 度 控 制 進(jìn) 給 系 統(tǒng) 各 進(jìn) 給 軸 的 進(jìn) 給 速 度 ， 進(jìn) 給 方 向由 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 旋 轉(zhuǎn) 方 向 決 定 。圖 24 / 41 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì)軟 件 設(shè) 計(jì) 采 用 模 塊 化 技 術(shù) ， 即 各 個(gè) 功 能 都 對(duì) 應(yīng) 一 定 的 模 塊 程 序 。 它 的 內(nèi) 部 有 兩 個(gè) 可 編 程的 8 位 并 行 I/O 口 ， 一 個(gè) 6 位 I/O 并 行 口 ， 一 個(gè) 14 位 定 時(shí) 器 /計(jì) 數(shù) 器 以 及 246字 節(jié) 的 RAM 存 儲(chǔ) 器 。 接 口 芯 片8255A 和 8155 芯 片 ： 8255A 是 一 種 可 編 程 并 行 I/O 接 口 芯 片 ， 它 采 用NMOS 工 藝 制 造 ， 用 單 一 ＋ 5V 電 源 供 電 。23 / 411D8D 為 8 個(gè) 輸 入 端 ， 1Q8Q 為 8 個(gè) 輸 出 端 。 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 ，只 選 中 圖 其 中 一 個(gè) ， 而 將 另 1 個(gè) 接 成 常 有 效 。 它 與 ROM 不 同 ， 對(duì)RAM 可 進(jìn) 行 讀 寫 兩 種 操 作 。： 編 程 電 源 ， 當(dāng) 芯 片 編 程 時(shí) ， 該 端 加 上 編 程 電 壓 （ +25V 或 +12V） ；pV正 常 使 用 時(shí) ， 該 端 加 上 +5V 電 源 。 圖 程 序 存 儲(chǔ) 器由 于 8031 單 片 機(jī) 本 身 是 沒 有 ROM 的 ， 不能 構(gòu) 成 完 整 的 計(jì) 算 機(jī) ， 因 此 必 須 接 EPROM 或 ROM 作 為 程 序 存 儲(chǔ) 器 ， 在 這 里 設(shè) 計(jì) 選 用 了 兩 片 2764 （ 8KB8） 。 該 機(jī) 芯 片 內(nèi) 部 包 含 4K 字 節(jié) 的 ROM ， 128 個(gè) 字 節(jié) 的 RAM ， 2 個(gè) 16位 的 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù) 器 和 一 個(gè) 處 理 功 能 很 強(qiáng) 的 中 央處 理 器 ， 4 個(gè) 8 位 的 并 行 接 口 ， 一 個(gè) 串 行 接 口 。 8255A 作 為 作 為 控 制 X、 Y 向 步 進(jìn) 電 機(jī) 脈 沖 輸 出 ； 8155 作 為 控 制 鍵 盤和 LED 顯 示 器 。 程 序 存儲(chǔ) 器 采 用 2764EPROM 2 片 。 仍 采 用 其 原 來 配 置 的 交 流 電 動(dòng)機(jī) 。 而 改 造 后 的 CA6140 數(shù) 控 車 床 是 采 用 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 經(jīng) 滾 珠 絲 杠 ， 傳 到 滑 板 和刀 架 ， 實(shí) 現(xiàn) Z 向 （ 縱 向 ） 和 X 向 （ 橫 向 ） 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 。 車 床 數(shù) 控 化 改 造 的 具 體 實(shí) 施 方 案?jìng)?統(tǒng) 的 CA6140 車 床 是 靠 手 工 操 作 機(jī) 床 來 完 成 各 種 切 削 加 工 ， 而 改 造 后的 數(shù) 控 車 床 是 將 編 制 好 的 加 工 程 序 輸 入 到 數(shù) 控 系 統(tǒng) 中 。