【正文】 續(xù)表計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果4）切削負(fù)載力矩 tM切削負(fù)載力矩 tM (8)02ttFLi???式中 tlx（詳見 沿進(jìn)給方向的負(fù)載）7P即 02ttFLi????7Ncm?? ??結(jié)論（1）快速空載起動(dòng)所需力矩 0kqakM????8Ncm?（2）快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 0kjf????82c?（3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 0GJkftM?.???????.68ckj??????以上分析計(jì)算可知：所需最大力矩 發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)，max???? 步進(jìn)電機(jī)的選擇合理選擇步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問(wèn)題，需要根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)分析后才能正確選擇。0Nm2kfGLMi?????式中 導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)39。0L初選電機(jī)型號(hào)時(shí)應(yīng)合理選擇 及 i ，并滿足 b? 036Li???(3) 即 (滿足)???? 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩選擇表 2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果概述（1）快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 0kqakfM??（2）快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 0kjf（3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 0GJkftM??式中： 定載啟動(dòng)力矩kqNcm? 空載啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件由靜止開始到最ka大快進(jìn)速度，折算到電機(jī)軸上的加速力矩 Ncm? 空載時(shí)折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩kfMc? 由于絲桿預(yù)緊，折算到電機(jī)軸上的附0加摩擦力矩 Ncm?折算到電機(jī)軸上的工作負(fù)載力矩，對(duì)于tM數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)則是切削負(fù)載力矩 。表 1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算與說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果1）工作臺(tái)質(zhì)量折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 1J (1)21280pWig?????????? 241..59375????206kgcm?? ??2）對(duì)材料為鋼的圓柱形零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算 sJ????式中 D圓柱形零件的直徑（cm） L零件的軸的長(zhǎng)度（cm）所以絲杠向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ???? ??3）齒轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J4 2z1=..17kgc???2239電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，或忽略。 同一剛體對(duì)不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不同,凡是提到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,必須指明它是對(duì)哪個(gè)軸的才有意義。 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量,它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。負(fù)載慣量傳動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)之一，它對(duì)選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)比都有十分重要的意義，如果負(fù)載慣量與電動(dòng)機(jī)匹配不當(dāng)，系統(tǒng)就得不到快速反應(yīng)，甚至讓步。刀架：拆除原刀架，改裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)四方刀架總成。 溜板箱部分：全部拆除，在原處安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。進(jìn)給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成。3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)部件總重量 600N進(jìn)給速度 快進(jìn) 3m/min 工進(jìn) 1m/min 啟動(dòng)加速時(shí)間 25ms步進(jìn)脈沖當(dāng)量 （）絲杠副摩擦系數(shù) 摩擦角 10 分控制用微機(jī) Z80CPU 或 8051最大回轉(zhuǎn)直徑 床身 320mm 床鞍上（刀架以上加工最大直徑）175mm工最大長(zhǎng)度 750mm加工最大棒料直徑 29mm主電動(dòng)機(jī)功率 8KW車削螺紋 公制螺紋 17 種 螺距范圍 溜板最大移動(dòng)距離 縱向 820mm 橫向 195mm 設(shè)計(jì)框圖及機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)圖 1 經(jīng)濟(jì)性數(shù)控車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)總體方案框圖本次改選的主要部件有：掛輪箱、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板、刀架等，改造方案不是惟一。（2）簡(jiǎn)單的接口電路設(shè)計(jì)，選擇驅(qū)動(dòng)控制電路，設(shè)計(jì)通用接口和專用接口以及 CPU 與輔助電路的連接。本文針對(duì)目前企業(yè)現(xiàn)狀，以C616 普通車床為例,提出簡(jiǎn)易型經(jīng)濟(jì)數(shù)控改造思路和設(shè)計(jì)方法。尤其對(duì)一些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，面對(duì)周轉(zhuǎn)資金不足、而企業(yè)又要發(fā)展。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。改造后的機(jī)床適應(yīng)于中小型企業(yè)。電氣部分采用 MCS—8051 單片機(jī)來(lái)對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行適時(shí)有效的控制，通過(guò)輸入 程 序 來(lái) 更 好 的 解 決 形 狀 復(fù) 雜 、 精 密 、 難 加 工 的 問(wèn) 題 。本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于 MCS8051 單片機(jī)普通車床C616 的進(jìn)給系統(tǒng)改造學(xué)生姓名： 所在院系： 所學(xué)專業(yè)： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間：摘 要本設(shè)計(jì)主要是針對(duì) C616 車床的縱向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造。機(jī)械部分采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與一級(jí)減速器相配合來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，然后再通過(guò)滾珠螺母副傳動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。 這 次 設(shè) 計(jì) 可 以 準(zhǔn)確 地 實(shí) 現(xiàn) 規(guī) 定 的動(dòng)作、自動(dòng)化程度較高、能靈活迅速的適應(yīng)加工零件的更變。關(guān)鍵字：車床，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，單片機(jī)，精密 Based on The MCS8051 SCM Ordinary Lathe C616 Of The Feed SystemAbstractThis design mainly is aims at the C616 lathe Longitudinal to enter for the servosystem transformation. The machine part uses stepbysteps the direct motor drive ball bearing guide screw, then vice moves the work table operation again through the ball bearing nut. The electric appliance partially uses the MCS8051 monolithic integrated circuits to e to stepbystep the electric motor to carry on at the right moment the effective control, at the same time in order to be advantageous for the manmachine conversation, es the question through the input routine which the better solution shape plex. Precise is difficult to design may accurately The realization stipulated the movement, the automaticity are high can nimble rapid adaption processing ponents changng.Keyword: Lathes, stepper motor, SCM, precision1 緒 論 ..........................................................................................................................32 設(shè)計(jì)要求 ....................................................................................................................33 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ....................................................................................................................3 設(shè)計(jì)參數(shù) .........................................................................................................3 設(shè)計(jì)框圖及機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì) .....................................................................4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣貫的計(jì)算 .............................................................................................5 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩選擇 .............................................................7 步進(jìn)電機(jī)的選擇 ...........................................................................................104 機(jī)床縱向伺服進(jìn)給單元電氣控制部分設(shè)計(jì) ...........................................................11 電氣控制系統(tǒng)方案的確定 ...........................................................................11 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與絲杠的聯(lián)接 ................................................................12 8051 單片機(jī)的選擇 ............................................................................12 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................13 脈沖分配器 ........................................................................................14 光隔離電路 ........................................................................................18 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 .........................................................................18 8255 可編程控制芯片的擴(kuò)展 .......................................................................19 8255 芯片的介紹 ................................................................................19 8051 單片機(jī)與 8255 接口電路的設(shè)計(jì) ...........................................20 8255 芯片在設(shè)計(jì)電路中的控制功能 ................................................21 6264 芯片的擴(kuò)展 ...........................................................................................21 輔助電路的設(shè)計(jì) ...........................................................................................22 8051 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 ....................................................................22 復(fù)位電路 ............................................................................................23 越界報(bào)警電路 ....................................................................................23 操作面板設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)要介紹 ...........................................................................24 繪制機(jī)床電氣控制電路原理圖 ...............