【正文】 最后根據(jù)所加工的工件形狀針對刀具及工作平臺設計了相應的工作程序。在設計微機控制系統(tǒng)時，在選取主控制器及存儲器時通過對本系統(tǒng)的考慮，在從性能價格比上選取了合適的硬件結構，在電路設計方面以達到簡潔明了實用為目的，做出了設計。在傳動方面為適應其加工范圍、工藝要求、加工精度及自動化要求等方面，對主軸進行了設計使其具有較高的熱穩(wěn)定性，并能保證配合精度，并且還對X、Y、Z軸及其它相關零件進行了計算。 N0不為0,則N0←N01RETLOOP2: MOV A , NIL 。 N2為0,減速結束,關中斷RET 。 判斷N1是否為0,為0則轉(zhuǎn)入減速JNE A , 00H , LOOP2MOV A , NIHJNE A , 00H , LOOP2MOV A , N2 。 調(diào)FEED子程序,使電機進給步MOV A , N0 。 送時間常數(shù)到定時器0中MOVC A , A+DPTRMOV TLO , AINC DSMOV A , DSMOVC A , A+DPTRMOV THO , AINC DS 。 中斷允許范圍RETORG 000EH 。允許定時器0中斷SETB TRO 。 送時間常數(shù)至定時器0中INC DSMOV A , DSMOVC A , A+DPTRMOV THO , AINC DSSETB EA 。 設地址偏移量初值為00HMOV A , A+DPTR 。 設NZ初值為27MOV A , N0RL AMOV RO , ACLR C MOV A , NLSUBB A , N0MOV NLL , AMOV A , NHSUBB A , 00HMOV NIH , AMOV DPTR , 1000H 。 設計數(shù)器為工作方式1,16定時器 MOV N0 , 1BH 。 地址指針偏移量FEED EQU 0E80HORG 0E00HSTART: MOV SP , 60H 。 程序部分 ORG 2000KZCH: PUSH AH ；保護。2．8031的復位電路單片機的復位都是靠外部電路實現(xiàn)，在時鐘電路工作后，只要在RESET引腳上保持10ms以上的高電平，單片機便實現(xiàn)狀態(tài)復位，之后CPU便從0000H單元開始執(zhí)行程序?！?2MHz之間任選，耦合電容在5～30Pf之間，對時鐘有微調(diào)作用。 光電隔離與步進電機接口電路 其它輔助電路設計1. 8031的時鐘電路單片機的時鐘可以有兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要加上隔離電路，實現(xiàn)電氣隔離，通常使用最多的是光電耦合器。 3．隔離電路在步進電機驅(qū)動電路中，脈沖分配器輸出的信號經(jīng)放大后控制步進電機的勵磁繞組。在數(shù)控系統(tǒng)中使用較多的是集成脈沖分配器和軟件脈沖分配器。脈沖分配器又叫做環(huán)形分配器，是驅(qū)動步進電機必不可少的環(huán)節(jié)。也可采用8155或8255A等可編程并行輸入、輸出接口芯片設計擴展接口電路，來控制步進電機即其它外部設備。在控制系統(tǒng)中，步進電機的接口電路至關重要，沒有它將無法實現(xiàn)微機對步進電機的控制。在負載能力及動態(tài)特性范圍內(nèi)，電動機的角位移僅與控制脈沖成正比。TIMEROUT：8155內(nèi)部定時/計數(shù)器信號輸出端。PC0～PC5：有兩個作用，既可作為通用的I/O口，也可作為PA口和PB口的控制信號線，這些可通過程序控制。PA0～PA7：8位通用I/O口，其輸入、輸出的流向可由程序控制。8155內(nèi)部設有地址鎖存器，在ALE的下降沿將單片機P0口輸出的低8位地址信息及，IO/的狀態(tài)都鎖存到8155內(nèi)部鎖存器。IO/：8155的RAM存儲器和I/O口選擇。：寫選通信號，低電平有效。單片機與8155之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個總線口傳送的。AD0～AD7：三態(tài)的地址/數(shù)據(jù)總線。