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邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
1 緒論
1.1數(shù)字控制技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展
最早采用數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工的思想,是在20世紀(jì)40年代提出的。當(dāng)時(shí)美國北密執(zhí)安的一個(gè)小型飛機(jī)葉片輪廓樣板時(shí),利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)葉片輪廓的加工路徑進(jìn)行了處理,并考慮了刀具對(duì)加工路徑的影響,使加工精度達(dá)到±0.0381mm。以當(dāng)時(shí)的水平來看,是相當(dāng)高的。
1952年,美國麻省理工學(xué)院研制出一套實(shí)驗(yàn)性數(shù)字控制系統(tǒng),并把它裝在一臺(tái)數(shù)字立式銑床上,成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上的第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床,是數(shù)控機(jī)床的第一代。但是這臺(tái)機(jī)床畢竟是一臺(tái)實(shí)驗(yàn)性機(jī)床,到了1954年11月,在帕爾森專利的基礎(chǔ)上,第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克公司生產(chǎn)出來的。
1959年,電子行業(yè)研制出晶體管元器件,因而數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路版,從而使數(shù)控機(jī)床跨入了第二代。同年3月,由美國克耐·杜列克公司發(fā)明了帶有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床,稱為“加工中心”。現(xiàn)在加工中心已成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種,在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家中占數(shù)控機(jī)床總量的1/4左右。
1960年,研制出了小規(guī)模集成電路。由于它的體積小,功耗低,使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得以進(jìn)一步提高,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。
以上三代,都是采用專用控制的硬件數(shù)控系統(tǒng)(NC)。
1967年,英國首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床聯(lián)成具有柔性的加工系統(tǒng),這就是最初的FMS-Flexible Manufacturing System 柔性制造系統(tǒng)。之后,美、歐、日等國也相繼進(jìn)行了開發(fā)和應(yīng)用。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,小型計(jì)算機(jī)的價(jià)格和使用了微處理器。1974年,美、日等國首先先研制出以微處理器為核心的數(shù)控機(jī)床。30多年來,微處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床得到飛速發(fā)展和應(yīng)用,這是第五代數(shù)控。后來,人們將MNC也統(tǒng)稱為CNC。
20世紀(jì)80年代初,國際上又出現(xiàn)了柔性制造單元FMC。這種單元投資少、見效快,既可單獨(dú)長時(shí)間少人看管運(yùn)行,也可集成制造系統(tǒng)中使用。所以近幾十年來,得到快速發(fā)展和應(yīng)用。
FMC和FMS被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)CIMS-Computer Integrated Manufacturing System 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的必經(jīng)階段和基礎(chǔ)。
1.2我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展情況
我國從1958年開始研究數(shù)控技術(shù),一直到20世紀(jì)60年代中期處于研制、開發(fā)時(shí)期。
1965年,國內(nèi)開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代末70年代初研制成功X53K-1G立式數(shù)控銑床、CJK-18數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控非圓齒輪插齒機(jī)。
從20世紀(jì)70年代開始,數(shù)控技術(shù)在車、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域全面開展,數(shù)控加工中心在上海、北京研制成功。但數(shù)控系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性未得到解決。在這一時(shí)期,數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便。20世紀(jì)80年代,我國從國外引進(jìn)部分系列的數(shù)控系統(tǒng)和直流主軸電機(jī)技術(shù)和一些新的技術(shù),使我國的數(shù)控機(jī)床在性能上有了質(zhì)的飛躍。
1995年以后,我國數(shù)控機(jī)床的品種有了新的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床品種不斷增多,規(guī)格齊全。許多技術(shù)復(fù)雜的大型數(shù)控機(jī)床、重型數(shù)控機(jī)床都相繼研制出來。
現(xiàn)在我國已經(jīng)建立了以中,低檔數(shù)控機(jī)床為主的產(chǎn)業(yè)體系,未來幾十年,我國將成為數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn),使用大國。
1.3數(shù)控機(jī)床中十字滑臺(tái)的設(shè)計(jì)
隨著制造業(yè)的發(fā)展,人們深刻的感受到數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中的地位是越來越重要,雖然近幾年我國組合機(jī)床的技術(shù)在不斷的發(fā)展,然而組合機(jī)床通用部件中的大型滑臺(tái),至今仍主要是單坐標(biāo)的滑臺(tái)。而有些國家的組合機(jī)床早在70年代(或更早些)就有了雙坐標(biāo)的十字滑臺(tái)。
