【正文】 總之，這次設(shè)計順利完成使我受益匪淺，不但鞏固了我以前學(xué)習(xí)的東西，而且學(xué)到了很多新東西，為我走向社會打下了深厚的基礎(chǔ)。課程設(shè)計是我們走向工作崗位的一次重要練兵，是一次理論和實踐完美結(jié)合的過程?？偨Y(jié)與體會課程設(shè)計是對我們這期間所學(xué)知識的一次總結(jié)與運用，是對以前每門課程設(shè)計的綜合，是對所學(xué)知識的徹底檢驗。電動機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，使得電動機(jī)效率低，散熱差。交流伺服電機(jī)由于具有可靠性高、基本上不需要維護(hù)和造價低等特點而被廣泛采用。 全閉環(huán)系統(tǒng)控制精度高、快速性能好，但由于機(jī)械傳動部件在控制環(huán)內(nèi)，所以系統(tǒng)的動態(tài)性能不僅取決于驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，而且還與機(jī)械傳動部件的剛度、阻尼特性、慣性、間隙和磨損等因素有很大關(guān)系，故必須對機(jī)電部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行綜合考慮才能滿足系統(tǒng)的要求。由于影響定位精度的機(jī)械傳動裝置的磨損、慣性及間隙的存在，故開環(huán)系統(tǒng)的精度和快速性較差。根據(jù)位置檢測裝置所在位置的不同，閉環(huán)系統(tǒng)又分為半閉環(huán)系統(tǒng)和全閉環(huán)系統(tǒng)。驅(qū)動控制單元和驅(qū)動元件組成伺服驅(qū)動系統(tǒng)。由位置、速度和電流構(gòu)成的三環(huán)反饋全部數(shù)字化、軟件處理數(shù)字PID，使用靈活，柔性好。電機(jī)應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力。伺服系統(tǒng)對伺服電機(jī)的要求：（1）從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小， /min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。加速N1L EQU 21H 。步進(jìn)電機(jī)控制程序框圖如下所示：步進(jìn)電機(jī)控制子程序：開始中斷初始化設(shè)時間常數(shù)地址指針首地址指向1000H加速減速 脈沖計數(shù)器賦初值恒速送時間常數(shù)至計數(shù)器中中斷 N返 回開中斷啟動定時器 Y 步進(jìn)電機(jī)控制中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序入口送時間常數(shù) 步進(jìn)電機(jī)進(jìn)一步N0=0？時間常數(shù)地址指針加1N1=0？N1←N11N0←N01N2=0？關(guān)中斷時間常數(shù)地址指針加1N2←N21中斷返回 （1）內(nèi)存地址分配 加速脈沖數(shù)計數(shù)器N0地址設(shè)為20H；恒速脈沖數(shù)計數(shù)器N1低8位字節(jié)地址為21H，高8位字節(jié)地址位22H；減速脈沖數(shù)計數(shù)器N2地址位23H。由步進(jìn)電機(jī)=，取步進(jìn)電機(jī)的加速啟動力矩則使步進(jìn)電機(jī)不失不的慣性力矩步進(jìn)電機(jī)角加速度又式中：為上升到步進(jìn)電機(jī)最高頻率所需時間，所以有：加速脈沖個數(shù)：確定加減脈沖個數(shù)都為54個又因為：所以脈沖時刻結(jié)合可以算出對應(yīng)各脈沖時刻的計數(shù)器時間常數(shù)。此間隔由送入定時器的時間常數(shù)決定。根據(jù)以上分析，設(shè)計管理程序流程圖如下所示：開始系統(tǒng)初始化加工程序輸入鍵按下？機(jī)床復(fù)位 N自動加工自動加工鍵按下？