(2)防 止 噪 聲 引 起 誤 動(dòng) 作 要 用 光 電 藕 合 器 或 繼 電 器 將 CNC 系 統(tǒng) 和 機(jī) 床之 間 的 信 號(hào) 電 氣 上 加 以 隔 離 。 直 流 信 號(hào) 用 于 進(jìn) 給 坐 標(biāo) 軸 和 主 軸 的 伺 服 控 制 ,交 流 信 號(hào) 用于 直 接 控 制 功 率 執(zhí) 行 器 件 。 不 同 的 輸 入 輸 出 設(shè) 備 與 CNC 系 統(tǒng) 相 連 接 ，采 用 與 其 相 應(yīng) 的 I/O 接 口 電 路 和 接 口 芯 片 。 控 系 統(tǒng) 的 I/O 和 通 信 接 口數(shù) 控 機(jī) 床 “接 口 ”是 指 數(shù) 控 裝 置 與 機(jī) 床 及 機(jī) 床 電 氣 設(shè) 備 之 間 的 電 氣 連 接 部分 。并 行 處 理 是 指 計(jì) 算 機(jī) 在 同 一 時(shí) 刻 或 同 一 時(shí) 間 間 隔 內(nèi) 完 成 兩 種 或 兩 種 以 上 性質(zhì) 相 同 或 不 相 同 的 工 作 。 CNC 裝 置 的 管 理 任 務(wù) 包 括 輸 入 、 I/O 處 理 、 顯17 / 41示 、 診 斷 等 ， 控 制 任 務(wù) 包 括 譯 碼 、 刀 具 補(bǔ) 償 、 速 度 處 理 、 插 補(bǔ) 、 位 置 控 制 等 。 從 價(jià) 格 ， 功 能和 使 用 性 能 指 標(biāo) 考 慮 ， 可 分 為 經(jīng) 濟(jì) 型 ， 標(biāo) 準(zhǔn) 型 和 高 檔 型 三 類 數(shù) 控 裝 置 ； 按16 / 41CNC 裝 置 中 微 處 理 器 的 數(shù) 目 可 以 分 為 單 微 處 理 機(jī) 和 多 微 處 理 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 兩 大 類 ； 從硬 件 結(jié) 構(gòu) 上 可 分 為 大 板 式 結(jié) 構(gòu) 和 模 塊 化 結(jié) 構(gòu) ； 按 CNC 裝 置 硬 件 的 設(shè) 計(jì) 與 制 造方 式 可 分 為 專 用 型 和 通 用 型 ， 通 用 型 又 稱 為 開 放 式 體 系 結(jié) 構(gòu) 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 主 要 是基 于 通 用 個(gè) 人 計(jì) 算 機(jī) 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 。15 / 41圖 閉 環(huán) 伺 服 系 統(tǒng) 是 在 機(jī) 床 最 終 的 運(yùn) 動(dòng) 部 件 的 相 應(yīng) 位 置 直 接 安 裝 直 線 或 回 轉(zhuǎn) 式檢 測(cè) 裝 置 ， 將 直 接 測(cè) 量 到 的 位 移 或 角 位 移 反 饋 到 數(shù) 控 裝 置 的 比 較 器 中 與 輸 入 指令 位 移 進(jìn) 行 比 較 ， 用 差 值 控 制 運(yùn) 動(dòng) 部 件 ， 使 運(yùn) 動(dòng) 部 件 嚴(yán) 格 按 照 實(shí) 際 需 要 的 位 移量 進(jìn) 行 運(yùn) 動(dòng) 。通 常 ,執(zhí) 行 元 件 選 用 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) ,因 系 統(tǒng) 不 對(duì) 輸 出 進(jìn) 行 檢 測(cè) ,所 以 執(zhí) 行 元 件 對(duì)系 統(tǒng) 的 特 性 具 有 重 要 的 影 響 。 CNC 系 統(tǒng) 是 由 程 序 、 輸 入 輸 出 設(shè)備 。 