畢業(yè)設(shè)計(論文)----c618型臥式車床橫向進(jìn)給數(shù)控化改造

1、<p><b>　　xxxxxxx</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）</p><p>　　設(shè)計（論文）題目：C618型臥式車床橫向進(jìn)給數(shù)控化改造</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　20世紀(jì)中葉數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的誕生標(biāo)志著生產(chǎn)和控制領(lǐng)域的一

2、個嶄新時代的到來。 </p><p>　　科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程的自動化成為實現(xiàn)上述要求的最重要的措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，還能夠極大地改善生產(chǎn)者的勞動條件。 數(shù)控機床的工作過程是將加工零件的幾何信息和工藝信息進(jìn)行數(shù)字化處理，即對所有的操作步驟和刀具與工件之間的相對位移，以及進(jìn)給速度等都用數(shù)字化的代

3、碼表示。而經(jīng)濟型的數(shù)控改造則對數(shù)控機床有了更新的要求。即在不改變原來功能的前提條件下，還要特別講究經(jīng)濟性、可靠性、性能優(yōu)越等。所以，在改造的同時，盡量不要改變原來的結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　本設(shè)計是對C618普通臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改造。為了實現(xiàn)把C618普通臥式車床改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床，我針對此車床的主傳動系統(tǒng)，X向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控改造，并增加了CNC裝置和伺服系統(tǒng)。對進(jìn)給系統(tǒng)，我把原先的滑動絲

4、杠換成滾珠絲杠，以提高精度和效率，并由原先的手動控制，改造成由電動機控制。通過變頻器實現(xiàn)主軸傳動和進(jìn)給機構(gòu)的無級變速。通過單片機的設(shè)計，構(gòu)成控制系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控改造，滾珠絲杠.</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Naissance that 20 century middle p

5、eriod few technique is with the few machine the bed scribe to produce with control coming of a brand-new ages of realm. The science technique bring upped with rate of production to the quantity of the machine product

6、with the quick development of the social productivity more and more high request.The automation that machine process the craft process one of the most important measure of becoming to realizes the above requests.It can n

7、ot only increase the produ</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p>　　第一章 普通機床數(shù)控化改造的概況1</p><p>　　1.1 數(shù)控機

8、床的產(chǎn)生1</p><p>　　1.2 普通機床數(shù)控化改造的必要性1</p><p>　　1.3 數(shù)控在改造中的機械部件改造2</p><p>　　1.4 數(shù)控在改造中的電氣部分改造2</p><p><b>　　第二章 緒論4</b></p><p>　　2.1機電一體化系統(tǒng)的基本組

9、成要素4</p><p><b>　　2.2設(shè)計方案5</b></p><p>　　第三章 進(jìn)給伺服機械部分設(shè)計與計算7</p><p>　　3.1設(shè)計方案的確定7</p><p>　　3.2橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算7</p><p>　　3.3齒輪傳動比的計算10</p>

10、<p>　　3.4步進(jìn)電機的選擇13</p><p>　　第四章 機械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計改造22</p><p>　　4.1主軸脈沖發(fā)生器的加裝22</p><p>　　4.2主軸脈沖發(fā)生器的安裝22</p><p>　　4.3主軸脈沖發(fā)生器的傳動聯(lián)接方式23</p><p>　　4.4主軸脈沖發(fā)生器

11、安裝注意事項23</p><p>　　4.5進(jìn)給伺服系統(tǒng)的裝配圖23</p><p>　　第五章 經(jīng)濟型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)單片機控制原理25</p><p>　　5.1系統(tǒng)的功能25</p><p>　　5.2單片機的構(gòu)造26</p><p>　　5.3步進(jìn)電機的軟件控制及轉(zhuǎn)程序設(shè)計27</p>

12、<p>　　第六章 機床的加工程序編制31</p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p>　　第一章 普通機床數(shù)控化改造的概況</p><p>　　1.1 數(shù)控機床的產(chǎn)生</p><p>　　

