1、CA6140車床的數(shù)控改裝 緒論數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。6年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。（注：兩個(gè)階段：數(shù)控NC階段和計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC階段。六代：即電子管時(shí)代、晶體管時(shí)代、小規(guī)模集成電路時(shí)代、小型計(jì)算機(jī)時(shí)代、微處理器時(shí)代和基于PC時(shí)代）。必須指出，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解決了可靠性低、價(jià)格極為昂貴、應(yīng)用很不方便（主要是編程困難）等極為關(guān)鍵的問(wèn)題。因此，數(shù)控技術(shù)經(jīng)過(guò)了近30年的發(fā)展才走向普及應(yīng)用。 機(jī)床

2、數(shù)控化改造的意義機(jī)床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微型計(jì)算機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。眾所周知，企業(yè)要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得生存、得到發(fā)展,就必須在最短的時(shí)間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本,制造出滿足市場(chǎng)需求、性能合適的產(chǎn)品。目前,采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床已成為我國(guó)制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控機(jī)床是提高數(shù)控化率的主要途徑,而改造舊機(jī)床、配備數(shù)控系統(tǒng)把普通機(jī)床改裝成數(shù)控機(jī)床也是提高機(jī)床數(shù)控化率的另一條有效途徑。機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng)目前在我國(guó)有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到3。用普通機(jī)床加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高等不良因素，

3、直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。近年來(lái)，美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，在制造大量數(shù)控機(jī)床的同時(shí)，也非常重視對(duì)普通機(jī)床的數(shù)控化改造，機(jī)床的技術(shù)改造市場(chǎng)十分活躍。機(jī)床改造業(yè)正逐步從機(jī)床制造業(yè)中分化出來(lái)，形成了用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線的新的行業(yè)和領(lǐng)域。 數(shù)控化改造后機(jī)床的優(yōu)越性1)機(jī)床數(shù)控化改造可以提高零件的加工精度和生產(chǎn)效率。2)機(jī)床數(shù)控化改造可以提高機(jī)床的性能和質(zhì)量，加工出普通機(jī)床難以加工或者不能加工的復(fù)雜型面零件。3)機(jī)床數(shù)控化改造后可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動(dòng)化，效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高37倍。4)可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在

4、機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)，降低工件的定位誤差。5)擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調(diào)節(jié)了機(jī)床加工狀態(tài)。還可以提示操作者機(jī)床故障或編程錯(cuò)誤等機(jī)床運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題。6)數(shù)控加工降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期很生產(chǎn)周期，并可對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)。經(jīng)數(shù)控化改造的機(jī)床就成為了數(shù)控機(jī)床，具有數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，如數(shù)控機(jī)床本身具有的高速、高效和高精度，工序集中，可靠性高等特點(diǎn)。但是改造后的機(jī)床也具有一定的局限性，主要有機(jī)床原有結(jié)構(gòu)精度限制了改造后機(jī)床的加工精度和加工性能；機(jī)床原有的結(jié)構(gòu)形式限制了改造后機(jī)床的加工范圍和數(shù)控化程度。這些不利條件最終影響了改造后機(jī)

5、床的速度和精度。隨著數(shù)控產(chǎn)業(yè)整體水平的提高，數(shù)控系統(tǒng)的性能、伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)裝置等配套產(chǎn)品的性能也提高很多，對(duì)數(shù)控化改造中機(jī)床速度和精度的提高都非常有利一.總體設(shè)計(jì)方案:1.1設(shè)計(jì)任務(wù)：將CA6140普通車床改造成用MCS-51系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制，縱向和橫向均具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。要求該車床具有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能。設(shè)計(jì)應(yīng)考慮機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類型，計(jì)算機(jī)的選擇，以及傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。（1）普通車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有定位、縱向和橫向的直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)功能，還要求能暫停，進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）車床數(shù)

6、控化改裝后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。（3）根據(jù)普通車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟(jì)性要求，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般采用8位微機(jī)。在8位微機(jī)中，MCS51系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、具有很高的性價(jià)比，因此，可選 MCS51系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。（4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了CPU外，還包括擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤(pán)，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，此外，系統(tǒng)中

7、還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其他輔助電路。（5）設(shè)計(jì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。（6）縱向和橫向進(jìn)給是兩套獨(dú)立的傳動(dòng)鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動(dòng)比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的分辨率。（7）為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦      小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。（8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。 1.2給定條件:設(shè)計(jì)參數(shù)如下：最大加工直徑：在床面上400mm，在床鞍上210mm；最大加工長(zhǎng)度：1000mm；溜板及刀架重

