【正文】 通過這次設(shè)計(jì)，我不敢說獲得。不下一番苦功夫，不花大力氣是不可能做到這一點(diǎn)的。要想自己的設(shè)計(jì)從頭至尾，每一個(gè)細(xì)節(jié)，每一步計(jì)算都明明白白，做到心中有數(shù)。 Japan Society of Precision Engineering,1991,3(57)致 謝 緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了。IEEE Vol IE39,1989, [21] Nakazawa H, Tomishi Y 參考文獻(xiàn)[1] 《實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社[2] 《數(shù)控機(jī)床》上海交通大學(xué)教研，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[3] 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》范云漲 陳兆年主編，機(jī)械工業(yè)出版社[4] 《機(jī)床改造的思路與使用技術(shù)》劉庶民編著，機(jī)械工業(yè)出版社[5] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)1～5》徐灝主編，機(jī)械工業(yè)出版社[6] 《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》唐可洪主編，機(jī)械工業(yè)出版社[7] 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》張建民等編，北京理工出版社[8] 《機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控及應(yīng)用》畢承思等編，機(jī)械工業(yè)出版社[9] 《機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[10]《金屬切削機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》,機(jī)械工業(yè)出版社[11]《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》馮辛安編，機(jī)械工業(yè)出版社[12]《機(jī)電傳動(dòng)控制》鄧星鐘編，華中理工大學(xué)出版社[13]《金屬切學(xué)原理》陶乾編著，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[14]《畫法幾何及機(jī)械制圖》,吉林科學(xué)技術(shù)出版社[15]《數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)》,國(guó)際工業(yè)出版社[16]《微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，西南交通大學(xué)出版社[17]《機(jī)械精度設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，甘永力，陳小華主編，吉林人民出版社[18]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社[19]《機(jī)械設(shè)計(jì)大典1～6》，機(jī)械工業(yè)出版社[20] G..Chsieh在選取電機(jī)時(shí)，以絲杠的最大負(fù)載及不影響電路的正常工作。在進(jìn)給伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，因其要求定位精度高、跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)快、系統(tǒng)的穩(wěn)定好等，首先對(duì)其進(jìn)行了分析并根據(jù)其要求完成這方面的設(shè)計(jì)。 N1不為0,則N1←N11CLR CSUBB A , 01HMOV NIL , AMOV A , NIHSUBB A , 00HMOV NIH , ARETLOOP3: DEC N2RET結(jié)論由于數(shù)控機(jī)床的精密要求，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候不得不考慮它的剛度要求及抗振性要求，這使得在設(shè)計(jì)床身的時(shí)候就要考慮到它所承受的各種外力的情況，在這方面，我針對(duì)床身的材料、厚度及其機(jī)構(gòu)幾方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 中斷返回LOOP1: DEC N0 。 判斷N2是否為0JNE A , 00H , LOOP3CLR EA 。 判斷N0是否為0,為0則轉(zhuǎn)恒速JNE A , 00H , LOOP1MOV A , N1 。 修改地址偏移量指針CALL FEED 。 定時(shí)器0中斷入口地址JMP 0F00HORG 0F00HINT: MOV A , DS 。 啟動(dòng)定時(shí)器0開始算WAIT: JB EA , WAIT 。 開中斷允許SETB ETO 。 從EPROM中讀時(shí)間常數(shù)MOV TLO , A 。 設(shè)時(shí)間常數(shù)地址指針初值為1000HMOV DS , 00H 。 設(shè)N0初值為27MOV NZ , 1BH 。 程序開始 MOV TMOD , 01H ?