13、為滿足多品種、小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床就是這樣的背景下產(chǎn)生的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化加工手段。</p><p>　　但是數(shù)控機床的應(yīng)用也受到其他條件的限制。首先，數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，中小企常是心有余而力不足；目前，各企業(yè)都有大量的普通機床，完全用數(shù)控機床替換根本不可能，而且被替代下的機床閑著起來又會造成浪費

14、；在國內(nèi)，訂購新數(shù)控機床的交貨周期一般較長，往往不能滿足生產(chǎn)急需；通用數(shù)控機床對具體生產(chǎn)存在冗余功能。</p><p>　　要較好的解決上述我問題，要走普通機床數(shù)控改造之路。低成本普通車床數(shù)控化改造是一項適合我國實際情況的先進(jìn)適用技術(shù)，也是一項提升我國機床數(shù)控化率的有效途徑。</p><p>　　1.2 普通機床數(shù)控化改造的必要性 </p><p>　　數(shù)控機床比較

15、傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性。</p><p>　?。?）可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準(zhǔn)確的計算出每個坐標(biāo)軸瞬時應(yīng)該運動的運動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。</p><p>　?。?）可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可以比傳統(tǒng)機床提高3-7倍。</p><p>　?。?）加工零件的精度

16、高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。</p><p>　?。?）可以實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運。</p><p>　?。?）擁有自動報警，自動監(jiān)控，自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。</p><p>　?。?）數(shù)控機床能夠降低操作人員的勞動強度，節(jié)省勞動力，減少工裝，縮短新產(chǎn)品調(diào)試周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求做出快速

17、反應(yīng)等。</p><p>　　數(shù)控機床改造一般是對普通機床某些部位做一定的改造，配上數(shù)控裝置，從而使機床具有數(shù)控加工能力。</p><p>　　對現(xiàn)有的普通車床進(jìn)行改造，主要應(yīng)該解決的問題是：如何將機械傳動的進(jìn)給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位進(jìn)給改造成由數(shù)控系統(tǒng)控制的刀架自動轉(zhuǎn)位以及自動進(jìn)給的自動加工車床即經(jīng)濟性數(shù)控車床。</p><p>　　經(jīng)濟性數(shù)控車床，主要依靠兩方面來

18、保證和提高被加工零件的精度：一是系統(tǒng)的控制精度；二是機床本身的機械傳動精度。數(shù)控車床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)，由于必須對進(jìn)給位移的位置和速度同時實現(xiàn)自動控制，所以，數(shù)控車床與普通車床相比，應(yīng)具有更好的精度以確保機械傳動系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性。</p><p>　　1.3 數(shù)控在改造中的機械部件改造</p><p>　　機床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達(dá)到上述要求，應(yīng)對主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造，使其達(dá)到要求，這

19、樣才能達(dá)到預(yù)期的改造目的。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機床聯(lián)系在一起就達(dá)到了數(shù)控機床的要求。</p><p>　　對機械部分的改造主要包括下列部分：</p><p>　　（1） 對車床的傳動系統(tǒng)進(jìn)行改造：去掉冗余的齒輪。改動后的齒輪具有消除反向死區(qū)誤差的功能。</p><p>　?。?） 將主軸進(jìn)行改造，使之能與標(biāo)準(zhǔn)部件KEF250型動力卡盤相配套；同時具有符合數(shù)控車

20、床的加工精度。</p><p>　　（3） 將帶動溜板箱的縱軸絲杠傳動更換成滾珠絲杠，用步進(jìn)電動機驅(qū)動；</p><p>　?。?） 將移動刀架的橫向絲杠傳動更換成滾珠絲杠，用步進(jìn)電動機驅(qū)動；</p><p>　?。?） 更換原刀架為電動刀架，并選用標(biāo)準(zhǔn)部件相配，使之適應(yīng)數(shù)控機床的需要。</p><p>　　改造后的車床，應(yīng)具有高的靜、動態(tài)剛

