買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 一、總體方案設計 機床工業(yè)是機器制造業(yè)的重要部門，肩負著為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、科學技術和國防現(xiàn)代化提供技術裝備的任務，是使現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)具有高生產(chǎn)率和先進的技術經(jīng)濟指標的保證。設計機床的目標就是選用技術先進。經(jīng)濟效果顯著的最佳可行方案，以獲得高的經(jīng)濟效益和社會效益。 因此，從事機床設計的人員，應不斷地把經(jīng)過實踐檢驗的新理論、新技術、新方法應用到設計中，做到既要技術先進、經(jīng)濟效益好、效率高。要不斷的吸收國外的成功經(jīng)驗，做到既要符合我國國情，又要趕超國際水平。要不斷的開拓創(chuàng)新，設計和制造出更多的生產(chǎn)率高、靜態(tài)動態(tài)性能好 、結構簡單、使用方便、維修容易、造型美觀、耗能少、成本低的現(xiàn)代化機床。設計本著以上原則進行，盡量向低成本、高效率、簡化操作、符合人機工程的方向考慮。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 （一）、主傳動的組成部分 主傳動由動力源、變速裝置及執(zhí)行元件（如主軸、刀架、工作臺等）部分組成。主傳動系統(tǒng)屬于外聯(lián)系傳動鏈。 主傳動包括動力源（電動機）、變速裝置、定比傳動機構、主軸組件、操縱機構等十部分組成。 1、動力源 電動機或液壓馬達，它給執(zhí)行件提供動力，并使其獲得一定的運動速度和方向。 2、 定比傳動機構 具有固定傳動比的傳動機 構，用來實現(xiàn)降速、升速或運動聯(lián)接，本設計中采用齒輪和帶傳動。 3、 變速裝置 傳遞動力、運動以及變換運動速度的裝置，本設計中采用兩個滑移齒輪變速組和一個背輪機構使主軸獲得 18 級轉速。 4、 主軸組件 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 機床的執(zhí)行件之一，它由主軸支承和安裝在主軸上的傳動件等組成， 5、 開停裝置 用來實現(xiàn)機床的啟動和停止的機構，本設計中采用直接開停電動機來實現(xiàn)主軸的啟動和停止。 6、 制動裝置 用來控制主軸迅速停止轉動的裝置，以減少輔助時間。本設計中采用電磁式制動器。 7、 換向裝置 用來變換機床主軸的旋轉 方向的裝置。本設計中采用電動機直接換向。 8、 操縱機構 控制機床主軸的開停、換向、變速及制動的機構。本設計中，開停、換向和制動采用電控制；變速采用液壓控制。 9、 潤滑與密封 為了保證主傳動的正常工作和良好的使用壽命，必須有良好的潤滑裝置和可靠的密封裝置。本設計中采用箱外循環(huán)強制潤滑，主軸組件采用迷宮式密封。 10、 箱體 上述個機構和裝置都裝在箱體中，并應保證其相互位置的準確性。本設計中采用灰鐵鑄造箱體。 11、 刀架 數(shù)控機床中為了實現(xiàn)對刀架的自動控制，采用制動轉位刀架。 （二）、機 床主要部件及其運動方式的選定 主運動的實現(xiàn) 根據(jù)設計要求，本設計采用分離式主傳動系統(tǒng)，包括變速箱、主軸箱兩部分。其中，變速箱與電動機至于機座內(nèi)，主軸箱與變速箱采用帶傳動連接。所有的變速都采用液壓操作。 進給運動的實現(xiàn) 本次所設計的機床進給運動均由單片機進行數(shù)字控制，因此在 X、 Y 方向上，買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 進給運動均采用滾珠絲杠螺母副，其動力由步進電機通過齒輪傳遞。齒輪的消隙采用偏心環(huán)調整。 數(shù)字控制的實現(xiàn) 采用單片機控制，各個控制按扭均安裝在控制臺上，而控制臺擺放在易操作的位置，這一點須根據(jù)實際情況而定。 