8、力（縱向/橫向）：1000/600N；刀架快移速度（縱向-橫向）：2.4-1.2 m/min；最大進(jìn)給速度（縱向-橫向）：0.6-0.3m/min；定位數(shù)度： 0.015mm；主電機(jī)功率：7.5kw；啟動(dòng)加速時(shí)間：30ms; 1.3設(shè)計(jì)要求:1.3.1系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方試與伺服系統(tǒng)的選擇由于改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床具有定位、直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、暫停、循環(huán)加工、螺紋加工等功能，所以應(yīng)該選用連續(xù)控制系統(tǒng)?？紤]到經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。1.3.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)床要求，采用8位機(jī)。由于MCS51系列單片機(jī)的特點(diǎn)之一是硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊

9、湊。對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合，MCS51系統(tǒng)的最小系統(tǒng)用一片8031外擴(kuò)一片EPROM就能滿足功能的要求，對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，可以利用MCS51的擴(kuò)展功能，構(gòu)成功能強(qiáng)、規(guī)模較大的系統(tǒng)。所以應(yīng)選用8031單片機(jī)。其次，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)也給出了選用8031。由此可見(jiàn)選用8031是符合經(jīng)濟(jì)數(shù)控機(jī)床電路設(shè)計(jì)的。1.3.3機(jī)械傳動(dòng)方式為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲杠。為了保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時(shí)，為了提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)載荷的結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)齒輪也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總體方案見(jiàn)如下如下二進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)與計(jì)算21進(jìn)給系統(tǒng)

10、機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)需要改動(dòng)的主要部分有掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板刀架等改造的方案不是唯一的。以下是其中的一種方案：掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原掛輪主動(dòng)軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。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)與齒輪減速箱總成絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來(lái)裝軸承座的部分。溜板箱部分：全部拆除，在原來(lái)安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副、橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。刀架：拆除原刀架，改裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)四方

11、刀架總成。 22系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)及切削力矩機(jī)計(jì)算，確定伺服電機(jī)，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖等。23橫向滾珠絲杠螺母副的型號(hào)選擇與校核步驟橫向進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 少圖（圖2-1 橫向進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖） 231系統(tǒng)脈沖當(dāng)量及切削力的確定      脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本技術(shù)參數(shù)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床、銑床常采用的脈沖當(dāng)量是0.010.005mm/脈沖,根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量,縱向:0.01mm/s

12、tep.232切削力的計(jì)算縱車外圓時(shí)主切削力Fz(N)按經(jīng)驗(yàn)公式估算：主切削力:         Fz=0.67Dmax =0.67   （式2-1）橫切端面時(shí)主切削力 Fz可取縱向主切削力的1/2：Fz=0.5 Fz=2680N按切削力各分力比例：Fz：F  ：F =1：0.25：0.4    （式2-2）所以F =2680233滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算、和選型滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類，外循環(huán)又分為螺旋槽式和插管式。珠絲杠滾副的

13、預(yù)緊方法有：雙螺母墊片式預(yù)緊，雙螺母螺紋式預(yù)緊，雙螺母齒差式預(yù)緊，單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊以及過(guò)盈滾珠預(yù)緊等幾種。2331計(jì)算進(jìn)給牽引力Fm(N)橫向?qū)к墳檠辔残?，?jì)算：F   （式2-3）其中F為滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：0.15-0.18取0.16，G為溜板及刀架重力GF2332計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載 CC=     （式2-4）以上式中：Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程，初選Lo=5mm;Vs為最大切削力下的進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的1/2-1/3，取1/2，即Vs=0.3 ；fw為運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取fw=1.2-1.5取1.3；L為壽命，以10 轉(zhuǎn)為1單位,T為額定壽命，可取T

14、=15000h       n  L=  C=2333  滾珠絲杠螺母副的選型根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，CDM2005-2.5外循環(huán)插管式墊片預(yù)緊導(dǎo)珠管入型埋入滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷8451N，可滿足要求，選定精度為3級(jí)。2334 傳動(dòng)效率計(jì)算                 =tan /tan( +)   

15、0;   （式2-5）式中. 為螺旋升角,根據(jù)初選型號(hào)查出 ， 滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.0030.004,摩擦角取10。             =tan /tan( +)=tan4°33/tan(4°33+10)=0.9652335剛度驗(yàn)算 最大牽引力為2425N，支承間距L=450mm，因絲杠長(zhǎng)度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。計(jì)算如下：絲杠的拉壓變形量根據(jù)Fm=1806N，Do=20mm，從工廠的滾珠絲杠樣本的圖表中查出 /