，F(xiàn)場(chǎng)PUSH BCMOV R2,NH ；送步數(shù)給R2LOOP0: MOV R3,00HMOV DPTR,POINT ；送控制碼指針JNB 00H,LOOP2LOOP1: MOV A,R3 ；取控制碼MOVC A, A+DPTRJZ LOOP0 ；控制碼為00H轉(zhuǎn)LOOP0MOV P1, A ；輸出控制碼CALL YANS ；調(diào)延時(shí)子程序INC R3 ；指針指向下一個(gè)控制碼JNZ R2,LOOP1 ；步數(shù)未完，繼續(xù)POP BC ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)POP AFRETLOOP2: MOV A, R3 ；取反向控制碼ADD A, 7HMOV R3, AAJMP LOOP1POINT: DB 01H ；正向轉(zhuǎn)動(dòng)控制碼DB 03HDB 02HDB 06HDB 04HDB 05HDB 00HDB 01H ；反向轉(zhuǎn)動(dòng)控制碼DB 05HDB 04HDB 06HDB 02HDB 03HDB 00HPOINT: EQU 150HN0 EQU 20HNLL EQU 21HN1H EQU 22HN2 EQU 23HNL EQU 24HNH EQU 25HDS EQU 26H 。一般數(shù)控系統(tǒng)都采用上電與按鈕復(fù)位組合。采用外部時(shí)鐘方式，可把XTAL1直接接地，XTAL2接外部時(shí)鐘源。內(nèi)部方式利用芯片內(nèi)部振蕩電路，在XTALXTAL2引腳上外接定時(shí)元件，如圖()所示。圖為光電耦合器與步進(jìn)電機(jī)的接口電路。由于步進(jìn)電機(jī)需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高（幾十伏），電流也較大，如果將輸出信號(hào)直接與功率放大器相聯(lián)，將會(huì)引起強(qiáng)電器干擾，輕則影響計(jì)算機(jī)程序的正常進(jìn)行，重則導(dǎo)致計(jì)算機(jī)和接口電路的損壞。而在本系統(tǒng)中使用的是軟件脈沖分配，通過編程來(lái)達(dá)到脈沖分配的目的，從而控制步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組。步進(jìn)電機(jī)的控制方式由環(huán)形分配器實(shí)現(xiàn)，其作用是將數(shù)控裝置送來(lái)的一系列脈沖指令按一定的分配方式和順序輸送給步進(jìn)電機(jī)的各項(xiàng)繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正或反轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)即采用8155的PA口作為步進(jìn)電機(jī)的控制端口。如前所述，8031系列單片機(jī)含有4個(gè)并行輸入/輸出口，其中P1口可以提供給用戶使用，作為步進(jìn)電機(jī)及其它控制對(duì)象的接口。在多數(shù)情況下，用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件的數(shù)控系統(tǒng)不需要A/D或D/A轉(zhuǎn)換，可采用較為簡(jiǎn)單的開環(huán)控制，因而成為經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床最主要的一種伺服驅(qū)動(dòng)元件。VCC：＋5V電源8155集成芯片引腳圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)是一種用脈沖信號(hào)控制的電動(dòng)機(jī)。TIMERIN：8155內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器信號(hào)輸入端。PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。因此，P0口輸出的低8位地址信號(hào)不需外接鎖存器。當(dāng)IO/＝0時(shí)，則選擇8155的片內(nèi)RAM，AD0～AD7上地址為8155中RAM單元的地址（00H～FFH）；當(dāng)IO/＝1時(shí)，選擇 8155的I/O口，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，命令/狀態(tài)寄存器ALE：地址鎖存信號(hào)。：片選信號(hào)線，低電平有效。：讀選通信號(hào)，低電平有效。與單片機(jī)的低8位地址/數(shù)據(jù)總線（P0口）相連。復(fù)位后，3個(gè)端口均為輸入方式。為了簡(jiǎn)化電路，鍵盤的列線及LED顯示器的段碼共用一個(gè)口，即8155的PB口，鍵盤的行線由8155的PA口提供，LED的字位控制則由PC口經(jīng)74154后提供。通常，數(shù)控系統(tǒng)都采用行列式鍵盤，按鍵設(shè)置在行列的交點(diǎn)上。8155的地址與8031統(tǒng)一編址。8155與8031的聯(lián)接可歸結(jié)為三總線的連接。通用可編程接口芯片8155具有2k位的靜態(tài)RAM、2個(gè)8位和一個(gè)6位的可編程并行I/O口、一個(gè)14位的計(jì)數(shù)器。引出端符號(hào)：D0～D7：數(shù)據(jù)輸入端；OE：三態(tài)允許控制端（低電平有效）；LE：鎖存允許端；Q0Q：輸出端；鎖存器74LS373外部管腿 I/O口電路的擴(kuò)展 1. 并行口的擴(kuò)展8031單片機(jī)共有四個(gè)8位并行I/O口，但可供用戶使用的只有P1口及部分P3口線。當(dāng)LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng)OE 為高電平時(shí)，O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。373 的輸出端D0~D7 可直接與總線相連。6264低8位地址線通過地址鎖存器74LS373與8031 P0口相接，～，8位數(shù)據(jù)線直接接至8031 P0口，讀寫控制引腳OE、WE與8031的讀寫控制引腳RD、WR直接相聯(lián)，片選端CE1通過譯碼電路與8031相聯(lián)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路一般采用6116和6264靜態(tài)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其選用的規(guī)則與EPROM程序存儲(chǔ)器的要求相同。由于8031只能選通外部程序存儲(chǔ)器，因而其EA引腳接地。