加工數(shù)據(jù)輸入 Y N手動加工鍵按下？手動調(diào)整Y N管理程序流程（1）機(jī)床在自動加工時的動作順序：工作臺移動到位→刀具快速進(jìn)給→加工→退刀→工作臺運動到下一位置；（2）計算機(jī)在加工過程中的操作：讀取刀具軌跡，控制機(jī)床完成加工；（3）由以上分析，設(shè)計自動加工程序框圖如下所示： 入口零件坐標(biāo)地址指針讀零件坐標(biāo)調(diào)步進(jìn)電機(jī)子程序工作臺移動到位刀具快進(jìn)加工快速退刀零件坐標(biāo)地址指針加1 N 零件加工完成 Y 返回 步進(jìn)電機(jī)的控制包括速度，轉(zhuǎn)角及方向的控制。 管理稱許是系統(tǒng)的主程序，開機(jī)后即進(jìn)入管理程序。工作臺位移超過規(guī)定值時應(yīng)該立即停止工作臺的運動，并顯示相應(yīng)的指示字符。（3）、輸入和顯示加工程序。 軟件設(shè)計數(shù)控XY工作臺的控制功能包括：（1）、系統(tǒng)初始化。包括移動不見移動超界處理，緊急停機(jī)處理，系統(tǒng)故障診斷，查錯等功能。根據(jù)零件加工源程序進(jìn)行插補，分配進(jìn)給脈沖。其功能主要是接受操作者的命令，執(zhí)行命令，從命令處理程序到管理程序接收命令的環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)處于新的等待操作狀態(tài)。８０３１可利用軟件設(shè)計成查詢的方法隨時檢查有無越界信號。當(dāng)晶振頻率選用６ＭＨz時，復(fù)位電路中Ｃ取２２Ｆ，Ｒ?。玻埃埃。保埃埃?。采用外部時鐘方式時，可將XTAL1直接接地，XTAL2接外部時鐘源。本設(shè)計選用功率放大器。如果將輸出信號直接與功率放大器相連，將會引起電氣干擾。鍵盤顯示器接口電路如下所示：4．步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(1）脈沖分配器步進(jìn)電機(jī)的控制方式由脈沖分配器實現(xiàn)，其作用是將數(shù)控裝置送來的一系列指令脈沖按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各相繞組，實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。數(shù)控系統(tǒng)中使用的顯示器主要有ＬＥＤ和ＬＣＤ。因此要進(jìn)行Ｉ／Ｏ口的擴(kuò)展。對于ＲＡＭ和Ｉ／Ｏ容量較大的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)芯片所需的片選信號多于可利用的地址線的時候，多采用全地址譯碼法。由于外圍芯片與數(shù)據(jù)存儲器采用統(tǒng)一編址，因此單片機(jī)的硬件設(shè)計中，數(shù)據(jù)存儲器與外圍芯片的地址譯碼較為復(fù)雜。本次設(shè)計選用６２６４芯片作為數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展用芯片。單片機(jī)規(guī)定Ｐ0口提供８為位地址線，同時又作為數(shù)據(jù)線使用，所以為分時用作低位地址和數(shù)據(jù)的通道口，為了把地址信息分離出來保存，以便為外接存儲器提高低８位的地址信息，一般采用７４ＬＳ３７３芯片作為地址鎖存器，并由ＣＰＵ發(fā)出允許鎖存信號ALE的下降沿，將地址信息鎖存入地址鎖存器中。８０３１所能讀取的時間必須大于ＥＰＲＯＭ所要求的讀取時間。本次設(shè)計選用８０３１芯片作為主控芯片。4． 接口。即中央處理單元CPU2． 總線。公稱直徑與導(dǎo)程：50mm,10mm；螺紋長度：1000mm；絲杠長度：1519mm；類型與精度：P類，2級精度。計算滾珠絲杠因扭轉(zhuǎn)變形產(chǎn)生的誤差（1）計算由快速進(jìn)給扭矩引起的滾珠絲杠螺母副的變形量。 