機床其它零部件的選擇 考慮到生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)的經(jīng)濟性，機床附件如油管、行程開關等，以及標準件如滾珠絲杠、軸承等均選擇外購形式。 （三）、機床的主要技術參數(shù) 由設計任務書的要求，現(xiàn)將 濟型數(shù)控車床的主要技術參數(shù) 及加工范圍技術參數(shù) 列于下： 項目 單位 規(guī)格 床身上最大回轉直徑 20 最大工件長度 50 最大切削直徑 20 最大切削長度 50 床鞍（滑板）上最大切削直徑 50 主軸前端錐孔 莫氏 6號錐度 主軸孔徑 50 主軸轉速范圍 r/01800 主軸轉速級數(shù) 18 級 主軸電機輸出功率 （普通） 中心高 距床身 50 距地面 130 尾座套筒直徑 5 尾座套筒行程 50 尾座套筒錐孔錐度 莫氏 5號 （四）、各組成部件的特性與所應達到的要求 1床身 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 機床床身采用優(yōu)質鑄鐵，內(nèi)部筋采用 U 形布局，床身整體剛性高。滑動導軌面采用中頻淬火，淬硬層深。硬度達 上，拖板滑動面貼塑，使得進給系統(tǒng)的剛度，摩擦阻尼系數(shù)等動、靜特性都處于最佳狀態(tài)。 2. 床頭箱結構 機床主傳動采用液壓操縱機構，可實現(xiàn)十八 級轉速。機床主軸箱內(nèi)的傳動齒輪均經(jīng)淬硬磨齒處理，傳動比穩(wěn)定，運轉噪音低。機床主軸為二支撐結構，前支撐采用 滑油潤滑，提高了回轉精度，使機床主軸具有良好的精度和剛性。機床采用單片式電磁剎車離合器，解決主軸的剎車及離合問題，離合器安裝于床頭箱帶輪側，使床頭箱內(nèi)結構大為簡化，便于維修。 機床兩軸進給系統(tǒng)采用步進電機驅動滾珠絲杠的典型傳動方式，在滑板與床鞍及床鞍與床身之間的滑動面處貼有 動磨擦系數(shù)非常小，有助于提高了機床的快速響應性能及生產(chǎn)效率。在進給系統(tǒng)各滑動處及兩軸絲 杠絲母處都設置了潤滑點。 4. 刀架 機床采用立式四工位刀架，該刀架布刀方便，剛性好。 5. 尾座采用手動尾座 6. 冷卻系統(tǒng) 冷卻箱放在后床腿中。 機床標準配置為 _250手動卡盤， 電路的動力回路，均有過流、短路保護，機床相關動作都有相應的互鎖，以保障設備和人身安全。 電氣系統(tǒng)具有自診斷功能，操作及維修人員可根據(jù)指示燈及顯示器等隨時觀察到機床各部分的運行狀態(tài)。 當機床遇到外部突然斷電或自身故障時，由控制電路的設計，機床可動進給軸，冷卻電機等如已在 “啟動 ”狀態(tài)者，將 進入 “停止 ”狀態(tài)；如已在 “停止 ”狀態(tài)的買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 則不可自行進入啟動狀態(tài)，確保了機床的安全。另外由于機床計算機內(nèi)的控制程序是 “固化 ”在芯片中的，而零件加工程序是由電池供電保護的，所以，意外斷電或故障時，不會丟失計算機內(nèi)存儲的程序菜單。 機床具有報警裝置及緊急停止按鈕，可防止各種突發(fā)故障給機床造成損壞。由于軟件的合理設計，報警可通過顯示器顯示文字及報警號，通過操作面板的指示燈指示；機床根據(jù)情況將報警的處理方式分為三類：對緊急報警實行 “急停 ”；對一般報警實行 “進給保持 ”；對操作錯誤只進行 “提示 ”。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 二、機床主傳動設計 （一）、主要技術參數(shù)的確定 機床的主要技術參數(shù)包括主參數(shù)和基本參數(shù)。主參數(shù)是機床參數(shù)中最主要的，它必須滿足以下要求： a、 直接反映出機床的加工能力和特性； b、 決定其他基本參數(shù)值的大??； c、 作為機床設計的出發(fā)點； d、 作為用戶選用機床的主要依據(jù)。 