當(dāng)?shù)刂锋i存允許信號(hào)ALE為高電平，則P0口輸出地址有效。2764與8031主要是三總線的聯(lián)接。在滿足容量要求是應(yīng)盡量選擇大容量芯片、以減少芯片數(shù)量，是系統(tǒng)簡(jiǎn)化。在選擇芯片時(shí)，要考慮CPU與EPROM時(shí)序的匹配，即8031所能讀取的時(shí)間必須大于EPROM所要求的讀取時(shí)間。4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。MCS51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，如圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 微處理器（運(yùn)算部件）控制部件 ROM/EPROMP2口P0口程序存儲(chǔ)器 特殊功能寄存器SFR中斷系統(tǒng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器串行口P3口P1口 MCS51單片機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)8031單片機(jī)包含中央處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。 （6） P1口、P2口、P3口、P0口：為四個(gè)并行8位I/O口。 （4） 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有四種工作方式。片外最多可外擴(kuò)至64K字節(jié)。下面對(duì)各功能部件作進(jìn)一步的說明： （1） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）：片內(nèi)為256個(gè)字節(jié)，片外最多可擴(kuò)至64K字節(jié)。 微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備介紹 主控制器CPU的選擇、目前在數(shù)控系統(tǒng)中常用的芯片由80880880288038以及8098096等16位機(jī)的CPU，也有8080、Z80和8058038751等8位機(jī)的CPU。采用微機(jī)數(shù)控，使數(shù)控機(jī)床電氣部分成本大為下降，對(duì)功能較齊全的數(shù)控機(jī)床價(jià)格幅度下降更大。采用大規(guī)模集成電路時(shí)控制框尺寸大為縮小，采用可編程接口又可將M、S、T等順序控制部分邏輯電路與數(shù)控裝置結(jié)合一起，使結(jié)構(gòu)更為緊湊。由于系統(tǒng)的硬件是通用、標(biāo)準(zhǔn)化的，對(duì)于不同機(jī)床的控制要求只需更換可編程只讀存儲(chǔ)器中的系統(tǒng)程序就可實(shí)現(xiàn)。由于采用大規(guī)模集成電路、軟件連接以及自診斷功能，所以大大提高了無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間，即使有極少的故障也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除。診斷程序可以在運(yùn)行中及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指示故障類型。（3）速度控制程序 它根據(jù)給定的速度代碼或每分毫米數(shù)控制插補(bǔ)運(yùn)算的頻率，以保證預(yù)定速度進(jìn)給。2．微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)軟件軟件是指為實(shí)現(xiàn)微機(jī)控制系統(tǒng)各項(xiàng)功能編制的專用程序，它一般由以下幾部分組成：（1）輸入數(shù)據(jù)處理程序 它接受輸入的零件加工程序，用標(biāo)準(zhǔn)代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)整理成便于解釋執(zhí)行的格式后存放。（2）存儲(chǔ)器，包括只讀可編程存儲(chǔ)器和隨機(jī)讀寫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來(lái)由以下部分組成。1．微機(jī)控制系統(tǒng)基本硬件組成硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，有了硬件軟件才能有效地運(yùn)行。螺母裝卸時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： A ～； B 輔助套在使用中必須靠緊絲杠螺紋軸肩； C 裝卸時(shí)，不可使過大力以免螺母損壞； D 裝入安裝孔時(shí)要避免撞擊和偏心。 ，請(qǐng)不要把螺母從絲杠軸上卸下來(lái)。 C 同樣安裝支撐軸承時(shí)，盡量靠近螺母安裝部位。因此，滾珠絲杠副安裝到機(jī)床時(shí)應(yīng)注意： A 絲杠的軸線必須和與之配套導(dǎo)軌的軸線平行，機(jī)床的兩端軸承座與螺母座必須三點(diǎn)成一線。 滾珠絲杠副在安裝時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：。防逆?zhèn)鲃?dòng)方法可用蝸輪蝸桿傳動(dòng)、液壓式電器制動(dòng)器及超越離合器等。(3)使用滾珠絲杠副在使用時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：，必要時(shí)要在行程兩端配置限位，以避免螺母越程脫離絲杠軸而使?jié)L珠脫落。因此，考慮有污物異物（切削碎削）進(jìn)入時(shí)，必須采用防塵裝置（折皺保護(hù)罩、絲杠護(hù)套等），將絲杠軸完全保護(hù)起來(lái)。請(qǐng)注意使用。經(jīng)上述計(jì)算驗(yàn)算，所以合格。 式中：為摩擦角，其正切函數(shù)值為摩擦系數(shù)；為平均工作載荷 按最不利的情況?。ㄆ渲校? 則絲杠在工作長(zhǎng)度上的彈性變形所引起的導(dǎo)程誤差為： 通常要求