機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)控機(jī)械如數(shù)控機(jī)床、繪圖機(jī)、火焰切割機(jī)、電加工機(jī)床以及衣料開片機(jī)等都有一個(gè)在X-Y平面內(nèi)作配合運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)。這種工作臺(tái)通常與整機(jī)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,其形狀,尺寸,結(jié)構(gòu)因機(jī)器類型不同而有較大差異,但其工作原理有著共同點(diǎn)。該設(shè)計(jì)的數(shù)控X-Y工作臺(tái)是一個(gè)既能用于生產(chǎn)實(shí)際又可用于數(shù)控教學(xué)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品??紤]到8031單片微機(jī)具有較高的性能價(jià)格比,具有強(qiáng)有力的指令系統(tǒng),決定選用INTER公司生產(chǎn)的8位8031單片機(jī)芯片作為本系統(tǒng)的微處理器。
X-Y工作臺(tái)是指能分別沿著X向和Y向移動(dòng)的工作臺(tái)。本文通過對(duì)X-Y工作臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設(shè)計(jì),闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的共性和關(guān)鍵的技術(shù)。
在超精密機(jī)床和超精密加工中,為使機(jī)床微位移的分辨率進(jìn)一步提高;為進(jìn)行機(jī)床和加工誤差的在線補(bǔ)償,以提高加工精度;為進(jìn)行某些特殊的非軸對(duì)稱表面的加工,都需要使用微量進(jìn)給裝置。高精度微量進(jìn)給裝置現(xiàn)在已成為超精度機(jī)床的一個(gè)重要的關(guān)鍵裝置。現(xiàn)在高精度微量進(jìn)給裝置已可達(dá)到0.001~0.01μm的分辨率。這對(duì)實(shí)現(xiàn)超薄切削,實(shí)現(xiàn)高精度尺寸加工和實(shí)現(xiàn)在線誤差補(bǔ)償是十分有用的。
數(shù)控X-Y工作臺(tái)、數(shù)控鉆床等設(shè)備實(shí)際上是2軸半的系統(tǒng),即工作臺(tái)的兩個(gè)方向聯(lián)動(dòng)、垂直于工作臺(tái)的刀具不必與工作臺(tái)聯(lián)動(dòng)。在對(duì)一些X-Y工作臺(tái)的研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)目前的簡(jiǎn)易數(shù)控控制系統(tǒng)基本上是基于普通單片機(jī),顯示為LED數(shù)碼管的系統(tǒng),操作很不方便而且通用性不強(qiáng)。為此,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了通用的2軸半數(shù)控控制器。其基本思想是采用最新的微處理技術(shù)和集成電路技術(shù),提高系統(tǒng)集成度,從而提高可靠性,降低成本,減小體積。它具有良好的人-機(jī)交互界面,滿足一般2軸半數(shù)控系統(tǒng)的需要。
2 機(jī)床改造總體方案設(shè)計(jì)
對(duì)數(shù)控十字滑臺(tái)而言,主要是縱橫方向兩個(gè)坐標(biāo)的傳動(dòng),根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,決定采用點(diǎn)位控制,用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng),這樣可以使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單,成本低,調(diào)試維修容易,為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性,此工作臺(tái)采用滾珠絲杠螺母副和滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌,為盡量消除齒側(cè)間隙,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仍采用MCS-51系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。
X-Y數(shù)控十字滑臺(tái)的總體框圖如下:
圖 2-1(結(jié)構(gòu)總體框圖)
3 確定機(jī)械傳動(dòng)改造方案
3.1 設(shè)計(jì)原始參數(shù)
(1)、工作滑臺(tái)面長X寬(mm) 250mmX250mm
(2)、銑刀 Φ20mm
(3)、銑削深度 αp=5mm
(4)、銑刀齒數(shù) Z=3
(5)、齒進(jìn)給量
(6)、被加工材料 HB=250
(7)、工作臺(tái)移動(dòng)速度 x=2 、y=2m/min
3.2 確定切削用量
根據(jù)加工方式不同,切削用量選擇方式也不同。對(duì)銑削而言,主要是切削速度V,切削深度,切削寬度,每齒進(jìn)給量,銑刀齒數(shù)z,銑刀直徑D。切削用量主要根據(jù)刀具的類型,刀具的材料,被加工工件的材料等參數(shù)和有關(guān)手冊(cè)及教科書確定。除了工作進(jìn)給速度而外,還有一個(gè)快進(jìn)速度問題,一般情況下,推薦快進(jìn)速度為V≤0.2/min。這里要注意把機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給速度分開。
3.3 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削負(fù)載分析及計(jì)算方法
設(shè)計(jì)參數(shù)為:銑刀的直徑D=20mm,齒數(shù)Z=3,切削深度,每齒進(jìn)給量,被加工材料HB=250。據(jù)實(shí)際工作情況可認(rèn)為同時(shí)工作的齒數(shù)為2齒,每齒切削層面積為S=0.2×5=1.00mm,兩齒為2×1=2mm,則圓周力 Fc=2×250=500kgf=5000N
3.3.1、各個(gè)方向的分力
沿進(jìn)給方向的水平分力 Fh=0.4×Fc=2000N
沿進(jìn)給方向的垂直分力 Fv=0.90×Fc=4500N
沿銑刀軸向分力 Fa=0.55×Fc=2750N
3.3.2、摩擦阻力
銑床工作臺(tái)與導(dǎo)軌間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為滑動(dòng)摩擦,取摩擦系數(shù)u=0.1。摩擦力等于正壓力乘摩擦系數(shù)。正壓力應(yīng)包括主切削力及工作臺(tái)之動(dòng)力矩,設(shè)工作臺(tái)重量為100kg,故可算出其摩擦阻力為:F摩=(100×10+2750)×0.1=375N