對于通用機床（包括專門化機床），主參數(shù)通常都以機床的最大加工尺寸表示，只有在不適用于用工件最大尺寸表示時，才采用其他尺寸或物理量。如臥式鏜床的主參數(shù)用主軸直徑，拉床用額定拉力等。為了更完整地表示出機床的工作能力和加工 范圍，有時在主參數(shù)后面標出另一參數(shù)值，稱為第二主參數(shù)。如最大工件長度、最大跨度、主軸數(shù)和最大加工模數(shù)等。 除主參數(shù)外，機床的主要技術參數(shù)還包括下列基本參數(shù)： a、 與工件尺寸有關的參數(shù)； b、 與工、夾、量具標準化有關的參數(shù)； c、 與機床結構有關的參數(shù)； d、 與機床運動特性和動力特性有關的參數(shù)。 這些基本參數(shù)可以歸納為尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)三種。 1尺寸參數(shù) 尺寸參數(shù)是表示機床工作范圍的主要尺寸和工、夾、量具的標準化及機床結構有關的主要參數(shù)。如普通車床橫刀架上最大工件的回轉直徑，在相同中心高的情況下，這一尺寸參數(shù)既決定 加工長工件的最大直徑，又決定刀架的厚度及其剛性。機床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容見下表（ ）。 與工件主要尺寸有關的參數(shù) 最大加工尺寸 最大加工直徑或最大工件直徑，最大加工模數(shù)、螺旋角 主軸通孔直徑 最大加工長度或最大工件長度 最大工件安裝尺寸。如工作臺尺寸、主軸端面至工作臺面最大距離、主軸中心線至工作臺面最大距離或立柱間距等 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 最小工件加工尺寸。如主軸中心線至工作臺面距離、最小車削直徑、最小磨削外徑或孔徑等 部件運動尺寸范圍 刀架、工作臺、主軸箱、橫梁的最大行程 刀架、工作臺、砂輪（導輪）箱或搖臂的最 大回轉角度 與工、夾、量具標準化有關的參數(shù) 主軸或尾架套筒的錐孔大小 工件頭架或尾架的頂尖安裝錐度 刀桿斷面尺寸、刀夾最大尺寸、安裝的刀具直徑 工作臺 T 型槽的尺寸和數(shù)目 與機床結構有關的參數(shù) 床身或搖臂的導軌寬度 花盤或圓工作臺的直徑 主軸中心線或工作臺面至地面的高度 機床主要尺寸參數(shù)內(nèi)容 機床的主參數(shù)主要決定于工件的尺寸。對于各類通用機床，已在調查研究各種工件的基礎上制定出了機床的參數(shù)標準，設計時應該遵照執(zhí)行。專用機床的主參數(shù)則基本上可以根據(jù)工件尺寸決定。 主參數(shù)系列采用優(yōu)先數(shù)系，這樣做有如下好處： （ 1）優(yōu)先數(shù)按等比級數(shù)分級，能在較寬的范圍內(nèi)以較少的品種，經(jīng)濟合理地滿足用戶的需要，即可把產(chǎn)品的品種規(guī)格限制在必需的最少范圍內(nèi)。 （ 2）優(yōu)先數(shù)系具有各種不同公比的系列，因而可以滿足較密和較疏的分級要求。隨著形勢的發(fā)展，可以通過插入中間值使較疏的系列變成較密的系列，而原來的項值保留不變。在參數(shù)范圍很寬時，根據(jù)經(jīng)濟性和需要量等不同的條件，還可以分段選用最合適的基本系列（即選用不同的公比），以復合系列的形式組成最佳系列。 （ 3）優(yōu)先數(shù)系是國際上統(tǒng)一的數(shù)值 制度，有利于國際的標準化。 其他尺寸參數(shù)一般根據(jù)主參數(shù)來確定。但由于機床的使用情況比較復雜，這些尺寸參數(shù)的確定還有相似分析法和圖解分析法及回歸分析法。 