21、度；運動副之間的摩擦因數(shù)小；傳動無間隙；功率大；便于操作和維修。</p><p>　　1.4 數(shù)控在改造中的電氣部分改造</p><p>　　保留原有電氣控制主電路，所有輸入、輸出設(shè)備不變。對電氣系統(tǒng)作局部改造，則應(yīng)對保留電氣部分進(jìn)行保養(yǎng)和最佳化調(diào)整。</p><p>　　新的電氣系統(tǒng)改造完成后，進(jìn)行調(diào)試以及確定合理的驗收標(biāo)準(zhǔn)。</p><p&g

22、t;<b>　　改造原則</b></p><p>　?。?）最大限度地滿足被控設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求；</p><p>　?。?）在滿足要求的前提自愛，力求系統(tǒng)簡單經(jīng)濟、操作方便；</p><p>　?。?）保證控制系統(tǒng)工作安全可靠；</p><p>　?。?）考慮今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在設(shè)計容量時，應(yīng)適當(dāng)留有進(jìn)

23、一步擴展的余地。</p><p><b>　　第二章 緒論</b></p><p>　　2.1機電一體化系統(tǒng)的基本組成要素</p><p>　　一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，他包含以下幾個基本要素：機械本體，動力與驅(qū)動部分.執(zhí)行機構(gòu)，傳感測試部分，控制及信息處理部分。我們將這些部分歸納為：結(jié)構(gòu)組成要素，動力組成要素，感知組成要素，智能組成要素；

24、這些組成要素內(nèi)部及其相互之間，通過接口耦合，遠(yuǎn)動傳遞，物質(zhì)流動，信息控制，能量轉(zhuǎn)換有機融合集成一個完整系統(tǒng)。</p><p><b>　　1.機械本體</b></p><p>　　系統(tǒng)所有功能元素的機械支持結(jié)構(gòu)，包括機身，框架，聯(lián)接等。由于機電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能，水平和功能的提高，機械本體要在機械結(jié)構(gòu)，材料，加工工藝以及幾何尺寸等方面適應(yīng)產(chǎn)品高效，多功能，可靠和節(jié)能，

25、小型和輕量，美觀等要求。</p><p><b>　　2.動力部分</b></p><p>　　按照系統(tǒng)功能要求，為系統(tǒng)提供能量和動力使系統(tǒng)正常運行。用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的輸出功能，是機電一體化產(chǎn)品的顯著特征之一。</p><p>　　驅(qū)動部分在控制信息作用下，提供動力，驅(qū)動個執(zhí)行機構(gòu)完成各種動作和功能。機電一體化系統(tǒng)一方當(dāng)面要求驅(qū)

26、動的高效率和快速響應(yīng)特性，同時要對水，油，溫度，塵埃等外部環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性。由于電力技術(shù)的高度發(fā)展，高性能步進(jìn)驅(qū)動，直流和交流伺服驅(qū)動大量應(yīng)用與機電一體化系統(tǒng)。</p><p><b>　　3.測試傳感部分</b></p><p>　　對系統(tǒng)運行中所需要的內(nèi)部和外界環(huán)境的各種參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行檢測，變成可識別信號，傳輸?shù)叫畔⑻幚韱卧?，?jīng)過分析，處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息

27、。其功能一般由專門的傳感器和儀器儀表功能。</p><p><b>　　4.執(zhí)行機構(gòu)</b></p><p>　　根據(jù)控制信息和指令，驅(qū)動對象完成要求的動作，執(zhí)行機構(gòu)是運動部件，一般采用機械，電磁，電液等機構(gòu)。根據(jù)機電一體化系統(tǒng)的匹配性要求，需要考慮改善性能，如提高剛性，減輕重量，實行主件化，標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，提高系統(tǒng)整體可靠性。</p><p>