3.3.3、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算
其中:
i—齒輪傳動(dòng)比,—步距角,—螺距,δ—脈沖當(dāng)量
i=0.75×6/360×0.01=1.25
Z1=20;Z2=25;m=1.5(模數(shù));b=20mm(齒寬);壓力角為20
df1=mZ1=30mm;df2=mZ2=37.5mm;de1=33mm;de2=40.5mm
若將齒輪看作近似的圓柱體,齒輪材料為45鋼,則齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為:
Jz1=
Jz2=
根據(jù)類比的方法,滾珠系直徑選擇為d0=32mm;L=0.55 m;材料為45鋼,則系杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可近似算出為
Js=
查手冊(cè)預(yù)選電機(jī)為110BF003
查得的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為,拆算到電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為:
3.3.4、絲杠摩擦阻力矩的計(jì)算
由于床用的是滾珠絲杠,摩擦阻力矩很小,可以忽略不計(jì)。
3.3.5、等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tm的計(jì)算
Tm=1/2×3.14(F縱+F摩) V溜/n
Tm=1/(2×23.14)×(2000+375)×2/416.67=1.81Nm
3.3.6、起動(dòng)慣性阻力矩的計(jì)算
以最不利條件下的快速起動(dòng)計(jì)算,設(shè)起動(dòng)加速式制動(dòng)減速的時(shí)間△t=0.3S,由于步進(jìn)電機(jī)的角速度==2×3.14×416.67/60=43.63
則角加速度為:=43.63/0.3=145.4
則: T慣=JΣ×=0.85×103?×145.4=0.124(Nm)
3.3.7、步進(jìn)電機(jī)輸出軸總的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算
JΣ=Tm+T慣
JΣ=1.81+0.124=1.934(Nm)
3.4 步進(jìn)電機(jī)的匹配選擇
考慮到機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的效率為n,安全系數(shù)取K,此時(shí)的負(fù)載總轉(zhuǎn)矩
TΣ=(1.5/0.7) ×1.934=4.15Nm
由預(yù)選的步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為三相六拍,步距角0.75,其最大靜轉(zhuǎn)矩Tymax=7.84Nm,為保證正常的起動(dòng)與停止,步進(jìn)電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tg必須大于或等于TΣ由下表可以查出Tg/Tymax之比值。
電機(jī)相數(shù)
3
4
5
6
運(yùn)行拍數(shù)
3
6
4
8
5
10
6
Tg/Tymax
0.5
0.866
0.707
0.707
0.809
0.915
0.866
則可算出 Tg=0.866×7.84=6.789(Nm),因?yàn)楸?.15 Nm大,所以選擇合適。
3.5 滾珠絲杠的選擇與校核
3.5.1、工作原理及結(jié)構(gòu)
絲杠和螺母的螺紋滾道間置有滾珠,當(dāng)絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng),則絲杠與螺母之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦,為防止?jié)L珠從滾道中滾出,在螺母的旋轉(zhuǎn)槽兩端設(shè)有回程引導(dǎo)裝置。
3.5.2、滾珠絲杠副的特點(diǎn)
(1)剛度好 通過給螺母組件內(nèi)施加預(yù)壓來獲得較高的系統(tǒng)剛度,可滿足各種機(jī)械傳動(dòng)要求,無爬行現(xiàn)象,始終保持傳動(dòng)高效率,效率高達(dá)90%~95%,耗費(fèi)的能量?jī)H為滑動(dòng)絲杠的1/3。
(2)傳動(dòng)具有可逆性 既可將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng),又可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),且逆?zhèn)鬟f可保持運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏性。
(3)傳動(dòng)精度高 經(jīng)過淬硬并精磨螺紋滾道后的滾珠絲杠副本身就具有很高的制造精度,又由于摩擦小,絲杠副工作時(shí)溫升和熱變形小,容易獲得較高的傳動(dòng)精度。
(4)使用壽命長 滾珠是在淬硬的滾道上作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),磨損極小,長期使用后仍能保持其精度,因而受命長,具有很高的可靠性。其壽命一般比滑動(dòng)絲杠要高5~6倍。
(5)不能自鎖 特別是垂直安裝的絲杠,當(dāng)運(yùn)動(dòng)停止后,螺母將在重力作用下下滑,故常需設(shè)置制動(dòng)裝置。
(6)制造工藝復(fù)雜 滾珠絲杠和螺母等零件加工精度、表面粗糙度要求高,制造成本高。
滾珠絲杠的選擇,一般是根據(jù)機(jī)床原來絲杠的大小,按類比法來選擇直徑,因此必須進(jìn)行以下項(xiàng)目的校核。
3.5.3、承載能力的校核
式中——滾珠絲杠壽命系數(shù)=60nT/
fw——載荷系數(shù),中等沖擊1.2-1.5
T——使用壽命時(shí)間 15000
——硬度系數(shù) 1.0
=F縱+F摩=2000+375=2375N
則Q=
查表可知道滿足要求。
3.5.4、壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算
式中 Pk——實(shí)際承受載荷的能力
FK——壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù),雙推-雙推時(shí)為4,單推-單推時(shí)為1,又推簡(jiǎn)支時(shí)為2,雙推自由式為0.25;
E——?jiǎng)偟膹椥阅A?.1×10 (Mpa);
I——絲桿穩(wěn)定安全系數(shù),一般取2.5---4,垂直安裝取小值.
由上例,取
由上例,取Fk=2,I=3.14/32*2.5=3.83,d1=25mm;取K=4,L=La=120cm(系杠長度) 4
則 Pk=1.72×10N≥Pmax(Pmax=2375N)
3.5.5、剛度驗(yàn)算
絲杠的剛度是要保證第一導(dǎo)程的變形量在允許的范圍內(nèi),起變形計(jì)算公式為: △L=
式中 S-絲杠最小截面積;
M-扭距(N.m),系數(shù)符號(hào)同上.