8155各引腳功能說明如下：RST：復位信號輸入端，高電平有效。本系統(tǒng)中所設計的是由46鍵和6位LED顯示器組成。 2. 鍵盤、顯示器接口電路鍵盤、顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機交互的外部設備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計算機狀態(tài)的動態(tài)顯示。8155本身具有地址鎖存信號控制線和地址鎖存器，故可直接將地址、數(shù)據(jù)線AD0～AD7直接與8031口線對應的相連，8155的ALE與8031的ALE直接相連，～,IO/，其它讀寫信號WR、RD也都對應相連。由于8155與單片機的接口簡單，是單片機系統(tǒng)廣泛使用的芯片。因此在大部分應用系統(tǒng)中都不可避免地要進行I/O口的擴展。當LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善400mV 。當鎖存允許端LE 為高電平時，O 隨數(shù)據(jù)D 而變。當三態(tài)允許控制端OE 為低電平時，O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。R AM6264引腳圖74LS373是一片三態(tài)輸出8D觸發(fā)器（3S，鎖存允許輸入有回環(huán)特性）。本系統(tǒng)擬采用6264芯片作為數(shù)據(jù)存儲器的外擴芯片。EPROM2746引腳圖 2. 數(shù)據(jù)存儲器的擴展由于8031內(nèi)部RAM只有128字節(jié)，遠遠不能滿足系統(tǒng)的要求，須擴展片外的數(shù)據(jù)存儲器。8位數(shù)據(jù)線直接與8031 P0口相連，～，OE引腳直接同8031PSEN引腳相聯(lián)，片選信號CE接地，以便總能選中。2764中的低8位地址線通過地址鎖存器74LS373與8031P0口相聯(lián)。在本系統(tǒng)中，我們擬采用2764作為擴展芯片。此外，還要考慮最大讀出速度、工作溫度計存儲器的容量。8031引腳配置圖 存儲器電路的擴展單片機應用系統(tǒng)中擴展用的程序存儲器芯片，即紫外線可編程的EPROM芯片，其型號分別為：271273276271227256等，其容量分別位2k、4k、8k、16k、32k。下圖為8031的引腳圖： MCS51系列單片機中的8031采用40Pin封裝的雙列直插式封裝DIP結構，下圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根。（7） 微處理器（CPU）：為8位的CPU，且內(nèi)含一個1位CPU（位處理器），不僅可處理字節(jié)數(shù)據(jù)，還可以進行位變量處理。 （5） 串行口：1個全雙工的串行口，具有四種工作方式。 （3） 中斷系統(tǒng)：具有5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權。 （2） 程序存儲器（ROM/EPROM）：8031無此部件；8051為4KROM；8751為4KEPROM。但從性能價格比上，我們常采用MCS51系列單片機中的8031作為主控制器。，存儲量大，可實現(xiàn)多功能控制、多路運行控制及數(shù)據(jù)和圖形顯示等，給操作人員和監(jiān)視生產(chǎn)過程帶來方便。（4）管理程序和診斷程序 管理程序?qū)?shù)據(jù)輸入、處理及切削加工過程服務的各個程序進行調(diào)度，還可以對面板命令、時鐘信號、故障信號等引起的中斷進行處理。（2）插補運算程序 它完成普通數(shù)控系統(tǒng)中插補器的功能。（3）接口。（1）主控制器，即中央處理單元CPU。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的性能指標。第四章 微機控制系統(tǒng)的設計 微機控制系統(tǒng)的組成 微機控制系統(tǒng)主要由微型計算機和伺服系統(tǒng)兩大部份組成，其中微機又包括硬件和軟件兩部分。