電 氣 控 制 線 路 一 般 應(yīng) 由 電 源 電 路 ， 主 電 路 、 控 制 電 路 和輔 助 電 路 （ 保 護(hù) 、 顯 示 和 報(bào) 警 電 路 ） 四 大 部 分 構(gòu) 成 。 當(dāng) 裝好 掛 輪 架 罩 時(shí) ， SQ1 的 常 開 觸 點(diǎn) 閉 合 ， 控 制 電 路 才 有 電 ， 電 動(dòng) 機(jī) 才 可 能 起 動(dòng) 。聯(lián) 鎖 保 護(hù) ： 鑰 匙 式 電 源 開 關(guān) SA2 的 觸 點(diǎn) （ WZI—13） 與 行 程 開 關(guān) SQ2 的常 閉 觸 點(diǎn) 并 聯(lián) 后 與 檢 漏 電 阻 R 串 聯(lián) 。 熱 繼 電 器 FR2 的 常 閉 觸 點(diǎn) 串 聯(lián) 在 KM2 線 圈 的 電 路 中 ， 所 以 當(dāng) 冷 卻 泵 電 動(dòng)機(jī) 過 載 時(shí) ， FR2 的 常 閉 觸 點(diǎn) 斷 開 ， 接 觸 器 KM2 因 線 圈 斷 電 而 釋 放 ， 電 動(dòng) 機(jī)M2 便 停 止 ， 實(shí) 現(xiàn) 過 載 保 護(hù) 。該 電 路 也 有 欠 電 壓 保 護(hù) ， 當(dāng) 電 源 電 壓 太 低 時(shí) ， 接 觸 器 KM1 因 電 磁 吸 力 不足 而 自 動(dòng) 釋 放 ． 電 動(dòng) 機(jī) M1 自 行 停 止 ， 以 避 免 欠 電 壓 時(shí) 電 動(dòng) 機(jī) M1 回 電 流 過大 而 燒 壞 。 同 時(shí) ， KM1 的 一 個(gè) 常 開 輔 助 觸 點(diǎn) 也 閉 合 ， 進(jìn) 行 自 鎖 保 證 主軸 電 動(dòng) 機(jī) M1 在 松 開 起 動(dòng) 按 鈕 后 能 連 續(xù) 轉(zhuǎn) 動(dòng) 。 熔 斷 器 FU3 是 信 號(hào) 指 示 電 路 的 短 路 保 護(hù) 。對(duì) 線 路 圖 進(jìn) 行 照 明 燈 和 信 號(hào) 燈 的 電 路 分 析 可 知 ,控 制 變 壓 器 TC 的 二 次 側(cè)分 別 輸 出 24v 和 6v 電 壓 ， 作 為 機(jī) 床 照 明 燈 和 信 號(hào) 燈 的 電 源 。 它 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 和 停 止 由 接 觸 器 KM2 的 三 個(gè) 常 開 主 觸 點(diǎn) 的接 通 和 斷 開 來 控 制 ， 熱 繼 電 器 FR2 作 過 載 保 護(hù) 。 M1 為 主 軸 電動(dòng) 機(jī) ， 用 來 帶 動(dòng) 主 軸 旋 轉(zhuǎn) 和 刀 架 作 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) ， 它 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 和 停 止接 觸 器 KM1 的 三 個(gè) 常 開 主 觸 點(diǎn) 的 接 通 和 斷 開 來 控 制 。 該 車 床 的 主 要 組 成 部 件 有 ：主 軸 箱 、 進(jìn) 給 箱 、 溜 板 箱 、 刀 架 部 件 、 尾 座 、 和 床 身 等 。 改 造 機(jī) 械 部 分主 傳 動(dòng) 的 機(jī) 械 部 分 的 改 造 主 要 是 在 主 軸 上 加 裝 編 碼 器 ， 實(shí) 現(xiàn) 反 饋 主 軸 轉(zhuǎn) 速 ，保 證 主 軸 轉(zhuǎn) 一 轉(zhuǎn) ， 刀 架 能 移 動(dòng) 一 個(gè) 被 加 工 螺 紋 的 導(dǎo) 程 。(3)數(shù)字控制部分給出了總體設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)后硬件的控制電路原理圖。