16、L=4因此， =4 mm滾珠與螺紋滾道接觸變形查資料： 因進(jìn)行了預(yù)緊，所以 。支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形采用8102單向推力軸承（GB301-84），d =4.673，Z=12，d=15mm；考慮到進(jìn)行了預(yù)緊，所以： = ；綜合合以上幾項(xiàng)變形量之和：顯然，此變形量已大于定位精度的要求，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施修改設(shè)計(jì)，因橫向溜板限制，不宜再加大滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌減小摩擦力，貼塑導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)在0.030.05之間，在此取F=0.04，從而減小最大牽引。重新計(jì)算如下：Fm=1.4從資料中查出，當(dāng)Fm=1155N時(shí)， ，因此， = ， 不變。所以綜合幾項(xiàng)變形量之和：。此變形量仍不能滿足要

17、求，如果將滾珠絲杠再經(jīng)過(guò)預(yù)拉伸，剛度還可以提高四倍，則：，此變形量可以滿足設(shè)計(jì)要求。2336穩(wěn)定校核：計(jì)算臨界負(fù)載：F     （式2-6）其中：E絲杠材料彈性模量，鋼材：E=20.6 N/cm ；I為截面慣性矩，絲杠： ，為絲杠的內(nèi)徑，L為絲杠最大工作長(zhǎng)度（mm），f 為絲杠支承方式系數(shù)，因?yàn)榻z杠是一端固定一端簡(jiǎn)支，查表（2-7）得f =2.0  所以：圖框：簽： 雜談表（二-1）方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡(jiǎn)支Fz0.252.04.01.0  ，所以滾珠絲杠不會(huì)失穩(wěn)。2337滾珠絲杠副的幾何參數(shù)：滾珠絲杠副型號(hào)：CD

18、M2005-2.5；公稱直徑d =20；螺紋底徑 ；導(dǎo)程 ；鋼球直徑 ；絲杠外徑 ；旋環(huán)列數(shù) 圈數(shù)；額定動(dòng)載荷 ；額定靜載荷 ；接觸剛度 。螺母安裝尺寸： （圖2-2內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副安裝連接尺寸） D=45  D3=70  D4=56  B=11  D5=5.8  D6=10 h=6  L=78  L1=28  C=4  A=3  M=M624縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號(hào)選擇雨校核步驟縱向進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：  （圖2-3縱向進(jìn)給系統(tǒng)計(jì)算簡(jiǎn)圖）

19、 241最大工作荷載計(jì)算滾珠絲杠的工作載荷Fm（N）是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)時(shí)滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動(dòng)體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。由于原普通CA6140車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用下面計(jì)算工作載荷的大小。           Fm=KFL+f(Fv+G)   （式2-7）          

20、              車削抗力分析車削外圓時(shí)的切削抗力有FxFyFz，主切削力Fz與主切削速度方向一致垂直向下，是計(jì)算機(jī)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。切深抗力Fy與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力Fx與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它?？v切外圓時(shí)，車床的主切削力Fz可以用下式計(jì)算：          Fz=0.67Dmax

21、=0.67    由金屬切削原理知：Fz:Fx:Fy=1:0.25:0.4                                         &#

22、160;                                                 &#

23、160;      得   Fx=1340(N)                     Fy=2144(N)因?yàn)檐嚨堆b夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進(jìn)給拖板和導(dǎo)軌上，車削作業(yè)時(shí)作用在進(jìn)給托板的載荷F1Fv和Fc與車刀所受到的車削抗力有對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此，作用在進(jìn)給托板上的載荷可以按下式求出：  

24、        托板上的進(jìn)給方向載荷   F1=Fx=1340(N)          托板上的垂直方向載荷   Fv=Fz=5360(N)          托板上的橫向載荷       Fc=Fy=2144(N)因此，最大工作載荷 &#

25、160;     Fm=KF +f(Fv+G) （式1-8）                              =1.15×1340+0.04×(5360+90×9.8)     &

26、#160;                     =1790.68(N) 對(duì)于三角形導(dǎo)軌K=1.15, f=0.030.05,選f=0.04(因?yàn)槭琴N塑導(dǎo)軌)，G是縱向橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向橫向溜板箱的重量為75kg,刀架重量為15kg.242最大動(dòng)載荷C的計(jì)算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動(dòng)載荷Ca選用，可用式3-4計(jì)算：     

27、60;                                                 

28、60;   C= fmm                 （式2-8）         L為工作壽命，單位為10r，L=60nt10;n為絲杠轉(zhuǎn)速（rmin）,n=1000vL0;v為最大切削力條件下的進(jìn)給速度（mmin）,可取最高進(jìn)給速度的1/21/3;L0為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得L0=12mm;fm為運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因?yàn)榇藭r(shí)

