【正文】 不操作 D0D7 雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線 片選線 數(shù)據(jù)讀寫控制線 A0A1 地址選擇線 4 求工作臺(tái)實(shí)際位移量 1DZP∑ DZPi△ DZP 其中 DZP∑是瞬時(shí)累計(jì)正向位移量 DZPi 是上一次 8ms 累計(jì)正向位移量 △ DZP 是當(dāng)前 8ms 內(nèi)實(shí)際正向位移量 2DFP∑＝ DFPi＋△ DFP 其中 DFP∑是瞬時(shí)累計(jì)負(fù)向位移量 DFPi 是上一次 8ms 累計(jì)負(fù)向位移量 △ DPF 是當(dāng)前 8 ms 人實(shí)際負(fù)向位移量 3DZFP＝ DZP∑－ DFP∑ 若 DZFP＞ 0 表示工作臺(tái)實(shí)際正向位移量 DXFP＜ 0 表示工作臺(tái)實(shí)際負(fù)向位移量 5 展電路和選通路 1 展寬電路的作用是將 CK 的窄脈沖變寬 2 選通電路當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)關(guān) K 接通 Q 端選通電路允許 CK從 BA2 送出脈沖若電機(jī)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) K 接通端允許 CK 從 BA3 送出沖 三速度環(huán)反饋電路 伺服系統(tǒng)的速度控制單元需要一個(gè)速度反饋 電壓電壓在－ 45V45V 之間本系統(tǒng)通過(guò) FV 變換器獲得這一反饋電壓 CK 端輸出的脈沖其頻率正比于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速利用線性的 FV 脈沖頻率電壓變換器 LM331 可將該脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成正比于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào) VFVF 經(jīng)后面的極性變換電路獲得反饋電壓 VSTB176。 禁止 0 1 1 179。 179。 L L L L H H H H H ↑ L ↑ L ↓ H H ∏ ∏ ∏ ∏ ∏ 管腳接高電平脈沖發(fā)圖形器的 A 相一端接 74LS221 的 1B1A 接低電平另一端接 2A 則 2B 接高電平就可產(chǎn)生在 A 的上升沿 IQ 端輸出正的窄脈沖在 A 的下降沿 2Q 端輸出正的窄脈沖 3 計(jì)數(shù)器 8253 8253 具有 3 個(gè)獨(dú)立的 16 位計(jì)數(shù)器通道使用單一 5V 電源是 24 個(gè)引腳的雙列直插式器件 1 主要功能 ①一片上有 3 個(gè)獨(dú)立的 16 位計(jì)數(shù)器通道 ②每個(gè)計(jì)數(shù)器都可以按照二進(jìn)制或二十進(jìn)制計(jì)數(shù) ③每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率可高達(dá) 2MHZ ④每個(gè)通道有 6 種工作方 式可有程序設(shè)置和改變所有 的輸入輸出都與 TTL 兼容 28253 的控制字格式 本模板 8253 工作在方式 0 計(jì)完最后一個(gè)數(shù)時(shí)中斷計(jì)數(shù)工作狀態(tài)通道 0累計(jì)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)的位移反饋脈沖通道 1 累計(jì)電機(jī)負(fù)向旋轉(zhuǎn)時(shí)的位移反饋脈沖 38253 的功能表和芯片管腳圖如下 A1 A0 操 作 L 0 1 0 0 讀計(jì)數(shù)器 0 L 0 1 0 1 讀計(jì)數(shù)器 1 L 0 1 1 0 讀計(jì)數(shù)器 2 L 0 1 1 1 無(wú)操作禁止讀 L 1 0 0 0 計(jì)數(shù)常數(shù)寫入計(jì)數(shù)器 0 L 1 0 0 1 計(jì)數(shù)常數(shù)寫入計(jì)數(shù)器 1 L 1 0 1 0 計(jì)數(shù)常數(shù)寫入計(jì)數(shù)器 2 A1 A0 操 作 L 1 0 1 1 寫 入 方式 控制 字 H 179。 179。 179。如果脈沖發(fā)生器每周產(chǎn)生 2021個(gè)脈沖則主軸每轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器兩相均產(chǎn)生 2021個(gè)方波脈沖 2 整形辨向加密電路 本系統(tǒng)采用的電路如圖 本電路將 AB 兩相脈沖成正負(fù)兩路脈沖列即正轉(zhuǎn)時(shí)正路有脈沖列 輸出負(fù)路保持高電平反轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)路有脈沖列輸出正路保持高電平脈沖對(duì)應(yīng)如下 正 轉(zhuǎn) 反 轉(zhuǎn) 圖中 74LS2L21 是雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器其功能表和芯片管腳圖如下 輸 入 輸 出 A B Q L 179。