機(jī)械傳動系統(tǒng)的動態(tài)分析計算絲杠工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率已知滾珠絲杠螺母副的綜合拉壓剛度，而滾珠絲杠螺母副和機(jī)床執(zhí)行部件的等效質(zhì)量（其中、分別是機(jī)床執(zhí)行部件的質(zhì)量（）和滾珠絲杠螺母副的質(zhì)量（），則計算扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的最低固有頻率折算到滾珠絲杠軸上的系統(tǒng)總當(dāng)量轉(zhuǎn)動慣量為已知絲杠的扭轉(zhuǎn)剛度，則由以上計算可知，絲杠工作臺縱向振動系統(tǒng)的最低固有頻率、扭轉(zhuǎn)振動系統(tǒng)的最低固有頻率都比較高。若按5倍計算，則該電動機(jī)的加速力矩為60，均大于本機(jī)床工作臺的線性加速時所需 的空載啟動力矩以及階躍加速時所需的驅(qū)動力矩，因此，不管采用何種加速方式，本電動機(jī)均滿足加速力矩要求。④按式計算工進(jìn)力矩。已知加速時間，由式得（3）計算坐標(biāo)軸所需的折算到電動機(jī)軸上的各種力矩。已知機(jī)床執(zhí)行部件（即工作臺、工件、夾具）的總質(zhì)量，電動機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床執(zhí)行部件在軸上移動的距離,則由式得（4）由式計算加在電動機(jī)軸上總的負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量。滾珠絲杠螺母副的扭轉(zhuǎn)剛度計算由以上計算可知，扭轉(zhuǎn)作用點之間的距離已知剪切模量，滾珠絲桿的底徑。本工作臺的絲桿支承方式為兩端固定，當(dāng)滾珠絲桿的螺母中心位于滾珠絲桿兩支承的中心位置時時，滾珠絲桿螺母副具有最小拉壓剛度，可按式計算： 當(dāng)或時（即滾珠絲桿的螺母中心位于行程的兩端位置時），滾珠絲桿螺母副具有最大拉壓剛度，可按式計算：（2）計算滾珠絲桿螺母副支承軸承的剛度。滾珠絲桿的最小慣性矩為滾珠絲桿的最小截面積為故可由式得 本絲桿螺母副的最高轉(zhuǎn)速為1500，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其臨界轉(zhuǎn)速，故滿足要求。滾珠絲桿螺母副的承載能力校驗滾珠絲桿螺母副臨界壓縮載荷的校驗本工作臺的滾珠絲桿支承方式采用預(yù)拉伸結(jié)構(gòu)，絲桿始終受拉而不受壓，因此，不存在壓桿補穩(wěn)定問題。該軸承的預(yù)載荷能力為5600N，大于計算所得的軸承預(yù)緊力=,等于滾珠絲桿的最高轉(zhuǎn)速，故滿足要求。軸承的徑向載荷和軸向載荷分別為 因為，所以查表29得，徑向系數(shù)X=，軸向系數(shù)Y=，故表29 載荷系數(shù)組合列數(shù)2列3列4列承載列數(shù)1列2列1列2列3列1列2列3列4列組合形式DFDTDFDDFDDTDDFTDFFDFTDTTXYXY(5)確定軸承的規(guī)格型號因為滾珠絲桿螺母副擬采取預(yù)拉伸措施，所以選用角接觸球軸承組背對背安裝，以組成滾珠絲桿兩端固定的支承形式。已知溫度變化值，絲桿的線膨脹系數(shù)，滾珠絲桿副的有效行程=工作臺行程+安全行程+2余程+螺母長度 =（880+100+220+147）mm=1227mm,故(2)按式計算滾珠絲桿的預(yù)拉伸力。（2）估算允許的滾珠絲桿的最小螺紋底經(jīng)。查表27得可靠性系數(shù)，額定壽命則由式得表25 載荷性質(zhì)系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊（很平穩(wěn)）輕微沖擊伴有沖擊或振動1~~~2表26精度系數(shù)精度等級357101 表27可靠性系數(shù)可靠性/(％)9095969798991(2) 因?qū)L珠絲桿螺母副將實施預(yù)緊，所以可按式估算最大軸向載荷。（4） 按式計算滾珠絲桿螺母副的平均載荷。=（8000+2500）N=1575N=(8000+2500)N=2100N（1）按式， 主切削力的縱向切削力=（+）N=（2）按式N計