【正文】 本人能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些疏漏、錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正我我一定虛心接受老師對(duì)我的悉心教導(dǎo)！ 此致敬禮 附 錄[英文復(fù)印件]The number controls the technical development trendThe function development direction customer interface sketch turns the customer interface is the dialogue that the number controls the of system and user to of request dissimilarity of different customer to interface, as a result the workload of the development customer interface is biggest, the customer interface bees the calculator software to research to manufacture medium one of the most difficult 01234132, conjecture actuality, science calculation can see to turn and multimedia etc. the technique also puts forward the higher request to the customer customer interface biggest place then the usage of the not professional customer, the people can carry on the operation through the window way fixed menu in restaurant list, the easy to blue print plait distance and fast plait distance, the three spaces colorful stereoscopic dynamic state sketches manifestation, sketch imitate, the sketch dynamic state follows and imitates true, the dissimilarity sees direction a manifestation paris。大學(xué)生活四年，我也非常感謝我的母校，她給我提供了良好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，從內(nèi)心深處深深的感激那些曾經(jīng)教導(dǎo)我的老師，讓我能順利的完成這四年的大學(xué)生活，還有我的同學(xué)和朋友們，感謝他們對(duì)我的幫助、支持與鼓勵(lì)，是你們陪伴我度過了大學(xué)這美好的時(shí)光，這將是我一生都無(wú)法忘卻的經(jīng)歷。拓寬了我的知識(shí)面，也為我日后的工作學(xué)習(xí)提供了一個(gè)新的平臺(tái)新的起點(diǎn)。從張烈霞那里我們學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)，更學(xué)會(huì)了一絲不茍的學(xué)習(xí)精神，他的那種工作態(tài)度使我終身受益。２、復(fù)位電路　　　單片機(jī)的復(fù)位電路都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)，在時(shí)鐘電路工作后，只要在ＲＥＳＥＴ引腳上出現(xiàn)10ms 以上高電平，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，以后單片機(jī)便從0000Ｈ單元開始執(zhí)行程序３、越界報(bào)警電路　　為防止工作臺(tái)真越界，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)，此控制系統(tǒng)中有越界報(bào)警和急停處理電路，方向的越界和急停信號(hào)經(jīng)或門8031的中斷源同時(shí)又接到8031的口，采用硬件申請(qǐng)中斷和軟件查詢的方法，這樣無(wú)論哪個(gè)方向越界都會(huì)引起中斷，在中斷服務(wù)中通過軟件查詢的辦法，便可確定是哪個(gè)方向越界，當(dāng)?shù)确较蛟浇?，則相應(yīng)的紅燈亮報(bào)警．參考文獻(xiàn)[1]、李福生主編《數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)》，北京出版社 [2]、曹金榜易錫麟《機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，機(jī)械工業(yè)出版社 [3]、王愛玲、白恩遠(yuǎn)、趙學(xué)良、趙建國(guó)主編《現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床》[4]、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編輯組編《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 [5]、聯(lián)合編寫組編《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 化學(xué)工業(yè)出版社 [6]、黃鶴汀主編《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社 [7]、濮良貴、陳庾梅主編《機(jī)械設(shè)計(jì)教程》，西北工業(yè)大學(xué)出版社 [8]、顧維邦主編《金屬切削機(jī)床概論》, 機(jī)械工業(yè)出版社 [9]、張建鋼、胡大澤主編《數(shù)控機(jī)床技術(shù)》，華中科技大學(xué)出版社 致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)的最后一門課程，我深感榮幸能夠遇到張烈霞老師如此負(fù)責(zé)認(rèn)真的老師來(lái)指導(dǎo)我完成這最后一課，為我的大學(xué)生活劃上一個(gè)完滿的句號(hào)。