由此可以得到 控車床的尺寸參數(shù)如下表所示 ： 參數(shù)項目 單位 數(shù)值 床身上最大工件回轉直徑 20 刀架上最大工件回轉直徑 60 主軸通孔直徑 5 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 主軸錐孔莫氏 尾架頂尖套錐孔莫氏 最大工件長度 L 50 刀桿截面尺寸 0 20 2運動參數(shù) 運動參數(shù)包 括機床主運動（切削運動）的速度范圍和級數(shù)，進給量范圍和級數(shù)以及輔助運動的速度等，它是由加工表面成形運動的工藝要求所決定的。 主軸極限轉速和變速范圍 對于主運動為回轉運動的機床，主軸極限轉速為： m (1 0 0 0m i nm a xm a x rd m (1000m a xm i nm i n rd 式中的 是認為是在機床全部工藝范圍內(nèi)可以用最大切削速度加工時的最大工件直徑，這樣才能得出合理的極限轉速值。 （ 1）極限切削速度 據(jù)典型的和可能的工藝選取極限切削速度要考慮：工序種類、工藝要求、刀具和工件材料等因素。允許的切削速度極限參考值如下表所示： 加工條件 硬質合金刀具粗加工 80120 硬質合金刀具半精加工或精加工 150250 高速鋼刀具低速光刀 存儲器芯片所要求的讀取時間 4)a、常用的程序存儲器 片及其引腳的功能 片，典型的有 2716、 2732、 2764、 27128、這里我們選用 的是 片它的容量 88 讀取時間為 250腳功能（ 28 腳） 下面介紹它的引腳功能： 電源線 v、 程的電源線、 接地 數(shù)據(jù)線 8 條 7 地址線 13 條 12 控制線 片選端線（或片選信號線，低電平有效） 數(shù)據(jù)輸出選通信號線，低電平有效 編程冒充輸入端。只對 8751 有效 b、常用的 片及其引腳功能 常用的有 6264 這里我們選用的是 6264 下面介紹它的引腳功能，讀取時間為 25028 腳雙列直接封裝的芯片 電源線 址線 13 腳 12 數(shù)據(jù)線 8 腳 7 )( 11寫信號線（片選端） 2寫信號線（片選端） 控信號線低電平有效 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 控信號線低電平有效 5） 擴展的常用芯片 地址存儲器 為什么要用地址存儲器 址 /數(shù)據(jù)復用 常用地址鎖存器 7474芯片 我們這里選用的是 74面介紹 74存器引腳功能 20 腳 電源線 入輸出線 輸入線 7 輸出線 7 控制線 a 選端線 當 0 時鎖存輸出，當 1 時輸出成高阻態(tài) b 當 G=0 時 7 的信息輸入 7 的低， 8 為地址鎖存到鎖存器中，當 G=1 時鎖存器輸出端（ 7）狀態(tài)和輸入， 端 7 狀態(tài)相同 （ 1）類型 容量 速度。 片（ 8301）用晶體頻率為 1240 2）擴展的方法 擴展一片， 展 8 個 包括地址線，控制線，數(shù)據(jù)線其中控制線包括： 地址鎖存 選端 輸出允許端 兩片 16、數(shù)據(jù)存儲器的擴展 數(shù)據(jù)存儲器的擴展跟地址存儲器差不多，我們需要注意下面幾點 引腳的功能就可以了 、1、 222 就可以了。在這里不詳細買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 介紹了。 4、存儲器地址空間的分配 線選法 線選法尋址 譯碼器選址 a 部分譯碼法 b 全部譯碼法 5、 I/O 接口的擴展 1）概述 簡單 I/O 接口的擴展 通過可編程通用 I/O 擴展芯片來擴展 通過串行口來擴展 簡單 I/O 口擴展我們采用總線擴展法、或不可編程 芯片擴展采用普通 片擴展 構成輸出口時，接口芯片應該具有鎖存的功能 構成輸入口時，接口芯片應該具有三態(tài)緩沖和鎖存功能 擴展入口的典型芯片有： 74244、 245 擴展出口的典型芯片有： 74273 1 74 三態(tài)邏輯緩沖器，總線雙向擴展芯片 電源線 入輸出線 7、 7 控制線 片選端，低電平有效。 