式中的正號(hào)用于拉伸,負(fù)號(hào)用于壓縮.若都為拉伸,有如下計(jì)算結(jié)果:
設(shè) t=0.6mm,S=3.1416×R1^2=3.14160× (1.42/2)^2=1.58mm2
I=0.4cm,M=Tmax.i=7.84×1.25=9.0(N.m),P=Pmax=2375N
則:
ΔL=2375×0.6/(2.1*10)×1.58+9808×0.62/(2×3.1416×0.4×2.1×)
=496.4×
Cm=5.0u 滿足使用要求
所以,我們的電機(jī)選擇型號(hào):110BF003 絲杠選 LL32×6。
圖3-1(滾珠絲杠螺母副)
即螺紋調(diào)隙式的滾珠絲杠螺母副,其一個(gè)螺母的外端有凸緣而另一個(gè)螺母的外端沒有凸緣而制有螺紋,它伸出在套筒外,并用兩個(gè)圓螺母固定著。旋轉(zhuǎn)圓螺母時(shí),即可消除間隙,并產(chǎn)生預(yù)緊拉力,調(diào)整好后再用另一個(gè)圓螺母把它鎖緊。
這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,調(diào)整方便,雖軸向位移不太精確,但應(yīng)用較廣泛。
3.6 齒輪的校核計(jì)算
所選齒輪參數(shù)如下:
Z1=20;Z2=25;m=1.5(模數(shù));b=20mm(齒寬);壓力角為20
df1=mZ1=30mm;df2=mZ2=37.5mm;de1=33mm;de2=40.5mm
小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度為241HB-286HB,平均為260HB。大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為229HB-286HB,平均取240HB。
齒間載荷分布系數(shù):
齒向載荷分布系數(shù):
查表得:
荷系數(shù):
彈性系數(shù):查表得=189.8
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù):查圖得
接觸最小安全系數(shù):由表得
工作時(shí)間:
應(yīng)力循環(huán)次數(shù):查表可估計(jì)
則指數(shù)m=8.78
故原估計(jì)應(yīng)力次數(shù)正確。
接觸壽命系數(shù)查圖得:
由查表得:
許用接觸應(yīng)力:
算接觸應(yīng)力:
故選擇合適
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算:
重合度系數(shù):
齒間載荷分配系數(shù):
齒向載荷分布系數(shù):
由查圖可得:
載荷系數(shù)K:
齒形系數(shù) 查圖得:=2.8,
應(yīng)力修正系數(shù) 查圖得:=1.54,
彎曲疲勞極限 查圖得:
彎曲最小安全系數(shù) 由表估計(jì)得:
原估計(jì)循環(huán)次數(shù)正確
彎曲壽命系數(shù)由圖得:
尺寸系數(shù)由圖得:
許用彎曲應(yīng)力:
校核:
3.7 軸承的選擇與校核
在軸承的選擇上選用深溝球軸承和推力球軸承配合。深溝球軸承承受軸向力,推力球軸承承受軸向力。
預(yù)選軸承:
深溝球軸承6205 d=25 D=52 B=18
推力球軸承51305 d=25 D=52 B=18
有輕微沖擊,預(yù)期使用壽命為:=5000h 采用脂潤滑
E查機(jī)械零件設(shè)計(jì)表18.7得 e=0.38
故查表18.7得:X=1,Y=0
故所選軸承合格。
3.8 導(dǎo)軌的選擇
根據(jù)導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要求,選擇滾動(dòng)導(dǎo)軌。
滾動(dòng)導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠,滾針,滾柱等滾動(dòng)體,使相配的兩個(gè)導(dǎo)軌面只同滾動(dòng)體接觸而不直接接觸導(dǎo)軌。
滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)是導(dǎo)軌面之間是滾動(dòng)摩擦,而不是滑動(dòng)摩擦。由于摩擦阻力小,故使工作部件移動(dòng)起來很靈敏。滾動(dòng)摩擦的摩擦系數(shù)小,并且它和運(yùn)動(dòng)速度快慢無關(guān),低速時(shí)運(yùn)動(dòng)也均勻,工作部件的定位精度高,并且不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。因?yàn)闈L動(dòng)摩擦阻力小,所以工作部件的啟動(dòng)和運(yùn)行的功率小。滾動(dòng)導(dǎo)軌的磨損小,它的精度持久性好。但滾動(dòng)導(dǎo)軌對(duì)贓物比較敏感,故必須有良好的防護(hù)裝置。
經(jīng)比較,選用滾動(dòng)導(dǎo)軌中的滾珠導(dǎo)軌。
4 控制系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)
4.1 確定控制系統(tǒng)方案
微機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化方法有兩種:一種是以微機(jī)為中心設(shè)計(jì)控制部件;另一種是采用標(biāo)準(zhǔn)的步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)作為主要控制裝置。前者需要重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng),比較復(fù)雜;后者選用單片機(jī)控制系統(tǒng),由單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及專用控制程序組成的開環(huán)控制。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,對(duì)機(jī)床的控制過程大多是由單片機(jī)接照輸入的加工程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,產(chǎn)生進(jìn)給,由軟件或硬件實(shí)現(xiàn)脈分配,輸出一系列脈沖,經(jīng)功率放大,驅(qū)動(dòng)工作臺(tái),縱橫運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)按規(guī)定的輪廓線軌跡運(yùn)動(dòng)。擬訂方案如圖(2-1)。
4.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