29、有沖擊振動(dòng)，所以取fm=1.5.V縱向=1.59mm/r×1400r/min=2226mm/minn縱向=v縱向×1/2/L0=2226×1/2/12=92.75r/min     L=60nt/106=60×92.75×15000/106=83.5則  C= fmFm = ×1.5×1790.68=11740（N）     初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷Ca不得小于最大載荷C;因此有CaC=11740N另外例如滾珠絲杠副有

30、可能在靜態(tài)或低速運(yùn)轉(zhuǎn)下工作并受載，那么還需考慮其另一種失效形式-滾珠接觸面上的塑性變形。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷Coa是否充分地超過(guò)了滾珠絲杠的工作載荷Fm,一般使Coa/Fm=23.初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因?yàn)閮?nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。因此初選滾珠絲杠的型號(hào)為型CD63×8-3.5-E型，主要參數(shù)為Dw=4.763mm,Lo=8mm,dm=63mm,=2o19 ，圈數(shù)×列數(shù)3.5×1  243縱向滾珠絲杠的校核        

31、;                                                  

32、;                                                2431傳動(dòng)效率計(jì)算&

33、#160; 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為=tg/tg(+)=tg2o19/tg(2o19+10)=92%                      （式2-9）2432剛度驗(yàn)算      滾珠絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠和螺母之間滾道的接觸變形，絲

34、杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。絲杠的拉壓變形量1:1=±Fml/EA  =±1790.68×2280/20.6×10××(31.5)2 =0.0064mm                          &

35、#160;            （式2-10）滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量2采用有預(yù)緊的方式，因此用公式           2=0.0013×                    &#

36、160;   （式2-11）                 =0.0013×                 =0.0028mm在這里     Fyj =1/3Fm=1/3×1790.68

37、=597N           Z=dm/Dw=3.14×63/4.763=41.53           Z=41.53×3.5×1=145.36絲杠的總變形量=1+2=0.0064+0.0028=0.0092mm<0.015mm查表知E級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為0.015mm，故所選絲杠合格。2433壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細(xì)長(zhǎng)桿，若軸向工作

38、負(fù)載過(guò)大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失穩(wěn)。失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷為Fk       Fk=fz2EI/L2                                    

39、      （式2-12）式中：E為絲杠材料彈性模量，對(duì)鋼E=20.6×104Mpa；I為截面慣性矩，對(duì)絲杠圓截面I=dl4/64(mm4)(dl為絲杠的底徑)；L為絲杠的最大工作長(zhǎng)度（mm）；fz為絲杠的支撐方式系數(shù)由表二-2查得。表二-2：方式兩端端自由一端固定一端自由兩端固定兩端簡(jiǎn)支Fz0.252.04.01.0 由Fk=fz2EI/L2  且fz=2.0,  E=20.6×104Mpa,   I=dl4/64mm4,L=2800mm為絲杠的長(zhǎng)度由于I=dl4/64=(

40、63-5.953)4/64=3.14×57.0474/64        =519614mm       Fk=2×3.142×20.6×104×519614/28002         =276276       Nk=276276/1875   

41、      =149>>4所以絲杠很穩(wěn)定。 25齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 已確定橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量 ，滾珠絲杠導(dǎo)程Lo=5mm，初選步進(jìn)電機(jī)步距角0.75 ，計(jì)算傳動(dòng)比：  （式2-13）考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不能使齒輪直徑太大，以免影響溜板的有效行程，所以，可采用兩級(jí)齒輪降速：，因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù)取m=2。26步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型561等效傳動(dòng)慣量計(jì)算：傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 可由下式計(jì)算：    （式2-14）其中： 為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ；J1為齒輪Z

42、1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ；J2為齒輪Z2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ；Js為滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為10 。J1= ；J2= ；J3=代入上式：考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問(wèn)題， ，基本滿足慣量匹配的要求。261電機(jī)力矩的計(jì)算機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面分別按各階段計(jì)算：261快速穿戴啟動(dòng)力矩M1)在快速穿戴啟動(dòng)階段，回速力矩占的比例較大，具體計(jì)算公式如下： 啟動(dòng)加速時(shí)間 =30ms， = 。2)折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩Mf： 3)附加摩擦力矩M0：       &

43、#160;                        （式2-15）  （式2-16）4)快速移動(dòng)時(shí)所需力矩 5)最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 ： 從上面計(jì)算可以看出，M起，M快和M切 三種工況下，以快速空載啟動(dòng)力矩最大，所以，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。查資料，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五項(xiàng)十拍時(shí)， 最大靜力矩 。按此最大靜力矩，130BF