方向控制端 當 0 時、 0，數(shù)據(jù)從 A B 當 0 時、 1 時，數(shù)據(jù)從 B A 2 74三態(tài)邏輯緩沖器總線單向擴展芯片 它的引 腳有： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 1 2 2 、1G 2G 控制 1 3 748D 鎖存器 輸入線 7 輸出線 7 控制線 選通端 清零端 時有效時，通過 244 輸入按鍵的數(shù)據(jù) 時有效時， 273 輸出數(shù)據(jù)顯示 2）利用專用芯片來擴展（ 8155 可編程多功能芯片 I/O 的擴展） 1 腳功能 8155 片內(nèi)含有 256 個字節(jié) 14 位定時 /數(shù)據(jù)器和兩個 8 位，一個 16 位可編程并行 I/O 口多功能通用接口芯片 8155/8156 都是 40 腳雙列直接封裝 2 電源線 址 /數(shù)據(jù)線 時輸出的是地址， 時或其它是數(shù)據(jù) 端口線 、 控制線 址鎖存線 存儲器選擇線。當 為高電平時作 I/O 口用 當 為低電平時，作存儲器用（數(shù)據(jù)） 片選端 E 低電平有效（ 8155） 8156）高電平有效 讀寫線 R 信號傳入復位端 定時 入 出 作方式 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 作片外 =0 時用 做擴展 I/O 使用 =1 時作 定時數(shù)據(jù)器用 4） 單片機的連接詳細情況見所畫電路圖 5） 8255 可編程擴展并行 I/O 接口 1 構特點（可編程通用并行的輸入輸出標準的借口芯片） 40 腳雙列直接封裝由單一的 +5v 電源供電 有三個 8 位并行 I/O 口 具有三種工作方式 使用靈活方便通用性強 2 腳功能 電源線 據(jù)線：數(shù)據(jù)輸入線 7 數(shù)據(jù)輸出線 據(jù)信號線 址線 S 片選線低電平有效 址線與對應的地址總線相連（ 1） 3 8255 相連，這里不在重復，詳細見電路圖 （六）、鍵盤及鍵盤接口設計 鍵盤可分為：獨立式鍵盤、矩陣式鍵盤、撥碼式鍵盤。 工作方式可分為： 掃描式，中斷式：編程掃描式、定時掃描式 1）、獨立式鍵盤及鍵盤設計 1 個按鍵個接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。它有其優(yōu)點與缺點 優(yōu)點：配置靈活，軟件結構簡單 缺點：每個按鍵需要一口線 2 ）、矩陣式鍵盤及鍵盤接口設計 1 行線和列線組成 2 描方式（循環(huán)掃描和定時掃描）、中斷方式 3 ，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列交叉點上。如一個 4 4 的行、列結構可以構成一個含有 16 個按鍵的鍵盤等等。在按鍵數(shù)量較多時，矩陣鍵盤比獨立鍵盤節(jié)省了 很多 I/O 口。 按鍵設置在行、列線分別連接到按鍵開關兩端。行線通過上拉電阻接到+5V 上。平時無按鍵動作時，行線處于高電平狀態(tài)，而當有按鍵按下時，行線電平狀態(tài)將由此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平為高，則行線電平亦為高。這一點是識別矩陣鍵盤按鍵是否按下的關鍵所在。由于矩陣鍵盤中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在的行和列電平。所以，必須將行、列線信號配合起來并作適當?shù)奶幚?，才能確定閉合鍵的位置。 對于矩陣式鍵盤，按鍵的位置由行號和列號唯一確定，所以分別對行號和列號進行二進 制編碼，然后將兩值合成一個字節(jié)，高 4 位是行號，低 4 位是列號將是非常直觀的。 （七）、顯示器接口設計 在單片機系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡稱 示塊由發(fā)光二極管顯示字段組成，有 7 段和“米”字型之分，一片顯示塊顯示一位字符。共陰極 示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應的段被顯示。 