對(duì)十字滑臺(tái)X-Y軸控制要求作如下規(guī)定:步進(jìn)電機(jī)3相6拍,脈沖當(dāng)量為0.01,能用鍵盤輸入命令,控制X,Y向運(yùn)動(dòng)及實(shí)現(xiàn)其它功能,能實(shí)時(shí)顯示工作臺(tái)的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)位置,具有越程指示報(bào)警及提示功能,采用硬件進(jìn)行環(huán)形分配,字符發(fā)生及鍵盤掃描均由軟件實(shí)現(xiàn)。
4.2.1、單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
現(xiàn)選用8031單片機(jī)芯片為主芯片。它有P0-P3四個(gè)8位口,P0可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL
圖4-1(硬件構(gòu)成)
門電路,16根地址線由它經(jīng)地址鎖存器(74LS373)提供第8位A0-A7,而高8位A8-A15由由P2口提供。數(shù)據(jù)總線由P0口提供??刂瓶偩€有P3口的第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立的控制線RESET,-EA,ALE,-PSEN組成。僅剩P1口可供控制外設(shè),因此不能滿足上述要求,又由8031總片無ROM,且只有128字節(jié)的RAM,也不夠用,故需要擴(kuò)展?,F(xiàn)采用8155和2764,6264作為I/O和存儲(chǔ)器擴(kuò)展芯片,顯示器采用LED數(shù)碼顯示,從控制要求來看,需要5位數(shù)碼顯示,其中整數(shù)部分3位,小數(shù)部分3位。其它輔助電路有復(fù)位電路,時(shí)鐘電路,越位報(bào)警指示電路,延時(shí)可利用8155的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的引腳TMRIN和TMROUT。
4.2.2、單片機(jī)引腳及其功能
(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)晶振 2根
XTAL1:震蕩器的反相放大器輸入。使用外部震蕩器時(shí)必須接地。
XTAL2:震蕩器的反相放大器輸出和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。當(dāng)使用外部震蕩器時(shí)用于輸入外邊震蕩信號(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
p0.0-p0.7 (AD0-AD7):是I/O端口O的引腳。端口O是一個(gè)8位漏極開路的雙向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位雙向的數(shù)據(jù)端口。
p1.0-p1.7: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口通道,專供用戶使用。
p2.0-p2.7 (A8-A15):端口2的引腳。端口2是一個(gè)百內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),它輸出高8位地址A8-A15。
p3.0-p3.7: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口功能或第二I/O口功能。作為第一功能使用時(shí),口的結(jié)構(gòu)與操作與p1口完全相同。
4.2.3、控制線
(1)PSEN:程序存儲(chǔ)器的使能引腳,是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(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)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8031沒有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器,故EA必須接地。Vpp是在8751EPROM編程時(shí)為+21的編程電源輸入端。
(3)PROG,ALE是地址鎖存使能信號(hào)。作為地址鎖存允許時(shí)高電平有效。因?yàn)閜0端口是分時(shí)傳送數(shù)據(jù)和低8位地址。故訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),ALE信號(hào)鎖存低8位地址。即使在不訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),也可以1/6振蕩頻率的固定頻率產(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)器取令時(shí),把p0口的低8位地址字節(jié)鎖存到外接的地址鎖存器中。
(4)T/VPD 是復(fù)位/備用電源端。在振蕩器運(yùn)行時(shí),使RST行腳至少保持兩個(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單元開始執(zhí)行。在Vcc關(guān)斷之前加上VPD(掉電保護(hù))RAM的內(nèi)容將不變。
單片機(jī)時(shí)鐘利用內(nèi)部振蕩電路,在XTL1,XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件,晶振可以在1.2-12MHz間任選,電容在5-30PF之間,對(duì)時(shí)鐘有微調(diào)作用。越界報(bào)警,指示電路,采用4個(gè)點(diǎn)位開關(guān)。一旦越界,應(yīng)立即停止工作臺(tái)運(yùn)動(dòng),這里采用中斷方式,利用8031外部中斷-INT0,只要有一個(gè)開關(guān)閉合,即工作臺(tái)的X向或Y向有一越界,便能產(chǎn)生中斷信號(hào)-INT0。為了報(bào)警,設(shè)置了兩個(gè)發(fā)光二極管燈,一個(gè)紅用于報(bào)警,綠的為正常工作,兩燈均由8031的P1.4控制。為了整體控制需要,應(yīng)將8155的輸出端TMROUT與8031的T0端相連,而且應(yīng)與不進(jìn)電機(jī)控制用環(huán)形分配器的CP端相連接。
4.3 單片機(jī)的選擇
由于對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控,其控制功能簡(jiǎn)單,為了結(jié)約成本,因而,采用價(jià)格低廉的MCS—51系列的8031單片機(jī)作為該控制系統(tǒng)的CPU已能滿足控制要求。該單片機(jī)內(nèi)部集成ROM存儲(chǔ)器,需要對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。
4.4 存儲(chǔ)器的選用與擴(kuò)展
由控制系統(tǒng)所遷用單片機(jī)內(nèi)部集成ROM存儲(chǔ)器,同時(shí)128位的RAM輸出不能滿足控制系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)量,因此要進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展。