28、;<b>　　控制及信息單元</b></p><p>　　將來自各傳感器的檢測信息和外部輸入命令進(jìn)行集中，存儲，分析，加工，根據(jù)信息處理結(jié)果，按照一定的程序和節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令控制整個系統(tǒng)有目的地運行。一般由計算機，可編程控制器（PLC），數(shù)控裝置以及邏輯電路，A/D與D/A轉(zhuǎn)換，I/O接口和計算機外部設(shè)備組成。機電一體化系統(tǒng)對控制和信息處理單元基本要求是：提高信息處理速度，提高可靠性，增強

29、抗干擾能力以及完善系統(tǒng) 自診斷功能，實現(xiàn)信息處理智能化和小型化，標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　6.接口耦合.能量轉(zhuǎn)換</p><p>　?。?) 變換 兩個需要進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)沫h(huán)節(jié)之間，由于信息的模式不同，無法直接實現(xiàn)信息或能量的交流，通過接口完成信息或能量的統(tǒng)一。</p><p>　?。?）放大 在兩個信號強度相差懸殊的環(huán)節(jié)間，經(jīng)接口放大，達(dá)到能量的匹配。

30、</p><p>　?。?）耦合 變換和放大后的信號在環(huán)節(jié)間能可靠，快速，準(zhǔn)確的交換，必須遵循一致的時序，信號格式和邏輯規(guī)范。接口應(yīng)保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定模式進(jìn)行傳遞。</p><p>　?。?）能量轉(zhuǎn)換還包括了執(zhí)行器，驅(qū)動器的不同類型能量的最最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法和原理。</p><p><b>　　7.信息控制</b></p&g

31、t;<p>　　在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟，硬件的保證下，完成數(shù)據(jù)采集，分析，判斷，決策，以達(dá)到信息控制的目的。對于智能化程度高的系統(tǒng)，還包括了知識獲推理機制及知識自學(xué)習(xí)等以知識驅(qū)動為主的信息控制。</p><p><b>　　運動傳遞</b></p><p>　　運動傳遞是指各組成要素之間不同類型運動的變換和傳輸以及以運動控制為目的

32、的優(yōu)化。</p><p>　　由于采用四大原則使各組成要素聯(lián)接成為一個有機整體由于控制和信息處理單元的預(yù)期信息導(dǎo)引，使各環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運動，從而形成機電一化系統(tǒng)工程。</p><p><b>　　2.2設(shè)計方案</b></p><p>　　1.系統(tǒng)運動方式的確定</p><p>　　數(shù)按系統(tǒng)運動方式可分為點位控制系

33、統(tǒng)、點位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.伺服系統(tǒng)的選擇</b></p><p>　　伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制系統(tǒng)。</p><p>　　開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號是單方向送的。指令發(fā)出后，不再反饋回來，故稱開環(huán)控制。開環(huán)系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機驅(qū)動。</p>

34、<p>　　閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機床移動部件上的檢測反饋元件，用來檢測實際位移量，能補償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機或位流伺服電機驅(qū)動。</p><p>　　半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)不同，不直接檢測工作臺的位移量，而是用檢測元件出驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)角，再間接推算出工作臺實際的位移量，也有反饋回路，其性能介于開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。</p><p>　　3.執(zhí)

35、行機構(gòu)傳動方式的確定</p><p>　　為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計機械傳動裝置時，通常提出低摩、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜尼比的要求。在設(shè)計中應(yīng)考慮以下幾點：</p><p>　?。?）盡量采用低磨擦的傳動和導(dǎo)向元件。如采用滾珠絲杠螺母傳動副、滾動導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等。</p><p>　　（2）盡量消除傳動間隙。例如采用間隙齒輪等。&