本 文 主 要 是 結(jié) 合 我 國(guó) 國(guó) 情 ,源 于 生 產(chǎn) 實(shí) 際 的 需 要 ,利 用 大 量 閑 置 的 舊CA6140 車 床 ， 對(duì) 其 進(jìn) 行 數(shù) 控 化 改 造 ,本 改 造 主 要 對(duì) CA6140 車 床 的 控 制 系 統(tǒng)進(jìn) 行 數(shù) 控 改 造 ， 將 用 單 片 機(jī) ， 存 儲(chǔ) 器 等 組 成 的 數(shù) 控 控 制 系 統(tǒng) 取 代 傳 統(tǒng) 的 控 制裝 置 ， 改 造 成 為 可 以 實(shí) 現(xiàn) 平 面 兩 坐 標(biāo) 聯(lián) 動(dòng) 的 數(shù) 控 車 床 。 經(jīng) 過 幾 十 年 來 的發(fā) 展 ， 國(guó) 產(chǎn) 數(shù) 控 系 統(tǒng) 的 可 靠 性 已 大 為 提 高 。 要 提 高 我 國(guó) 機(jī) 床 數(shù) 控 化 率 ， 靠 大 量 引 進(jìn) 國(guó) 外 的 數(shù) 控 機(jī) 床 是 行 不 通 的 。 現(xiàn) 代 國(guó) 防 、 工 業(yè) 裝 備 的 制 造 ， 都 離 不 開 數(shù) 控技 術(shù) 。 數(shù) 控 技 術(shù) 的 進(jìn) 步 突 出 表 現(xiàn) 在 高 精 度 、 高 效 率 ， 具 有 聯(lián)網(wǎng) 通 信 功 能 等 方 面 。隨 著 微 電 子 技 術(shù) 和 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ， 現(xiàn) 在 的 數(shù) 控 系 統(tǒng) 性 能 日 臻 完 善 ， 數(shù)控 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 日 益 擴(kuò) 大 。第 三 代 數(shù) 控 系 統(tǒng) ： 1965 年 開 始 ,采 用 集 成 電 路 。 國(guó) 內(nèi) 企 業(yè) 對(duì) 數(shù) 控 機(jī) 床 檔 次 上 的 要 求 存 在 著 很 大 差 異 ， 特 別 是 那 些 中 小型 企 業(yè) ， 如 果 購(gòu) 買 成 套 的 數(shù) 控 裝 置 ， 不 但 經(jīng) 濟(jì) 上 不 能 承 擔(dān) ， 而 且 對(duì) 于 只 進(jìn) 行 小批 量 ， 簡(jiǎn) 單 零 件 生 產(chǎn) 企 業(yè) 來 說 無 疑 是 大 材 小 用 ， 浪 費(fèi) 成 本 。中 國(guó) 于 1958 年 研 制 出 第 一 臺(tái) 數(shù) 控 機(jī) 床 ， 發(fā) 展 過 程 大 致 可 分 為 兩 大 階 段 。 日 本 FANUC 公 司 戰(zhàn) 略 正 確 ， 仿 創(chuàng) 結(jié) 合 ， 針 對(duì) 性 地 發(fā) 展 市 場(chǎng) 所 需 各 種 低中 高 檔 數(shù) 控 系 統(tǒng) ， 在 技 術(shù) 上 領(lǐng) 先 ， 在 產(chǎn) 量 上 居 世 界 第 一 。 在 質(zhì) 量 、 性 能 上 居 世 界 前 列 。 從 90 年 代 起 ， 糾 正 過 去 偏 向 ， 數(shù) 控 機(jī) 床 技 術(shù) 上 轉(zhuǎn) 向 實(shí) 用 ， 產(chǎn)量 又 逐 漸 上 升 。 美 、 德 、 日 三 國(guó) 是 當(dāng) 今 世 上 在 數(shù) 控 機(jī) 床 科 研 、 設(shè) 計(jì) 、 制 造 和 使 用上 ， 技 術(shù) 最 先 進(jìn) 、 經(jīng) 驗(yàn) 最 多 的 國(guó) 家 。2 數(shù) 控