4.5 存儲(chǔ)器的選用及連接
程序存儲(chǔ)器選用Inter2764,它是一種5V的8K UVEPROM存儲(chǔ)器芯片,采用HMOS工藝制成,標(biāo)準(zhǔn)存取時(shí)間250ns具有可擦除特性,管腳數(shù)28。
由于車削加工的指令數(shù)量較少,因而所需程序存儲(chǔ)器容量較少,所以選用Inter6264靜態(tài)RAM足夠,該存儲(chǔ)器具有8K的容量,200ns的存取時(shí)間,所需電源
為5V,采用HMOS工藝, 管腳數(shù)28。
圖4-2(8031與2764,6264的擴(kuò)展接線圖)
4.6 地址鎖存器
由于單片機(jī)8031芯片的p0口是分時(shí)傳送低8位地址線和數(shù)據(jù)線,故8031擴(kuò)展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器。常用的地址鎖存器芯片是74LS373。74LS373是帶三態(tài)緩沖輸入的8D觸發(fā)器。其引腳結(jié)構(gòu)如下圖:
圖4-3(8031引腳結(jié)構(gòu))
4.7 鍵盤與顯示電路及其程序
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,鍵盤掃描只是CPU工作的內(nèi)容之一。CPU在忙于各項(xiàng)工作任務(wù)時(shí),如何兼顧鍵盤掃描又不占用過多的時(shí)間。則采用程序掃描工作方式,它是利用CPU在完成其他工作的空閑,調(diào)用鍵盤掃描子程序,來響應(yīng)鍵輸入要求。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí),CPU不再響應(yīng)鍵輸入要求。
由于非編碼鍵盤,硬件電路極為簡(jiǎn)單,應(yīng)用廣泛,因而選用非編碼鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入鍵盤。非編碼鍵盤常用一些按鍵排列成行列矩陣按鍵的作用只是使相應(yīng)接點(diǎn)接通或數(shù)據(jù)開,在相應(yīng)程序配合下也可產(chǎn)生被按按鍵的鍵碼。
為了減少硬件開鎖,提高系統(tǒng)可靠性和降低成本,單片機(jī)控制系采用動(dòng)態(tài)顯示。
這里用8155來實(shí)現(xiàn)鍵盤、顯示的接口控制。
8155的結(jié)構(gòu)框圖及引腳排列見下圖:
圖4-4(8155的邏輯結(jié)構(gòu)和引腳圖)
8155具有40條引腳的雙列直插式芯片,其引腳的功能見下表:
引腳
含義
引腳
含義
AD0~AD7
地址數(shù)據(jù)線
ALE
地址鎖存
PA0~PA7
A口
RD
讀
PB0~PB7
B口
WR
寫
PC0~PC7
C口
RESET
復(fù)位
TIMERIN
定時(shí)輸入
Vss
地
TIMEROUT
定時(shí)輸出
Vcc
電源
IO/M
IO/RAM口選擇
CE
片選
其中IO/M是內(nèi)部RAM和I/O口的選擇線,IO/M=0(低電平時(shí))選擇片內(nèi)RAM,AD0~AD7上的地址信息為8155中的RAM單元地址。當(dāng)IO/M=1時(shí),選擇I/O口,AD0~AD7上的地址信息為I/O口地址。它利用ALE的下降沿將此信息鎖存到片
鎖存器中。
4.7.1、8155工作方式設(shè)定
8155I/O工作方式選擇通過對(duì)8155內(nèi)部命令寄存器(命令口)設(shè)定命令控制字實(shí)現(xiàn)。命令寄存器格式及對(duì)應(yīng)的工作方式見下圖:
圖4-5(8155工作方式)
8155I/O有四種工作方式,即ALT1,ALT2,ALT3,ALT4。其中各符號(hào)說明如下:
AINTR:A口中斷,請(qǐng)求輸入信號(hào),高電平有效。
BINTR:B口中斷,請(qǐng)求輸入信號(hào),高電平有效。
ABF(BBF):A口(B口)緩沖器滿狀態(tài)標(biāo)志輸出線,(緩沖器有數(shù)據(jù)時(shí)BF為高電平);ASTB(BSTB):A口(B口)設(shè)備選通信號(hào)輸入線,低電平有效。
4.7.2、狀態(tài)查詢
8155還有一個(gè)狀態(tài)寄存器,用于鎖存I/O口和定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài),供CPU
查詢用。其格式如下:
圖4-6(8155狀態(tài)查詢格式)
狀態(tài)寄存器和命令寄存器共用一個(gè)地址,命令寄存器只能寫入不能讀出,而狀態(tài)寄存器只能讀出不能寫入。所以可以認(rèn)為,CPU讀該地址時(shí),作為狀態(tài)寄存器,讀出的是當(dāng)前I/O口和定時(shí)器的狀態(tài),而寫該地址時(shí),則作為命令寄存器對(duì)I/O口工作方式的選擇。
4.7.3、8155定時(shí)功能
8155芯片內(nèi)有一個(gè)14位減法計(jì)數(shù)器,可對(duì)輸入脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。外部有兩個(gè)定時(shí)器引腳TINEIN 和TIMEOUT。TINEIN為定時(shí)器時(shí)鐘輸入,有外部輸入時(shí)鐘脈沖,TIMEOUT為定時(shí)器輸出,輸出各種信號(hào)脈沖波形。
定時(shí)器的格式、輸出波形見下:
圖4-7(8155記數(shù)方式和輸出波形圖)
由上圖可見,定時(shí)器的低8位和高6位計(jì)數(shù)器定時(shí)是出方式由04H、05H寄存器確定。對(duì)定時(shí)器編程時(shí),首先將計(jì)數(shù)器及定時(shí)器方式送入定時(shí)器口,(定時(shí)器的低8位和高6位,定時(shí)器方式M)04H,05H。計(jì)數(shù)常數(shù)在002H~3FFF之間。計(jì)數(shù)器的起動(dòng)和停止由命令寄存器的最高兩位TM2和TM1決定。但何時(shí)讀都可以置定時(shí)器的長度和工作方式,然后必須將起動(dòng)命令寫入命令寄存器。既使計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)數(shù),在寫入起動(dòng)命令后,仍可改變定時(shí)器的工作方式。
圖4-8(8031與8155接線圖)
上圖中畫出了8031通過8155對(duì)六只共陰極LED的接口和30個(gè)按鍵的鍵盤。按鍵分為三類:一是數(shù)字鍵0—F,二是功能鍵12個(gè);三是兩個(gè)鍵沒有定義,作為擴(kuò)展有鍵位。
4.7.4、鍵盤顯示電路工作原理
(1)判數(shù)是否有鍵按下
CPU把全“1”送到8155C口就可以在所有行線L5—L0上得到TTL低電平,然后讀取B口的列值就可以判斷是否有鍵按下,若無鍵按下則所讀列值必為1FH;若有鍵按下,則列值必因被按按鍵的行列線接通而不等于1FH。