36、lt;/p><p>　　（3）提高系統(tǒng)剛度?？s短傳動鏈可以提高系統(tǒng)的傳動剛度，減小傳動鏈誤差?？刹捎妙A(yù)緊的方法提高系統(tǒng)剛度。例如采用預(yù)加負(fù)載導(dǎo)軌和滾珠絲杠副等。</p><p>　　第三章 進(jìn)給伺服機械部分設(shè)計與計算</p><p>　　3.1設(shè)計方案的確定</p><p>　　利用微機對縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開環(huán)控制，橫向脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈

37、沖，驅(qū)動元件采用步進(jìn)電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。</p><p>　　采用微機對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖，經(jīng)一級齒輪減速滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運動。</p><p>　　圖3.1 經(jīng)濟型數(shù)控車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)總體方案框圖</p><p>　　3.2橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計與計算</p><p&g

38、t;　?。?）．橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　一般步進(jìn)電機經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠，使刀架橫向運動。步進(jìn)電機安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機和機床大拖板連接起來，以保證其同軸，提高傳動精度。</p><p>　　圖3.2 二對齒輪副減速</p><p>　?。?）．橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算</p><p>　　由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計

39、算與縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算類似，所用到的公式不再詳細(xì)說明，只計算結(jié)果。</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　工作臺質(zhì)量（根據(jù)圖紙粗略計算）</p><p>　　W=30kgf=300N</p><p>　　時間常數(shù) T=25ms</p><p>　　滾珠絲杠基本導(dǎo)

40、程 L0=4mm左旋</p><p>　　行程 S=160mm</p><p>　　脈沖當(dāng)量： mm/step</p><p>　　步距角： /step</p><p>　　快速進(jìn)給速度： m/min&

41、lt;/p><p><b>　　切削力計算 </b></p><p>　　橫向進(jìn)給量縱向的1/2～1/3，取1/2</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　切削力約為縱向的1/2</p><p><b>　　在切斷工件時</b>&l

42、t;/p><p>　　(3) 滾珠絲杠設(shè)計計算</p><p>　　1)強度計算：對于燕尾型導(dǎo)軌：</p><p>　　由《數(shù)控技術(shù)》可知，導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力：</p><p>　　式中K=1.4 =0.15～0.18</p><p><b>　　取0.2</b></p><p&

43、gt;<b>　　則</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　2)強度計算：</b></p><p><b>　　壽命值</b></p><p><b>　　最大動負(fù)載 </b></p&

44、gt;<p>　　查表得：運轉(zhuǎn)系數(shù) 硬度系數(shù) </p><p><b>　　則QN</b></p><p>　　根據(jù)最大動負(fù)荷Q的值，可選則滾珠絲杠的型號。所以，滾珠絲杠的型號為：</p><p>　　FDM2004-2.5-P3</p><p>　　3.3齒輪傳動比的計算</p>&

45、lt;p>　　3.3.1 效率計算：</p><p>　　根據(jù)《機械原理》的公式，絲杠螺母副的傳動效率為：</p><p>　　式中 摩擦角 螺旋升角</p><p>　　則 </p><p>　　3.3.2 剛度驗算：</p><p>　　滾珠絲杠受工作負(fù)載

46、P引起的導(dǎo)程的變化量</p><p><b>　　△</b></p><p>　　式中 mm=0.4m：</p><p>　　滾珠絲杠截面積 </p><p><b>　　則 </b></p><p><b>　　△cm</b></p

47、><p>　　滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程的變化量△L2很少，可以忽略。</p><p>　　即：△L=△L1。所以導(dǎo)程變形總誤差△為：</p><p><b>　　=△L=um/m</b></p><p>　　查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15um/m 故剛度足夠。</p><p>　　

48、3.3.3齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計算</p><p><b>　　(1)有關(guān)齒輪計算</b></p><p><b>　　傳動比</b></p><p>　　故取Z1=18 Z2=30 m=2 mm</p><p>　　B=20 mm </p><p>　　