２、光電隔離電路　　在步進(jìn)待年紀(jì)驅(qū)動(dòng)電路中，一般在接口電路與功率放大器之間家上光電隔離電路，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用光電偶合器作為光電隔離電路。為使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行并輸出一定的功率，需要有足夠的功率提供給步進(jìn)電機(jī)，因此需要有功率放大環(huán)節(jié)?！　◎?qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的脈沖需要按所需的順序供給電機(jī)個(gè)相。為實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)時(shí)不同的進(jìn)給速度，可給8155芯片定時(shí)／記數(shù)器中設(shè)置不同的時(shí)鐘常數(shù)?！　?255芯片接X向、Y向和Z向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)形分配器，為輸出，為三個(gè)方向的點(diǎn)動(dòng)及回零輸入，為面板上的選擇開關(guān)鍵輸入，設(shè)有編輯、單步運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng)Ⅰ、手動(dòng)Ⅱ等方式。I/O接口芯片與外部設(shè)備的連接是這樣安排的，8155芯片的作為顯示器段選信號(hào)輸出，是顯示器的為選信號(hào)輸出，是鍵盤掃描輸入。只有當(dāng)使能端均處于有效電平時(shí)，輸出才能產(chǎn)生，否則輸出處于高電平無(wú)效狀態(tài)。對(duì)應(yīng)輸入A、B、C的000到111的８種組合，其中對(duì)應(yīng)位000，對(duì)應(yīng)位111。I/,8255芯片的片選信號(hào)接74LS138的。I/O，但可供用戶使用的只有 口和部分口，不能滿足輸入輸出口的需要，因此系統(tǒng)必須擴(kuò)展輸入輸出接口電路。I/O接口電路及輔助電路設(shè)計(jì). 常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有6116(2Kx8)，6264(8Kx8)等，這里我們選用6264(8Kx8)，擴(kuò)展２片6264，8031與6264的連接方式與6031和2764的連接大致相同，不同的是，RAM讀輸信號(hào)與8031芯片的引腳連接，RAM寫輸信號(hào)與8031的相連。（3）、控制線的連接 　8031芯片的（外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)）與2764芯片的端相連，8031芯片的ALE（地址鎖存允許信號(hào)）接地址鎖存器74LS373的G引腳。系統(tǒng)采用全地址譯碼，兩片2764芯片的片選信號(hào)分別接74LS373譯碼器的和，系統(tǒng)復(fù)位后程序從0000H開始執(zhí)行?？趥魉透?位地址，口傳送低8位地址和數(shù)據(jù)，因此采用74LS373鎖存器，鎖存低8位地址，以實(shí)現(xiàn)口地址和數(shù)據(jù)的分時(shí)傳送ALE作為74LS373的選用信號(hào)，當(dāng)ALE為高電平時(shí)，鎖存器的輸入和輸出透明，此時(shí)不需鎖存。譯碼電路可使用現(xiàn)有的譯碼芯片，這里我們選用38譯碼器（74LS138）這種芯片，輸入端占用3根最高位地址線，剩余的13根低位地址線可作為片內(nèi)地址線，74LS138譯碼器的8根輸出線分別對(duì)應(yīng)8個(gè)8K字節(jié)的地址空間。2． 譯碼電路設(shè)計(jì)　　　由于這里擴(kuò)展的容量較大，擴(kuò)展多個(gè)外圍芯片。根據(jù)控制系的要求，這里，我們擴(kuò)展2片2764程序存儲(chǔ)器。綜合考慮以上因素，這里我們選用8031芯片作為CPU由于8031芯片內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器，需要擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器支持，同時(shí)8031內(nèi)部只有128B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供用戶使用，也不能滿足控制系統(tǒng)的要求，故需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。２、 總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；３、 存儲(chǔ)器，包括RAM和ROM；４、 接口，即I/O輸入輸出接口電路；５、 外部設(shè)備，如鍵盤，顯示器及光電輸入等。（3）齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1）有關(guān)齒輪計(jì)算傳動(dòng)比故取 Z1=22 Z2=55 m=2 mmB=20 mm 則有 2)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算：工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很少，可以忽略因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 式中 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩； 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩； 由于絲杠預(yù)金所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；式中：為傳動(dòng)系統(tǒng)各部件慣量折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ 為電機(jī)最大角加速度（） 為運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度對(duì)應(yīng)的電機(jī)最大轉(zhuǎn)速（） t為運(yùn)動(dòng)部件從靜止啟動(dòng)加速到最大快進(jìn)進(jìn)給速度所需時(shí)間（s）,取t=則有： 