44、001型反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩為9.31Nm。大于所需最大靜力矩，作為初選型號(hào)。下面，進(jìn)一步考核電機(jī)啟動(dòng)頻率特征和運(yùn)行矩頻特征。262步進(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)頻率和切削時(shí)的工作頻率： 。（式2-17）根據(jù)機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)（機(jī)械工業(yè)出版社），130BF001型反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)允許的最高空載啟動(dòng)頻率為3000HZ，允許的最高空載運(yùn)行頻率為16000GZ，所以，必須采用升降速控制和高低壓驅(qū)動(dòng)電路。263縱向齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計(jì)算1）有關(guān)齒輪計(jì)算，由前面的條件可知：工作臺(tái)重量：W=80kgf=800N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)滾珠絲杠的導(dǎo)程: Lo=12mm步距角:  

45、60;  =0.75°/step脈沖當(dāng)量:   p=0.01mm/step快速進(jìn)給速度：Vmax=2m/min所以,變速箱內(nèi)齒輪的傳動(dòng)比i= = = =2.5                 （2-18）齒輪的有關(guān)參數(shù)選取如下:   Z1=32  ,  Z2=40  ,模數(shù)m=2mm  齒寬 b=20mm   

46、;      壓力角=20°齒輪的直徑    d1=mz1=2×32=64mm          d2=mz1=2×40=80mm          d2=d1+2ha*=68mmd2=d2+2ha*=84mm兩齒輪的中心矩   a=  =  =72mm2）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

47、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: J1=W( )2= (  )2  ×80× =0.467kg.cm2           （2-19）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:   J=7.8×10-4D4L     kg.cm2          &

48、#160;                               （2-20）  式中   D-圓柱形零件的直徑,cm       L-零件的軸向長(zhǎng)度,cm所以,絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: &#

49、160; J1=7.8×10-4+D4L1=7.8×10-4×3.24×140.3=11.475  kg.cm23）齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:  =7.8×10-4×6.44×2=2.617  kg.cm2                         &#

50、160;                               =7.8×10-4×84×2=6.39  kg.cm2         電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,可忽略。

51、因此，折算到步進(jìn)電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=(1/i2)（JS+Jz2）+Jz1+J1=(1/2.52)（11.475+6.39）+2.617+0.467=5.942  kg.cm2=59.42N. cm2表(二-2)：絲杠名義直徑/mm導(dǎo)程/mm1m長(zhǎng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.cm2絲杠名義直徑/mm導(dǎo)程/mm1m長(zhǎng)絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量kg.cm22040.94501035.7650.841231.982552.2460881.5862.001078.023054.911274.9664.47708157.353559.2610150.4768.7212145.1388.308010263.49

52、40516.2912255.84615.459010420.31815.1812392.7545626.1310012649.56824.5416615.161022.6320562.4450639.75120201233.93837.64241144.60表(二-2)滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量4）所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩        M=Mamax+Mf+Mo最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩        M=Mat+Mf+Mo+Mt快速進(jìn)給時(shí)所需力矩M=

53、Mf+Mo式中,    Mamax-空載啟動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩;         Ma-折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速度力矩;         Mf-折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦力矩;         Mo-由絲杠預(yù)緊所引起,折算到電動(dòng)機(jī)軸上的附加摩擦力矩;      &

54、#160;  Mat-切削時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速力矩;         Mt-折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩;Ma= ×10-4N.m                              &#

55、160;     （2-21）式中,    J-轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, kg.cm2         n-絲杠轉(zhuǎn)速,r/min         T-時(shí)間常數(shù),s當(dāng)n=nmax時(shí)     Ma=Mamax   nmax= = =416.7  r/min   Mamax=  ×

56、;10-4=2.49N.m當(dāng)n=nt時(shí), Ma=matnt= = = =24.88  r/minMat=  ×10-4=0.0616N.mMf= =    N.cm                               &#

57、160;           （2-22）式中   f-導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)       nt-切削加工時(shí)的轉(zhuǎn)速，r/min;       w-移動(dòng)不見(jiàn)的重量，N;       Lo-絲杠導(dǎo)程，cm;       i-傳動(dòng)比； 

58、60;     - 傳動(dòng)效率。當(dāng) =0.8， f=0.16時(shí)，  Mf=  = 12.23  N.cmMo= (1- )                                  &

59、#160;               （2-23）式中，  o-絲杠未預(yù)緊時(shí)的效率，取0.9        FO-預(yù)加載荷，一般為最大軸向載荷的1 / 3，即FP / 3則    Mo= = ×(1-0.92)=8.108N.cm      Mt= = =128  N.cm所以