(2)被按按鍵行值和列值的讀取
若CPU發(fā)現(xiàn)有鍵按下,CPU獲取被按接鍵行值和列值只要逐行對(duì)、鍵盤掃描,即輪流地使C口中每條行線變?yōu)榈碗娖揭约白x取和判斷B口的值。若列值為1FH,則表明有被按按鍵不在本行,若列值不為1FH,則對(duì)應(yīng)的行值和列值就是被按按鍵的的列值和行值。
(3)按鍵的去抖動(dòng)和竄鍵處理
在按下某個(gè)按鍵時(shí),被按按鍵的簧片總會(huì)能輕微的抖動(dòng),這個(gè)科動(dòng)常會(huì)持續(xù)10ms左右時(shí)間。因此,CPU在按鍵拌動(dòng)期間掃描鍵盤必然會(huì)得到錯(cuò)誤的行值和列值,最好的辦法是使CPU在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)延時(shí) 20ms再進(jìn)行行掃描。
較低當(dāng)用戶在操作時(shí)常常不小心同時(shí)按下個(gè)以上的鍵時(shí),即發(fā)生竄鍵盤,CPU處理竄鍵是以最后放開的按鍵認(rèn)和真正被按的鍵。CPU在行掃描時(shí)必須不以發(fā)現(xiàn)第一個(gè)被近鍵為滿足,而是繼續(xù)完成對(duì)所有行的一遍掃描,并在該行掃描結(jié)束后根據(jù)竄鍵標(biāo)志來判斷是否發(fā)生竄鍵。
如果未發(fā)現(xiàn)竄鍵,則本遍掃描的行值和列值就是被按按鍵的行值和列值;如果發(fā)現(xiàn)了竄鍵,則CPU再進(jìn)行一遍行掃描就可獲取最后放開鍵的行值和列值了。
求鍵值
求鍵值必須選先求關(guān)鍵字,求關(guān)鍵字必須知道行值和列值
求行號(hào):行序號(hào)和行值的關(guān)可以從鍵盤電路中看出CPU把被按按鍵的行值右移到全“0”時(shí)得到的移位次數(shù)減1必為行序號(hào)。
求鍵字:由鍵值表可以看到,CPU把行序號(hào)移到高四位并和列值低四位相加便可得到相應(yīng)關(guān)鍵字。
求鍵值:被按按鍵的鍵值是查表次數(shù)減1。
被按按鍵的類型判別:在鍵值表中,數(shù)字鍵的鍵值必小于10H,功能鍵的鍵值大于10H的。因此,CPU用被按按鍵的鍵值是大于10H或是小于10H來判斷按鍵的類型。
鍵盤按鍵分布圖、鍵盤掃描程序流程圖、求鍵值子程序流程圖。
鍵盤按鍵分布圖
關(guān)鍵字
鍵值
行值
列值
按鍵
0F H
00 H
01 H
0F H
0
1F H
01 H
02 H
0F H
1
17 H
02 H
02 H
17 H
2
1B H
03 H
02 H
1B H
3
2F H
04 H
04 H
0F H
4
27 H
05 H
04 H
17 H
5
1B H
06 H
04 H
1B H
6
3F H
07 H
08 H
0F H
7
37 H
08 H
08 H
17 H
8
3B H
09 H
08 H
1B H
9
3D H
0A H
08 H
1D H
A
2D H
0B H
04 H
1D H
B
1D H
0C H
02 H
1D H
C
0D H
0D H
01 H
1D H
D
0B H
0E H
01 H
1B H
E
07 H
0F H
01 H
17 H
F
0E H
10 H
01 H
1E H
1E H
11 H
02 H
1E H
2E H
12 H
04 H
1E H
3E H
13 H
08 H
1E H
4F H
14 H
10 H
0F H
47 H
15 H
10 H
17 H
4B H
16 H
10 H
1B H
4D H
17 H
10 H
1D H
5F H
18 H
20 H
0F H
57 H
19 H
20 H
17 H
5B H
1A H
20 H
1B H
5D H
1B H
20 H
1D H
鍵盤掃描程序流程圖
圖4-9
求鍵值子程序流程圖
圖4-10
顯示子程序
ORG 0600
MOV B ,A
DISPIY: MOV A, #105
MOV DPTR, #8000H
MOVX @DPTR, A
DISPIY1: MOV R5, #FEH
MOV A, R5
LD: MOV DPTR, #8003H
MOVX @DPTR, A
MOV DPTR, #8001H
MOV A, B
ADD A, #DTAB
MOVC @DPTR, A
ACALL DELAY
MOV A, R3
JNB ACC.5 LD1
RL A
MOV R5, A
LD1: RET
DTAB: DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H
DB 92H, 82H, 0F8H, 80H, 90H
DB 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H
DB 83H, 0FFH, 0CH, 89H, 7FH
DB 0BFH
DELAY: MOV R7, #02H
DELAY1: MOV R6, #0FFH
DELAY2: DJNZ R6, DELAY2
DJNZ R7, DELAY1
RET
END
鍵盤掃描子程序
GRG 0900H
SCAN:MOV A,#00H
MOV DPTR, #8001H
MOVX @DPTR, A
MOV A #3FH
MOV DDPTR, #8003H
MOVX #DPTR, A
MOV DPTR, #8002H
MOVX A, @DPTR
ANL A, #1FH
CJNE3 A, #1FH, NEXT1
SJMP NEXT4
NEXT1: ACALL DS20ms
CLR C
MOV R2, #00H
MOV R1, #01H
LOOP: INC DPTR
MOV A,R1
MOVX #DPTR, A
MOV DOTR, #8002H
MOVX A, @DPTR
ANL A, #1FH
CJNE A, #1FH, NEXT2
SJMP NEXT3
NEXT2: INC R2
CJNE R2, #01H, NEXT4
MOV R4, A
MOV A,R1
MOV R3,A
NEXT3: MOV A,R1
RLC A
MOV R1,A
CJNE A,#40H, LOOP
AJMP KCODE
NEXT4:CLR A
RET
END
求鍵值子程序
ROG 0960H
KCODE:MOV R1,#00H
MOV A, R3
CLR C
LOOP: RRC A
JZ NEXT1
INC R1
SJMP LOOP
NEXT1:MOV A, R1
SWAP A
MOV R1,A
MOV A, R4
ANL A, #0FH
ORL A, R1
MOV B, A
MOV DPTR, #KTAB
MOV R0, #00H
CLR A
REPE:MOVC A,@A+DPTR
CJNE A, B,NEXT2
SJMP RESV
NEXT2:INC R0
MOV A, R0
SJMP REPE
RESV: MOV A, R0
RET
KTAB:DB 0FH,1FH,17H,1BH,2FH,27H
DB 2BH,3FH,37H,3BH,3DH,2DH
DEB1DH,0DH,0BH,07H,03H,1EH
DB 23H,3EH,4FH,47H,4BH,4DH
DB 5FH,57H,5BH,5DH
END