由于 7 段 示塊有 7 個段發(fā)光二極管，所以其字形碼為一個字節(jié)；“米”字形 示塊有 15 段發(fā)光二極管，所以字形碼為兩 個字節(jié)。由 n 片示塊可拼接成 n 位 示器，共有 n 根位選線和 8 n 根段選線，根據(jù)顯示方式不同，位選線和段選線的連接也各不相同，段選線控制顯示字符的字型，而位選線則控制顯示位的亮、暗。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。在多位 示時，為了節(jié)省 I/O 口線，簡化電路，降低成本，一般采用動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式是一位一位地分別輪流點亮各位顯示器，對每位顯示器來說，每隔一段時間輪流點亮一次。顯示器的亮度既與導通電流有關，也與點亮和熄滅時間的比例有關。這種顯示方式將七段 示器的所有段選位并 聯(lián)在一起，由一個 8 位I/O 口控制，實現(xiàn)各位顯示器的分時選通。 下圖是 示器采用共陰極方式， 6 個顯示器的段選碼由 8155 的 選碼由 8155 的 提供（ 同時也提供行列式未編碼鍵盤的列線），行列式未編碼鍵盤的行線由 提供。圖中設置了 36 個鍵。如果繼續(xù)增加 線，設全部 線（ 作鍵盤的行線，全部 線（ 鍵盤列線，則按鍵最多可達 8 6 個。 下圖中 8155 的 掃描輸出總是只有一位為高電平，即 經(jīng)反相后僅有一位公共陰極為低電平， 8155 的 則輸出相應位（ 輸出為高對應的位顯示器）的顯示數(shù)據(jù)，使該位顯示與顯示緩沖器相對應的字符，而其余各位均為熄滅，依次改變 8155 的 輸出為高的位， 輸出對應的顯示緩沖器的數(shù)據(jù)。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 1 2 3 4 5 6i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z a t e : 2 9- M a y - 20 0 4 S he e t o f F i l e : G : 王丹的畢業(yè)設計 pr ot e l 芯片擴展 . dd b D r a w n B y:A B C D E F G H+ 5V+ 50 85 6 021 122 223 324 425 526 627 728P B 029 130 231 332I O / 433A L 534P B 635P B 736T M R O U 037P C 138T M R I 239P C 31P C 42R E S E 558 15 5（八）、步進電機控制電路 環(huán)行分配器 1） 相、四相、五相、六相。 1 在本次設計中， X 向及 Y 向均選用的是 行分配器 18 腳雙列直插。 0E ：先通輸控制，低電平有效，用來控制分配器是否輸出孫許 脈沖。 R ：清零端低電平有效，輸出脈沖前對環(huán)行分配器必須清零，使分配器正常工作。 電方式控制端當 分配器以五相五拍工作 當 、 五相雙五拍工作 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 當 、 五相雙五拍工作 21通輸入控制，低電平有效 時鐘電路脈沖輸入端 2） 031，步進電機連接 1E 、 2E 兩個輸入控制 端，低電平有效。 電方式控制端。 時四相四拍，應接地 選通輸出控制端，由 8031、 控制 + 、 - 方向控制端，由 8031控制 鐘脈沖輸入端，由 8155 上 供 R 清零端，由 8031供 3) 步進電機開環(huán)驅動原理 每輸入一個脈沖 ,步進電機就前進一步 ,因此 ,它也稱作脈沖電動機 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 很多 ,但主要分三大類 :反應式步進電動機 ,永磁式 步進電動機 ,以及永磁感應式步進電動機 是應用最廣泛的一種 四相 ,五相 ,六相等等 他們的工作原理都有相同之處 :數(shù)字式脈沖信號控制定子磁極上的控制繞組 ,按一定順序依次通電 ,在頂子和轉子的氣隙間形成步進式的磁極軸旋轉 . 