60、，快速空載啟動(dòng)所需力矩      M=Mamax+Mf+Mo=103+12.23+8.108=123.338  N.cm切削時(shí)所需力矩      M=Mat+Mf+Mo+Mt=6.16+12.23+8.108+128=151.42  N.cm快速進(jìn)給時(shí)所需力矩      M=Mf+Mo=12.23+8.108=20.338  N.cm由以上分析計(jì)算可知：所需最大力矩Mamax發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)  &

61、#160;   Mmax=123.338  N.cm所以所選的步進(jìn)電機(jī)130BF001滿足要求。   三 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)  31控制系統(tǒng)的功能要求    (1)Z向和X向進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)控制；    (2)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架控制；    (3)螺紋加工控制    (4)行程控制；    (5)鍵盤(pán)及顯示；    (6)面板管理； 

62、;   ，    (7)其他功能：光電隔離、功宰放大、報(bào)警、急停、復(fù)位等；32硬件電路的組成附圖1是MCS-51系列單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)硬件電路原理圖電路的組成如下1 CPU是采用8.31芯片2擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器2764兩片，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264一片3擴(kuò)展可編程接口芯片8155兩片4地址鎖存器、譯碼器各一片5)鍵盤(pán)電路，顯示電路；6)光電隔離電路功率放大電路；7)越程報(bào)警電路、急停龜路、復(fù)位電路；8)面板管理電路。33設(shè)計(jì)說(shuō)明（1）CPu采用8031芯片，由于片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也只有128字節(jié)，因此，擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器2764兩片，數(shù)據(jù)

63、存儲(chǔ)器6264一片8031的Io接口也不能滿足輸入輸出的要求，本系統(tǒng)也擴(kuò)展了兩片8155可編程接口芯片。（2）采用74ls138三八譯碼器的輸出作為片選信號(hào)。2764(1)，2764(2)，6264，8155(1)和8155(2)的片選信號(hào)分別接到澤碼器的一Yo一Y4。74LSl38的輸入ABC分別接8031的P25，P26，P27。（3）由于2764和6264芯片都是8 kB，需要13根地址線。A0A7低8位接74LS373芯片的輸出，A8A12接8031芯片的P20-P2A，74LS373地址鎖存器在選通信號(hào)ALE為高電平時(shí)直接傳送8031P0口低8位地址，當(dāng)ALE在在高電平變低電平的下降

64、沿時(shí)，低8位地址被鎖存，此時(shí)，P0 I：1可用來(lái)向片外傳送讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。（4）接口芯片與外設(shè)的聯(lián)接及設(shè)計(jì)說(shuō)明如下：8155(2)PA0PA7輸出的指令脈沖通過(guò)光電隔離電路和功率放大電路直接驅(qū)動(dòng)縱向和橫向步進(jìn)電機(jī)的共八相繞組。在本系統(tǒng)中采用軟件環(huán)形分配器方式，雖然運(yùn)行速度慢一些，但可以省去兩個(gè)硬件環(huán)形分配器，電路比較簡(jiǎn)單。由于步進(jìn)電機(jī)的每一相繞組需和一個(gè)IO口相連，以便與控制寄存器中某一指定位相對(duì)應(yīng)，因此占用的I0口數(shù)量較多。8155(2)的PC0PC5作為顯示器位選信號(hào)，顯示器的段選信號(hào)則由8031的P10P17發(fā)出。8155的PB0PB3是鍵盤(pán)掃描輸入。行程限位報(bào)警信號(hào)+Z，一Z，+X，一X分別

65、通過(guò)8155(2)的PB4，PB5，PB6，PB7提出中斷請(qǐng)求。根據(jù)不同的中斷口可以直接識(shí)別行程的方向，此時(shí)相應(yīng)的紅燈報(bào)警。8155(1)的PCO-PC3接自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架(四方刀架)。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架需要換刀時(shí)，由PCO-PC3發(fā)出刀位信號(hào)，經(jīng)交流控制箱控制刀架電機(jī)回轉(zhuǎn)，到達(dá)指定的刀位。刀架夾緊后，即發(fā)出回答信號(hào)，表示已完成換刀過(guò)程，口丁以進(jìn)行切削加工。換刀回答信號(hào)經(jīng)8155(1)的PB。5輸入計(jì)算機(jī)，控制刀架開(kāi)始進(jìn)給。8155(1)的PlA0PA5接控制面板上的選擇開(kāi)關(guān)，設(shè)有編輯、空運(yùn)行，自動(dòng)、手動(dòng)(I)、手動(dòng)()、回零等選擇方式。8155(1)的PB0PB4接控制面板上的按鈕開(kāi)關(guān)，設(shè)有啟動(dòng)，暫停