的 TTL 電平的 AB 兩相脈沖若電動(dòng)機(jī)正方向旋轉(zhuǎn) A 比 B 超前 90176。 采用 74LS245 是為了彌補(bǔ) 8255 輸入輸出 口不足的問(wèn)題端與 I0 口模板上的片選擇 碼器相連 實(shí)現(xiàn)以光為媒的電信號(hào)傳輸輸入端和輸出端在電 氣上是絕緣的 在一片 TLP5214 芯片中有四只光電隔離器 每只光電隔離器都有一只發(fā)光二級(jí)管 D1 一只光敏 三級(jí) 管 T1 和一只放大三級(jí)管 T2T1 和 T2 是復(fù)合管 形式光敏三級(jí)管的亮電流一般大于 05mA 這是輸 送給 T2 的基極電流經(jīng)放大后 T2 導(dǎo)通時(shí)允許的灌電 流大于 30m 3ULN2021 驅(qū)動(dòng)器 ULN2021 是一種集成度較高的電流驅(qū)動(dòng)器件在該器件中集成電路了七只電流驅(qū)動(dòng)器每只電流驅(qū)動(dòng)器的邏輯簡(jiǎn)圖如下 在每個(gè)電流驅(qū)動(dòng)器中有一個(gè)輸入端和一個(gè) 輸出端輸入端接的最高電平為＋ 5VRn1 是三級(jí) 管 T3 的基極限流電阻能使低阻抗的信號(hào)輸入時(shí) T3 和 T4 的基極電流不至于過(guò)大起到保護(hù) T3 和 T4 的作用 Rno 為 T3 的基極載至狀態(tài)時(shí)的剩 余電荷提 供放電回路目的是提供器件的響應(yīng)速 度 T3 和 T4 為集成復(fù)合管輸出形式 T4 導(dǎo)通時(shí) 允許最大灌電流為 500mA 由于該器件不帶散熱 片在一個(gè)芯片中若同時(shí)有兩個(gè)以上的電流驅(qū)動(dòng) 器處于導(dǎo)通狀態(tài)總的灌電流也不能超過(guò) 500mA 如果電路設(shè)計(jì)不當(dāng)芯片部灌電流大于 500mA 就有可能燒壞芯片 D2 為繼電器 J1 提供放電回路當(dāng) T3 由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)電感負(fù)載 J1中存儲(chǔ)的能量可以過(guò) D2向＋ 24V電源釋放能量從而保護(hù) T3和 T4不至于被電感負(fù)載的過(guò)電壓所擊穿芯片中的 7個(gè)二極管都接到第 9 腳上因此第 9 腳一定要接到負(fù)載電源的正極上 在電路中通過(guò)該器件 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)例如繼電器等動(dòng)作 四直流伺服電機(jī)接口模板 該模板由脈沖計(jì)數(shù)器 8253 幅值比較器 MC3486F／ V 變換器 LM331 數(shù)據(jù)鎖存器 27312 位 D／ A 轉(zhuǎn)換器光電隔離器極性控制電路和三片緩沖器 74LS245 等器件組成閉環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)所用的伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要是直流或交流電機(jī)以及電液伺服閥液壓馬達(dá)與開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)最主要的區(qū)別是安裝在執(zhí)行部件或其它傳動(dòng)元件上 位置檢測(cè)裝置將執(zhí)行部件的實(shí)際位移量轉(zhuǎn)換成電脈沖后反饋到輸入端并與輸入位置指令進(jìn)行比較將兩者的差值放大和變換控制伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件以給定的速度向著消除 偏差的方向運(yùn)動(dòng)直至指令位置與反饋的實(shí)際位置的差值等于零為止閉環(huán)和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的位移精度主要取決于檢測(cè)裝置的精度半閉環(huán)系統(tǒng)的檢測(cè)元件安裝在中間傳動(dòng)件上間接測(cè)量執(zhí)行部件的位置 位置控制電路由速度控制電路位置檢測(cè)電路和速度反饋電路組成 一速度控制電路 1 速度控制指令值 Vgdi 1 Edi Fdiρdi 其中 Fdi 是進(jìn)給指令瞬時(shí)值累計(jì)數(shù)字量 ρ di 是實(shí)際位移瞬時(shí)值累計(jì)數(shù)字量 Edi 是位置偏差瞬時(shí)值數(shù)字量 2Vgdi Kv179。 1 1 0 數(shù)據(jù)總線→三態(tài) 2 工作方式 8255 有三種基本工作方式每種工作方式可通過(guò)編程設(shè)置 方式 0 基本輸入輸出 方式 1 選通輸入輸出 方式 2 雙向傳送 本系統(tǒng)具有 36路輸入信號(hào)和 16路輸出信號(hào)因此選用 2片 8255和一片線驅(qū)動(dòng)接收芯片 74LS245 其中第一片 8255 的三個(gè)端口 74LS245 和第二片 8255 的 A端用于輸入第二片 8255 的 BC 端口用于輸出因此兩片 8255 的所有端口均工作在基本輸入輸出方式方式 0 其控制字分別為 82551 10011011B9BHABC 三個(gè)端口均工作在方式 0 輸入 82552 10010000B90HA 端口工作在方式 0 輸入 B 和 C 端口工作在方式 0 輸出 3 八緩沖器線驅(qū)動(dòng)器線接收器 74LS245 74LS245 是八緩沖器線驅(qū)動(dòng)器線接收器 器其引腳圖和功能表如下 輸 入 輸 出 A Y L L L L H H H 179。 