空載摩擦力矩：式中： G運(yùn)動(dòng)部件總重力（N） 為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)， i齒輪傳動(dòng)降速比，i= 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，取= 基本導(dǎo)程，取=1cm則有：附加摩擦力矩：式中： 為滾珠絲桿預(yù)加載荷，取的1/3 為滾珠絲桿預(yù)緊是的傳動(dòng)效率，取=則有：==++=(4) 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)的名義啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為滿足最小步距要求，電機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩：步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率：綜合考慮，查表選用 110BF003 型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。 E為材料彈性模量，對(duì)鋼A為滾珠絲杠截面積 =則有： cm滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量有預(yù)緊：式中：為滾珠直徑，查表得=Z圈數(shù)列數(shù)2513=75為預(yù)緊力則有:則絲桿的總變形量12um查表知E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差（1m長(zhǎng)）為15um/m 故剛度足夠。查表25得，選取滾珠絲杠直徑為50mm，型號(hào)為ND5012，其額定載荷為50700N，所以強(qiáng)度足夠。2．垂直進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算工作臺(tái)重量： W==8892N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)時(shí)間常數(shù)： T=25 ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程： Lo=12mm行程： S=400mm步距角： /step快速進(jìn)給速度： mm/min（1）切削力計(jì)算 由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，切削功率式中： N電機(jī)功率，查機(jī)床說(shuō)明書，N= KW；主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，～=；K進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=。 垂直方向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算1．垂直進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用半閉環(huán)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)經(jīng)一級(jí)減速齒輪傳動(dòng)副，滾珠絲桿拖動(dòng)工作臺(tái)。4)穩(wěn)定性驗(yàn)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷式中:E為絲桿材料彈性模量,對(duì)鋼I為截面慣性矩,對(duì)絲桿圓截面為絲桿底徑,=48mm則有：260444 L為絲桿最大工作長(zhǎng)度,取L=375mm 為絲桿支承方式系數(shù),參考圖213和表27,取=則有:穩(wěn)定安全系數(shù)：1548所選絲桿穩(wěn)定安全系數(shù)，查表得：則有 ，故穩(wěn)定性不存在問題。3） 效率計(jì)算：根據(jù)《機(jī)械原理》的公式，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為：式中：為絲桿螺旋升角，查得：為摩擦角，滾珠絲桿副的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=～,其摩擦角約等于 則有： 3）剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠受工作負(fù)載F引起的導(dǎo)程的變化量絲桿的拉壓變形量 式中：mm=。則有： Nc== kw切向銑削力：F=10 N式中： V主軸傳遞全部功率時(shí)的最底切削速度（m/s）則有： V=D95/60000=F==2964（N）進(jìn)給工作臺(tái)工作載荷計(jì)算從《數(shù)控銑床》中表21可得知，在一般立式銑削時(shí)，工作臺(tái)縱向進(jìn)給方向載荷：F==5294 N工作臺(tái)橫向進(jìn)給方向載荷： F==2964=1185 N工作臺(tái)橫向進(jìn)給方向載荷： F==2964=592 N（2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算：由《數(shù)控技術(shù)》可知，采用燕尾導(dǎo)軌，導(dǎo)軌銑床絲杠的軸向力：采用矩型導(dǎo)軌式中K= =則有：1）強(qiáng)度計(jì)算：壽命值： n為絲桿轉(zhuǎn)速（r/min）v為最大切削力下的進(jìn)給速度（m/min）,取最高進(jìn)給速度的1/3T額定壽命，查表得 T=15000h 滾珠絲桿導(dǎo)程，取=6mm則有：v=r/minL最大動(dòng)負(fù)載C 查表得：運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù) 則C根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷C的值，可選則滾珠絲杠的型號(hào)。傳感器與電機(jī)軸相聯(lián)，用來(lái)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，并把它們轉(zhuǎn)換為電信號(hào)反饋給數(shù)控裝置，傳感器采用脈沖編碼器。（3）齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1）有關(guān)齒輪計(jì)算傳動(dòng)比? ? ? ? ???