66、，單段運(yùn)行，連續(xù)運(yùn)行，急停等操作功能。    加工螺紋時(shí)，與車床主軸相連的光電脈沖發(fā)生器會(huì)發(fā)出螺紋加工信號(hào)和零位螺紋信號(hào)。螺紋加工信號(hào)送人8031的仰，通過(guò)設(shè)置不同的時(shí)間常數(shù)，可以改變主軸每轉(zhuǎn)時(shí)的縱向進(jìn)給量，從而加工出不同螺距的螺紋。零位螺紋信號(hào)送入8155(1)的船6，用來(lái)防止多次走刀時(shí)螺紋亂扣。（5）系統(tǒng)各芯片采用全地址譯碼，各存儲(chǔ)器及IO接口芯片地址編碼見(jiàn)表43。（6）操作面板設(shè)計(jì)方案之一見(jiàn)圖31。表三1：芯片接74LS138引腳地址選擇線片內(nèi)地址單元（字節(jié)）地址編碼2764（1）Y0000X  XXXX  XXXX  XXXX

67、8K0000H1FFFH2764（2）Y1001X  XXXX  XXXX  XXXX8K2000H3FFFH6264Y2010X  XXXX  XXXX  XXXX8K4000H5FFFH8155（1）RAMY30111  1110   XXXX  XXXX2567E00H7EFFHI/OY30111  1111  1111  1XXX67FF8H7FFDH8155（2）RAMY41001  1110  XXXX  XXXX2569E

68、00H9EFFHI/OY41001  1111   1111  1XXX69FF8H9FFDH（表三1   芯片地址編碼）（圖31）34用到芯片介紹341選擇中央處理器的類型MCS51系列單片機(jī)主要有三種型號(hào)的產(chǎn)品：8031、8051和8751。三種型號(hào)的引腳完全相同，僅在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有少數(shù)差異。8031片內(nèi)無(wú)ROM，適用于需擴(kuò)展ROM，可在現(xiàn)場(chǎng)修改和更新程序存儲(chǔ)器的應(yīng)用場(chǎng)合，其價(jià)格低，使用靈活，非常適合在我國(guó)使用。此次作業(yè)使用的是8031芯片。34118031單片機(jī)的基本特性8031單片機(jī)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）具有功能很強(qiáng)的8位中央

69、處理單元（CPU）；（2）片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路（6MH或12MH）、每執(zhí)行一條指令的時(shí)間為28 或14 ；（3）片內(nèi)具有128字節(jié)的RAM；（4）具有21個(gè)特殊寄存器。（5）可擴(kuò)展64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64K字節(jié)的外部程序存儲(chǔ)器；（6）具有4個(gè)I/O口，32根I/O線；（7）具有2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（8）具有5個(gè)中斷源，配備2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)；（9）具有一個(gè)全雙功串行接口；（10）具有位尋址能力，適用邏輯運(yùn)算。從上述特性可以看出這種8031芯片集成度高、功能強(qiáng)，只需增加少量外圍器件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的微機(jī)系統(tǒng)。33128031芯片引腳及其功能8031芯片具有40根引腳，其引腳圖如下。&#

70、160;（圖3-2 8031芯片引腳圖）  40根引腳按其功能可以分為四類：1.電源線 2根。Vcc：編程和正常操作時(shí)的電源電壓，接+5V。Vss：地電平。2.晶體振蕩器 2根。XTAL1：振蕩器的反向放大器輸入。使用外部振蕩器時(shí)必須接地。XTAL2：振蕩器的反向放大器輸出和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。當(dāng)使用外部振蕩器時(shí)用于輸入外部震蕩信號(hào)。3.I/O口 共有P0、P1、P2、P3四個(gè)8位口，32根I/O線，其功能如下：（1）P0.0P0.7（AD0AD7）是I/O端口0的引腳。端口0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O端口。在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，該端口分時(shí)地用作低8位的地址線和8位雙向

71、的數(shù)據(jù)端口（在此時(shí)內(nèi)部上拉電阻有效）。（2）P1.0P1.7端口1的引腳，是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O通道，專供用戶使用。（3）P2.0P2.7（A8A15）端口2的引腳。端口2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高8位地址A8A15。（4）P3.0P3.7端口3的引腳。端口3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，該口的每一位均可獨(dú)立地定義第一I/O口功能或第六313I/O口功能。作為第一功能使用時(shí)，口的結(jié)構(gòu)與P1操作與口完全相同，第二功能如下所示：口引腳        &#