1 總數(shù)線→三態(tài) 1 1 0 1 0 非 法 179。 179。 8 位的容量信最多可存放 16 位的顯示信息顯示數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線 D0D7 及寫信號(hào)可以分別寫入顯示存儲(chǔ)器的任何一個(gè)單元內(nèi)一旦數(shù)據(jù)寫入后 8279 的硬件電路便自動(dòng)管理顯示存儲(chǔ)器的輸出及同步掃描信號(hào) 7 段 LED 用共陽(yáng)極顯示方式 8279 的 OUTA0OUTA3OUTB0OUTB3 作為段選路74154 的 15 根掃描線作為位選口由于它們的驅(qū)坳能力太低不能直接驅(qū)動(dòng)顯示器點(diǎn)亮故增加驅(qū)動(dòng)芯片 ULN2021A此芯片后面進(jìn)行介紹而 74067407芯片驅(qū)動(dòng)能力較小應(yīng)避免使用 8279 進(jìn)入顯示工作方式時(shí)在顯示掃描脈沖控制下從右至左按順序逐個(gè)點(diǎn)亮顯示器每個(gè)顯示器被點(diǎn)亮的時(shí)間只占掃描時(shí)間的十六分之一而其熄滅時(shí)間占十六分之十五由于顯示器導(dǎo)通過(guò)流過(guò)較大的電流而顯示器又有余輝再者顯示掃描頻率較高顯示器所顯示的字符都是清晰可辨的 三 I0 接口模板 該模板以兩片 8255 可編程并接口芯片為主用三片 74LS245 將 8255 與 STD總線相連用 TLP5214光隔芯片將 8255與外電路隔離用 ULN2021作為輸出驅(qū)動(dòng)器 1 開(kāi)關(guān)量設(shè)計(jì) 輸入開(kāi)關(guān)量功能表 分類 開(kāi)關(guān) 功能 分 開(kāi)關(guān) 功能 行 程 開(kāi) 關(guān) XK1 X 軸正向限位 XCC 工 作 方 式 開(kāi) 關(guān) FK1 步進(jìn) 1 XK2 X 軸負(fù)向限位 XCC FK2 步進(jìn) 10 XK3 Y 軸正向限位 YCC FK3 步進(jìn) 100 XK4 Y 軸負(fù)向限位 YCC FK4 步進(jìn) 1000 XK5 Z 軸正向限位 ZCC FK5 手動(dòng)控制 XK6 Z 軸負(fù) 向限位 ZCC FK6 自動(dòng)執(zhí)行 XK7 X 軸一次回零XJL1 FK7 零件程序編輯 XK8 X 軸一次回零 XJL2 FK8 單段執(zhí)行 XK9 Y 軸一次回零 YJL1 FK9 回零 XK10 Y 軸二次回零 YJL2 FK10 參數(shù) XK11 Z 軸一次回零 ZJL1 方 向 開(kāi) 關(guān) DK1 X XK12 Z 軸二次回零 ZJL2 DK2 Y 信 率 開(kāi) 關(guān) BK1 30 DK3 Z BK2 50 DK4 正向 BK3 80 DK5 負(fù)向 BK4 100 按鈕 開(kāi)關(guān) AK1 啟動(dòng) BK5 120 AK2 空運(yùn)行 按鈕 開(kāi)關(guān) AK4 程序清零 AK3 緊急停車 開(kāi)關(guān)量輸出指令功能表 指 令 功 能 指 令 功能 M03 主軸正轉(zhuǎn) S01 主軸轉(zhuǎn)速 1 M04 主軸反轉(zhuǎn) S02 主軸轉(zhuǎn)速 2 M05 主軸停轉(zhuǎn) S03 主軸轉(zhuǎn)速 3 M07 冷支液開(kāi) S04 主軸轉(zhuǎn)速 4 M09 冷卻液關(guān) T01 換刀 1 M10 X軸夾緊 T02 換刀 2 M11 Y 軸夾緊 T03 換刀 3 M12 Z 軸夾緊 T04 換刀 4 2 并行接口芯片 8255 8255 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編 程輸入輸出接口芯片它具有 3 個(gè) 8 位的并行 I／ 0 口具有三種工作 方式可通過(guò)程序改變其功能可 作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí) 的中間接口電路 8255 的引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下 1 引腳說(shuō)明 8255 共有 40 個(gè)引腳采用雙列 直插式封裝 D7－ D0 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(lái)傳送數(shù) 據(jù)信息 片選信號(hào)線低電平有效 讀出信號(hào)線低電平有效 寫入信號(hào)線低電平有效 VCC＋ 5V 電源 PA7－ PA0A 口輸入／輸出線 PB7－ PB0B 口輸入／輸出線 PC7－ PC0C 口輸入／輸出線 RE