4.8 步進(jìn)電機(jī)接口電路
由于該數(shù)控改造機(jī)床采用步進(jìn)電機(jī)控制,步進(jìn)電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)是由控制繞組輸入脈沖的個(gè)數(shù)來控制,每步的角度和方向是由三相控制繞組中的通電方式?jīng)Q定的,因此,步進(jìn)電機(jī)的控制是要求單片機(jī)和軟件產(chǎn)生按上述規(guī)律變化的序脈沖,然后通過接口和驅(qū)動(dòng)放大電路來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)控制繞組工作。
由于采用三相六拍步進(jìn)電動(dòng)機(jī),其工作方式為: A→AB→B→BC→C→CA→A
控制模型表
圖4-11
R4 放X軸步進(jìn)電機(jī)要走的步數(shù)
R5 放Y軸步進(jìn)電機(jī)要走的步數(shù)
PWS.4 放X軸步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向標(biāo)志。若要正轉(zhuǎn),則F0H中放“0”;否則,放“1”。
PWS.5 放Y軸步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向標(biāo)志。若要正轉(zhuǎn),則F0H中放“0”;否則,放“1”。
20H—25H 放X軸步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)模型。
26H放X軸步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)模型結(jié)束標(biāo)志00H。
27H—2CH放X軸步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)模型。
2DH放X軸步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)模型結(jié)束標(biāo)志00H。
30H—35H 放Y軸步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)模型。
36H放Y軸步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)模型結(jié)束標(biāo)志00H。
37H—3CH放Y軸步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)模型。
3DH放Y軸步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)模型結(jié)束標(biāo)志00H。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序:
ORG 2100H
PUSH ACC
MOV R5,#N
MOV R6,#N
CLR C
ORL C,PWS.4
JC ROTEX
MOV R0,#20H
AJMP NEXT1
ROTEX: MOV R0,#27H
MEXT1: CLR C
ORL C,PSW.5
JC ROTEY
MOV R1,#30H
AJMP NEXT2
ROTEY:MOV R1,#37H
NEXT2: DJNZ R4,ABC1
NEXT3: DJNZ R5,ABC2
MOV A,R4
MOV 40H,R5
CJNE A,40H,NEXT2
AJMP END
ABC1: MOV A,@R0
MOV P1,A
ACALL DELAY
INC R0
MOV A, #00H
ORL A, @R0
JZ TPL1
AJMP NEXT3
ABC2:MOV A,@R1
MOV P1,A
ACALL DELAY
INC R1
MOV A, #00H
ORL A,@R1
JZ TPL2
AJMP NEXT2
TPL1:MOV A,R0
CLR C
SUBB A, #06H
MOV R0,A
AJMP NEXT3
TPL2:MOV A, R1
CLR C
SUBB C
MOV R0,A
AJMP NEXT2
DELAY:MOV R2,#M1
DELAY1:MOV A,#M2
DELAY2:DELA
JNZ DELAY2
DJNE R2,DELAY1
RET
END
5 總結(jié)
本數(shù)控十字滑臺(tái)主要是針對(duì)中小型零件的加工,要求自動(dòng)化程度和精度較高而設(shè)計(jì)的,所以在整體結(jié)構(gòu)上較為緊湊而且輕巧,這樣的設(shè)計(jì)可以保證它作為獨(dú)立部件而達(dá)到安裝拆卸方便的要求。
機(jī)械傳動(dòng)方面,設(shè)計(jì)時(shí)仍采用的傳統(tǒng)方式。一軸配備一對(duì)減速齒輪,選滾珠螺母副,軸承支撐。結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但可以滿足強(qiáng)度各方面的要求,而且所有零部件價(jià)格便宜訂購方便,這樣就減小了生產(chǎn)的難度。
由于在設(shè)計(jì)要求中明確指出此工作臺(tái)為數(shù)控裝置,有獨(dú)立的數(shù)控操作和控制系統(tǒng),這就對(duì)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制提出了要求,在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選擇步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源,采用單片機(jī)控制,這樣就能滿足設(shè)計(jì)所提出的要求。
該數(shù)控十字滑臺(tái)可靈活用于銑床和鉆床的數(shù)控改造,而且改造簡(jiǎn)單方便,技術(shù)難度不大,可廣泛應(yīng)用。
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致謝
首先衷心感謝趙小林、劉學(xué)敏、張桂菊三位老師,論文的選題、研究的方向和設(shè)計(jì)內(nèi)容都得到兩位老師的精心指導(dǎo)與熱情的幫助。兩位老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的作風(fēng),豐富的理論知識(shí)給了我很深的啟迪,使我受益匪淺。
感謝張桂菊老師,我的論文是在您的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的,我的每一點(diǎn)進(jìn)步和提高都得益于老師的指導(dǎo)、鼓勵(lì)、影響和支持
感謝葛動(dòng)員老師對(duì)單片機(jī)和PLC控制方面的指導(dǎo)和幫助。
感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師們、同學(xué)們!
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