如必須卸下來時，要使用輔助套，否則裝卸時滾珠有可能脫落。 B 安裝螺母時，盡量靠近支撐軸承。徑向力、彎矩會使?jié)L珠絲杠副產(chǎn)生附加表面接觸應力等不良負荷，從而可能造成絲杠的永久性損壞。 (4)安裝，不能自鎖，在用于垂直方向傳動時，如部件重量未加平衡，必須防止傳動停止或電機失電后，因部件自重而產(chǎn)生的逆?zhèn)鲃?。另外，如沒有異物，但有浮塵時可在滾珠螺母兩端增加防塵圈，請用戶根據(jù)需要按編號規(guī)則選定合適規(guī)格型號。表16 潤滑油的給油量標準（間隔3分鐘）表三潤滑油的給油量標準軸 頸 (mm)給油量 (cc)4～810～1415～1820～2528～3236～4045～5055～6370～100100～160(2)防塵滾珠絲杠副與滾動軸承一樣，如果污物及異物進入就很快使它磨耗，成為破損的原因。(1)潤滑為使?jié)L珠絲杠副能充分發(fā)揮機能，在其工作狀態(tài)下，必須潤滑，潤滑方式主要有以下兩種潤滑脂的給脂量一般是螺母內(nèi)部空間容積的1/3，一般滾珠絲杠副在螺母內(nèi)部已加注GB732494 2鋰基潤滑脂； 潤滑油的給油量標準如表16所示，但是隨行程、潤滑油的種類、使用條件（熱抑制量）等的不同而有所變化。 6）效率驗算 滾珠絲杠副的傳動效率為 要求在90%～95%之間，所以該絲杠副合格。 ③ 此外滾珠絲杠副還受值的限制，通常要求 5）剛度驗算 滾珠絲杠在工作負載F(N)和轉(zhuǎn)矩T()共同作用下引起每個導程的變形量(m)為： 式中:A絲杠截面積,；為絲杠的極慣性矩，；G為絲杠切變模量，對鋼；T為轉(zhuǎn)矩。要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速。 安全系數(shù) 查表210，[S]=～ ,S[S],絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。另一端游動，需要徑向約束，采用深溝球軸承，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動端自由伸縮，如下圖。 Z軸滾珠絲杠副（1）精度要求：進給精度 快速進給精度（2）疲勞強度絲杠的最大載荷為主軸重量加摩擦力，最小載荷為主軸重量減最大進給力的垂直分力。 6）效率驗算 滾珠絲杠副的傳動效率為 要求在90%～95%之間，所以該絲杠副合格。 ③ 此外滾珠絲杠副還受值的限制，通常要求 5）剛度驗算 滾珠絲杠在工作負載F(N)和轉(zhuǎn)矩T()共同作用下引起每個導程的變形量(m)為： 式中:A絲杠截面積,；為絲杠的極慣性矩，；G為絲杠切變模量，對鋼；T為轉(zhuǎn)矩。要求絲杠的最大轉(zhuǎn)速。 安全系數(shù) 查表210，[S]=～ ,S[S],絲杠是安全的，不會失穩(wěn)。另一端游動，需要徑向約束，采用深溝球軸承，外圈不限位，以保證絲杠在受熱變形后可在游動端自由伸縮，如下圖。 經(jīng)上述計算驗算，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? 則絲杠在工作長度上的彈性變形所引起的導程誤差為： 通常要求絲杠的導程誤差小于其傳動精度的1/2，即 該絲杠的滿足上式，所以其剛度可以滿足要求。 臨界轉(zhuǎn)速按下式計算： 式中：為臨界轉(zhuǎn)速系數(shù)，見表210，本題取， 即：，所以絲杠工作時不會發(fā)生共振。② 高速長絲杠工作時有可能發(fā)生共振，因此需驗算其不發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速——臨界轉(zhuǎn)速。① 由于一端軸向固定的長絲杠在工作時可能會發(fā)生失穩(wěn)，所以在設計時應驗算其安全系數(shù)S,其值應大于絲杠副傳動結構允許安全系數(shù)[S]絲杠不會失穩(wěn)的最大載荷稱為臨界載荷，并按下式計算 式中，E為絲杠材料的彈性模量，對于鋼,E=206Gpa；l為絲杠工作長度（m）；為絲杠危險截面的軸慣性矩（）；為長度系數(shù)，取。 X軸