【正文】 再次向?qū)W院的全體老師表示由衷的謝意。不積跬步何以至千里，本論文能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。致 謝本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的幫助和支持。這只是起點，終點離我們還有一定的距離，所以還是需要我們繼續(xù)努力去走以后的路。因為每當(dāng)自己或自己和同學(xué)完成了此次設(shè)計時，或多或少有些欣慰，會感到開心，同時和老師的交流也是一種快樂。一個人的力量是有限的，團(tuán)結(jié)合作的力量是無窮的，通過對各個設(shè)計環(huán)節(jié)的確定讓我明白：一粒沙雖小，但無數(shù)粒卻能匯成無限的沙漠；水滴雖小，卻你匯成遼闊的海洋；你的一個思想、一個方法，他的一個思想和方法，相互交流互換就有了兩個思想和方法，當(dāng)今社會競爭日益激烈，而我們現(xiàn)在就應(yīng)該學(xué)會與他人合作。馬克思說過：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點。唐代思想家韓愈有句名言：業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。任何能力都是在實踐中積累起來的，都會有一個從不會到會，從不熟練到熟練的過程，人常說“生活是最好的老師”就是說只有在生活實踐中不斷磨練，才能提高獨立思考和解決問題的能力；同時也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學(xué)風(fēng)、高尚的人生、團(tuán)結(jié)和合作的精神；學(xué)會了勤奮、求實的學(xué)習(xí)態(tài)度。 結(jié) 論論文介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床改造的內(nèi)容，在此過程中我不僅運用了以前所學(xué)的各個學(xué)科方面的知識，而且學(xué)到了課本以外的知識。這個存儲區(qū)叫源程序區(qū)，一個字母存于一個字節(jié)中，每一個數(shù)都占一個字節(jié)。這樣，在加工過程中只要做實時性強的插補運算和控制調(diào)節(jié)等工作，從而提高系統(tǒng)的速度和精度。這樣，在加工過程中只做實時性強的插補運算和控制調(diào)節(jié)等工作，從而提高系統(tǒng)的速度和精度。時鐘頻率選擇：根據(jù)最插補進(jìn)給速度要求，并結(jié)合計算機(jī)換算方式，可取一特殊的F（mm/min），使該速度下每個時鐘周期進(jìn)行一次插補。在這里選用時鐘中斷法。在CNC系統(tǒng)中，可用軟件或軟件與接口配合實現(xiàn)進(jìn)給速度的控制。 數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度與加工精度、表面光潔度和生產(chǎn)率有密切關(guān)系。光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成。X、Y向步進(jìn)電機(jī)各自用一個環(huán)形分配器控制。要正確控制步進(jìn)電機(jī)，必須正確控制這些信號。這樣，該芯片的所生控制端主要還有方向控制端。 47擴(kuò)展6264電路步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動接口電路由前面總體設(shè)計可知，步進(jìn)電機(jī)的脈沖發(fā)生采用硬件實現(xiàn)，設(shè)計給定的條件要求電機(jī)采用3相6拍，但本設(shè)計所采用的芯片為YB104 4相8拍環(huán)形分配器。方式選擇開關(guān)設(shè)置方式選擇開關(guān)時一單刀八擲的波段開關(guān)，提供選擇方式有編輯、空運行、自動、回零、手動手動手動3和通信，總共8種功能。圖45 外部EPROM電路圖46 擴(kuò)展2764EPROM 鍵盤顯示器的接口電路利用8279擴(kuò)展鍵盤和顯示器，在這里采用外部譯碼的方式，因此要選用譯碼器，采用74LS154?？刂贫随溄樱琌E、WE分別于8031的RD、WE端相連接來控制6264的讀寫。地址連接：8031的低八位地址經(jīng)P0口通過74LS373與6264的低八位地址端相連高位地址線只用7根與6264的高7為地址端相連。該芯片的地址范圍0000H~FFFFH，如圖36所示。ALE與74LS373的OC端相連。控制線的鏈接。由于EPROM一般不含有地址鎖存器，因此8031的P0口要經(jīng)過機(jī)制鎖存器74LS373與EPROM低8位地址端相連，P2口與2764高8為地址端相連,如圖35所示。 部分硬件接口電路及輔助電路設(shè)計本系統(tǒng)接口電路包括程序存儲器擴(kuò)展電路、數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展電路、鍵盤顯示接口電路和步進(jìn)電機(jī)接口電路，輔助電路包括時鐘電路、復(fù)位電路、計數(shù)電路和警報電指示路。一種為外部譯碼方式?？刂婆c定時寄存器用來寄存操作命令字，通過對命令字譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，控制8279的各個部件的協(xié)調(diào)工作，完成相應(yīng)的功能。 可編程鍵盤，顯示器接口—Intel8279 圖44 82791）、8279內(nèi)部結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)緩沖器及I/O控制邏輯數(shù)據(jù)緩沖器是一個雙向緩沖器，它連接內(nèi)部總線和外部總線，用于傳送CPU和8279之間的命令，數(shù)據(jù)和狀態(tài)。由于兩種控制字都有特征位，因此寫入順序可以任意。分別是工作方式控制字和C口德按位置/復(fù)位控制字。 工作方式8255有三種工作方式：即基本輸入/輸出方式方式0、選通輸入/輸出方式方式雙向輸入/輸出工作方式方式2（只有A口可以選擇這種工作方式）。同時8255芯片內(nèi)有A、B、C三個I/O端口，各須占用一個端口地址。圖43 8031連8255 8255端口的尋址一塊8255芯片內(nèi)，AB兩組控制電路各有一個控制寄存器，由CPU輸入的控制字來決定三個I/O端口的工作方式。Vcc+5V電源。