步進電動機主要用于開環(huán)系統(tǒng) ,當然也可以閉環(huán)系統(tǒng) . 下圖是步進電動機開環(huán)伺服系統(tǒng)的原理圖 ,它由以下幾部分組成 : 1 2 3 4 5 6i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z a t e : 2 9- M a y - 20 0 4 S he e t o f F i l e : G : 王丹的畢業(yè)設計 pr ot e l 芯片擴展 . dd b D r a w n B y:脈沖脈沖信號脈沖分配后的 放大后的信號源 分配器脈沖信號 脈沖信號是一個脈沖發(fā)生器 ,通常脈沖頻率連續(xù)可調 ,送到脈沖分配器的脈沖個數(shù)和脈沖頻率由控制信號 控制 也稱為變頻信號源 . 脈沖分配器脈沖按一定的順序送到功率放大器中進行放大，驅動步進電動機工作用硬件進行脈沖順序的分配，有時稱為環(huán)行分配器，也簡稱環(huán)分 功率放大器將脈沖分配器送來的脈沖放大，使步進電動機獲得必要的功率 步進電動機伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它帶動工作機構，如減速裝置，絲桿，工作臺 脈沖分配 對每一個五相步進電動機而言，其脈沖分配方式是五相十拍的的其五相分別用，表示五相十拍的運行方式是順序 輪流通電，則轉子便順時針方向一步一買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 步轉動要改變步進電動機的轉動方向，只需改變通電的順序即可 脈沖分配器是將脈沖電源按規(guī)定的通電方式分配到各相，該分配可由硬件來實現(xiàn)在微機控制中，脈沖的分配也可由軟件來完成， 光電隔離、驅動放大使步進電機運轉延時的長短決定了步進電動機運行一拍的時間，也就決定了步進電機的轉速 4) 驅動電路 由微機根據(jù)控制要求發(fā)出的脈沖，并依次將脈沖分配到各相繞組，因其功率很小，電壓不足，電流為 須經(jīng)過驅 動器將信號電流放大到若干安培，才能驅動步進電動機因此，步進電機驅動器實際上是一個功率放大器驅動器的質量直接影響步進電動機的性能，驅動器的負載是電機的繞組，是強電感應負載對驅動器的主要要求是：失真要小，要有較好的前后沿和足夠的幅度；效率要高；工作可靠；安裝調試和維修方便 下圖是一個 a 繞組的高低壓驅動電路，脈沖變壓器 p 組成高壓控制電路。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 1 2 3 4 5 6i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z a t e : 2 9- M a y - 20 0 4 S he e t o f F i l e : G : 王丹的畢業(yè)設計 pr ot e l 芯片擴展 . dd b D r a w n B y: + 8 0 + 12 7 K 0 1 K 2 00 3 T e x e x 入時，均截止，電機繞組 a 中無電流通過，電機不轉 有脈沖輸入時，飽和導通，在由截止到飽和期間，其集電極電流也就是脈沖變壓器的初級電流急速增加，在變壓器次級感應一個電壓，使導通，高壓經(jīng)高壓管加到繞組 a 上，使電流迅速上升，約經(jīng)數(shù)百微妙，當進入穩(wěn)壓狀態(tài)后， p 初級電流暫時恒定，次級的感應電壓降到，截止，這時低壓電流經(jīng)加到繞組 a 上，維持 a 中的電流為恒定值 輸入脈沖結束后，又均截止，儲存在 a 中的能量通過 的電阻和二極管泄放，的電阻的作用是減小放電回路的時間常數(shù)，改善電流波形后沿 由于采用高低壓驅動，電流增長快，電機的力矩和運行頻率都得到改善，買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 但由于電機轉動時產(chǎn)生的反電動勢，使電流波形頂部下凹，使平均電流下降，轉矩下降 5) 為了避免外部設備的電源干擾，防止被控對象電路的強電反竄，通常采取將微機的前后向通道與被連模塊在電氣上的隔離的方法。