72、160;                     第二功能P3.0                          RXD (串行輸入口)P3.1&

73、#160;                         TXD (串行輸出口)P3.2                       &#

74、160;  INT0 (外部中斷)P3.3                          INT1 (外部中斷)P3.4                 &

75、#160;        T0 (定時(shí)器0外部輸入)P3.5                          T1 (定時(shí)器1外部輸入)P3.6           &

76、#160;               WR (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)P3.7                           RD (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)由上看出，8031單片機(jī)不是將地址總線

77、、數(shù)據(jù)總線和控制總線分開(kāi)，而是地址線、數(shù)據(jù)線和部分控制均由I/O口完成。3314控制線（1）PSEN：程序存儲(chǔ)器的使能引腳，是外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)，低電平有效。從外部程序存儲(chǔ)器取數(shù)時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)二次有效。（2）EA/VPP：EA為高電平時(shí)，CPU執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。EA為低電平時(shí)，CPU僅執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的指令。因?yàn)?031芯片沒(méi)有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，所以EA必須接地。（3）ALE/PROG：ALE是地址鎖存器使能信號(hào)。作為地址鎖存允許時(shí)高電平有效。因?yàn)镻1端口是分時(shí)傳送數(shù)據(jù)和低8位地址。所以訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE信號(hào)鎖存低8位地址。即使在不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，也以1/6振蕩頻率

78、的固定頻率產(chǎn)生ALE，因此可以用它作為外部的時(shí)鐘信號(hào)。ALE主要是提供一個(gè)定時(shí)信號(hào)，在從外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，把P0口的低位地址字節(jié)鎖存到外接的地址鎖存器中。（4）RST/VPD：是復(fù)位/備用電源端。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，使RST引腳至少保持兩個(gè)機(jī)器周期為高電平，可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器清零，即程序從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行。在VCC關(guān)斷前加上VPD（掉電保護(hù)）RAM的內(nèi)容將不變。 34158031芯片內(nèi)部的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及地址分配8031芯片內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器，只有256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，地址從00H7FH，其地址分配如下表：表三-2：F8HFFH.80H87HSFR區(qū)30H7FH用

79、戶RAM區(qū)（數(shù)據(jù)緩沖區(qū)）20H2FH位尋址區(qū)（00H7FH）18H1FH工作寄存器區(qū)3區(qū)（R7R0）10H17H工作寄存器區(qū)2區(qū)（R7R0）08H0FH工作寄存器區(qū)1區(qū)（R7R0）00H07H工作寄存器區(qū)0區(qū)（R7R0）  符    號(hào)名    稱地    址ACCBPSW累加器B寄存器程序狀態(tài)字E0HF0HD0HSPDPTR P0堆棧指針數(shù)據(jù)指針（包括DPH和DPL） P0口鎖存寄存器81H82H83H80HP1P2P3P1口鎖存寄存器P2口鎖存寄存器P3口鎖存寄

80、存器90HA0HB0HIPIETMOD中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器中斷允許控制寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式狀態(tài)寄存器B8HA8H89HTCONTH0TL0定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（高字節(jié)）定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（低字節(jié)）88H8CH8AHTH1TL1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1（高字節(jié)）定時(shí)/計(jì)數(shù)器1（低字節(jié)）8DH8BHSCONSBUFPCON串行口控制寄存器串行口數(shù)據(jù)緩沖器電源控制寄存器98H99H87H （表三-2 地址分配圖）8031芯片內(nèi)部256字節(jié)的空間被分成兩部分，其中內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）地址為00H7FH，特殊功能寄存器（SFR）的地址為80HFFH。在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的00H1FH

81、為四個(gè)工作寄存器區(qū)，其中：   0區(qū)  00H07H   1區(qū)  08H0FH   2區(qū)  10H17H   3區(qū)  18H1FH    每個(gè)區(qū)都有8個(gè)8位寄存器R0R7?？梢杂脕?lái)暫存運(yùn)算的中間結(jié)果，以提高運(yùn)算速度。其中的R0和R1還可以用來(lái)存放8位地址。要確定采用哪個(gè)工作寄存器區(qū)，可通過(guò)標(biāo)志寄存器PSW中的RS0、RS1兩位來(lái)指定。從20H2FH是“位尋址”空間。在此空間中，CPU既可對(duì)其執(zhí)行按字節(jié)操作，又可對(duì)其中每個(gè)單元的8位二進(jìn)制代碼執(zhí)行按位的操作。從30H7FH是可以按字節(jié)尋址的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在此區(qū)域中可以設(shè)置堆棧。由于8031復(fù)位后堆棧指針SP指向工作寄存器區(qū)（即SP=07H），所以用戶必須在初始化程序中對(duì)SP設(shè)置30H