RESET復(fù)位信號線，高電平有效。WR寫入信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。CS片選信號線，低電平有效。D7D0三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù)信息。 圖42 8255引腳圖 數(shù)據(jù)總線緩沖器它是一個三態(tài)雙向緩沖器，用于和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中線直接相連，以實現(xiàn)CPU和8255之間信息的傳送，如圖 43所示。也可根據(jù)控制字的要求對C口按位清0或置1。 工作方式控制電路A、B兩組控制電路把三個端口分別分成A、B兩組，A組控制A口各位和C口高四位，B組控制B口各位和C口低四位。B口：具有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩存器和一個8位輸入或輸出寄存器，但不能雙向輸入/輸出。XTAL1:振蕩器的反相放大器輸入，使用外部震蕩器時必須接地；XTAL2:振蕩器的反響放大器輸出，使用外部振蕩器時，接受外圍震蕩信號； 8255A可編程并行I/O口擴(kuò)展芯片8255A可編程并行I/O口擴(kuò)展芯片可以直接與MCS系列單片機(jī)系統(tǒng)總線連接，它具有三個8位的并行I/O口，具有三種工作方式，通過編程能夠方便地采用無條件傳送、查詢傳送、中斷傳送方式完成CPU與外圍設(shè)備之間的信息交換。Vpp：當(dāng)EA為高電平且PC值小于0FFFH時CPU執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的程序。在進(jìn)行第二功能操作前，對第二功能的輸出鎖存器必須由程序置1。（I/O）口線 圖41 8031 8031單片機(jī)有P0、PPP4四個端口，每個端口8根I/O線。各引腳功能簡要介紹如下： Vss：電源接地端。8279作為系統(tǒng)出入輸出口擴(kuò)展，分別接鍵盤的出入、輸出顯示，8255接步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形分配器，分別并行控制X和Z軸的步進(jìn)電機(jī)。再選用一片6264RAM用于存放需要隨機(jī)修改的零件程序、工作參數(shù)。本系統(tǒng)選用8031CPU作為數(shù)控系統(tǒng)的中央處理機(jī)。刀架改成由微機(jī)控制的經(jīng)電機(jī)驅(qū)動的自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架。車床的縱向（Z軸）和橫向（X軸）進(jìn)給運動采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。本設(shè)計以8031為核心，增加儲存器擴(kuò)展電路，接口和面板操作開關(guān)組成的控制系統(tǒng)。制造和維修方便，完全能滿足經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的改造需要。在我國，普通機(jī)床數(shù)控改造方面應(yīng)用較普遍的事MCS51系列單片機(jī)。有了硬件，軟件才能有效的運行。 4 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 微機(jī)控制系統(tǒng)硬件的選擇任何一個數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。從圖13a看出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動時f起=2000HZ，M=（）直接使用則會產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采用升降速控制（用軟件來實現(xiàn)）將起動頻率降到1000HZ時。從表422查出 步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時λ= =最大靜力矩Mjmax=900/=. m大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號，但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動短頻特性和運行矩頻特性。傳動系統(tǒng)折算到電動機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量()可由下式計算： =Jm+J1+ [(J2+ Js)+] 其中：Jm 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 J1 J2齒輪Z1 Z2轉(zhuǎn)動慣量 Js滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣量參考同類型機(jī)床，初選混合式步進(jìn)電動機(jī)130BF，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量：Jm = J1=103L1=1032= J2=103L2=103842= Js= 10354120= G=800N代入公式： =Jm+J1+ [(J2+ Js)+]==考慮步進(jìn)電動機(jī)與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題JM/JΣ=基本滿足慣量匹配的要求（7）、 電動機(jī)力矩的計算機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計算：1）、快速空載起動力矩M起 M起= Mamax +Mf+M0Mamax== = nmax=將前面的數(shù)據(jù)代入式中各符號意義同前。 Tq=（3）、 計算最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax 查《數(shù)控指導(dǎo)書》表422，如取五相十拍時，則 Tjmax=（4）、 計算步進(jìn)電機(jī)空載起動頻率和切削的工作效率 fk=Hz fe=Hz 式中 fk—步進(jìn)電動機(jī)快速進(jìn)給時的最大空載啟動頻率 fe—步進(jìn)電動機(jī)切削時的最大工