過去通常隔離變壓器或中間繼電器來實現(xiàn)，而目前已廣泛被性能高、價格低的光電耦合器來代替。 光電耦合器是把發(fā)光元件與受光元件封裝在一起，以光作為媒 體來傳輸信息的。其封裝形式有管形，雙列直插式、光導纖維連接等。發(fā)光器件一般為砷化鎵紅外發(fā)光二極管。 光電耦合器具有以下特點： 信號采取光電形式耦合，發(fā)光部分與受光部分無電氣回路，絕緣電阻高達1010緣電壓為 1000而具有極高的電氣隔離性能，避免輸出端和輸入端之間可能產(chǎn)生的反饋和干擾。 由于發(fā)光二極管是電流驅動器件，動態(tài)電阻很小，對系統(tǒng)內(nèi)外的噪聲干擾信號形成低阻抗旁路，因此抗干擾能力強，共模抑制比高，不受磁場的影響，特別是用于長線傳輸時作為終端負載，可以大大地提高信噪比。 光電 耦合器可以耦合零到數(shù)千赫的信號，且響應速度快（一般為幾毫秒，甚至少于 10可以用于高速信號的傳輸。 下圖的光電耦合器是采用硅光電二極管作受光元件。其 10%脈沖上升和下降時間小于 5 s，輸出電路飽和壓降小（ 電路構件簡單，是目前應用較多的一種，主要用于驅動 路、傳輸線隔離、脈沖放大等。 晶體管輸出型的光電耦合器用于開關信號耦合時，發(fā)光二極管和光電晶體管平常都處于關斷狀態(tài)。在發(fā)光二極管通過電流脈沖時，光電晶體管在電流脈沖持續(xù)的時間內(nèi)導通。下圖是使用 4電 耦合器的接口電路，這里 4031 系統(tǒng)與輸出設備電氣回路的作用，使兩部分的電流相互獨立。輸出部分的地線 地殼或大地，而單片機的電源地線（ 空，這樣可以避免輸出部分電源變化對單片機電源的影響。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 1 2 3 4 5 6i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z a t e : 4 - J 2 0 0 4 S he e t o f F i l e : G : 王丹的畢業(yè)設計 pr ot e l 芯片擴展 . dd b D r a w n B y:V C C+ 50 3 K 機床信號輸出信號 )、部分控制程序： 1. 直線圓弧插補程序設計 在機電設備中，執(zhí)行部件要實現(xiàn)平面斜線和圓弧曲線得路徑運動，必須通過兩個方向得合成來完成，在數(shù)控機床中，這是由 X， Y 兩個方向運動得工作臺，按照插補控制原理實現(xiàn)得。插補原理在有關課程中學過。 2 直線插補程序 2000H #60H 28H， #0 29H， #0 2 #00H; X 2 #00H; Y 2 #00H; F 70H, #0 A, 2B , A, 70H 0 2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 70H,A; 調步進電機得控制子程序， +X 方向進給一步 A。 29H； 2X+1 A ， 70H 2 調步進電機得控制子程序， +Y 方向進給一步 A， 2 A， 28H； F+Y 2A A， 28H A， 2？ 序中 步進電機得控 制子程序。如用硬件實現(xiàn)環(huán)分。如采用環(huán)形分配器，則需要由軟件程序完成硬件環(huán)分得功能，見步進電機控制程序設計。 18H 19H 28H 29H 1 1 2L 2H 2文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精品 2400H #60H； 70H， #08H； #80H； #0 #80H； #00H； #00H； #00H； #00H； #00H； #00H； A， A， 70H #28H； #1 #02H； 2*Y C A, A,1 A, A,1+2