49、(2)轉(zhuǎn)動慣量計算：</p><p>　　工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量</p><p><b>　　絲杠的轉(zhuǎn)動慣量</b></p><p><b>　　齒輪的轉(zhuǎn)動慣量</b></p><p>　　電動機轉(zhuǎn)動慣量很少，可以忽略</p><p><b>　　因此，

50、總的轉(zhuǎn)動慣量</b></p><p><b>　　=1.2589</b></p><p><b>　　所需轉(zhuǎn)動力矩計算</b></p><p>　　快速空載啟動時所需力矩 </p><p>　　最大切削負(fù)載時所需力矩 </p><p><b&

51、gt;　　快速進(jìn)給時所需力矩</b></p><p><b>　　當(dāng)時 </b></p><p>　　當(dāng) 時</p><p>　　所以，快速空載啟動所需轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　切削時所需力矩：</b></p><p>　　=2.4

52、04kgf.cm=24.04N.cm</p><p>　　快速進(jìn)給時所需轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　由以上分析計算可知：</p><p>　　所需最大力矩發(fā)生在快速啟動時</p><p>　　=2.633kgf.cm=26.33N.cm</p><p>　　3.4步進(jìn)電機的選擇</p><p>

53、　　首先必須保證步進(jìn)電機的輸出轉(zhuǎn)矩大于所負(fù)載需的轉(zhuǎn)矩。所以應(yīng)先計算機械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，并使用電機的輸出轉(zhuǎn)矩有一定余量，以保證可靠運行。通用M/ =0.2～0.5，為步進(jìn)電機最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，M為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　其次應(yīng)使步進(jìn)電機的步距角與機械系統(tǒng)匹配，以得到機床所需的脈沖當(dāng)量。</p><p>　　最后應(yīng)使被選電機與機械系統(tǒng)的負(fù)載慣量及機床要求的啟動頻率相匹配，并有一定余量，還應(yīng)

54、使其最高工作頻率能滿足機床移動部件快速移動的要求。</p><p>　　(1)橫向進(jìn)給步進(jìn)電機</p><p><b>　?、?初選步進(jìn)電機</b></p><p>　　a 計算步進(jìn)電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　=</b></p><p>　?。}沖當(dāng)量（mm/s

55、tep）取 =0.005mm/step</p><p>　?。M(jìn)給牽引力（N）取 =1890。65N</p><p>　　－步距角，初選雙拍制為</p><p>　?。姍C－絲桿的傳動效率，為齒輪、軸承、絲桿效率之積，分別為0 98、0.99、0.99和0.94。</p><p><b>　　=N.cm</b></

56、p><p>　　b 算步進(jìn)電機啟動轉(zhuǎn)矩</p><p>　　根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩除以一定的安全系數(shù)來估算步進(jìn)電機啟動轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　=/0.3～0.5</b></p><p>　　一般縱向進(jìn)給伺服系統(tǒng)的安全系數(shù)取0.3～0.4</p><p>　　= /0.4=279.11/0.4=697.

57、775N.mm</p><p><b>　　c 計算最大靜扭矩</b></p><p>　　查《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表3-22，如取五相十拍，則==0.951</p><p>　　=/0.951=697.775/0.951=733.72N.mm</p><p>　　d 計算步進(jìn)電機運行的頻率和最高起動頻率</p>

58、<p><b>　　=HZ</b></p><p><b>　　=HZ</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　?。畲笄邢鬟M(jìn)給速度m/min ， =0.8m/min</p><p>　?。畲罂煲扑俣萴/min， =2.4m/

59、min</p><p>　?。}沖當(dāng)量， =0.005mm/step </p><p><b>　　e 初步選電機型號</b></p><p>　　(1)根據(jù)估算出的最大的靜轉(zhuǎn)矩=733.72N。mm在表3-23中查出130BF003最大靜扭矩為784N>733.72N可以滿足要求，，但從表中看出130BF00

60、3步進(jìn)電機最高空載起動頻率為1500HZ，不能滿足=3333HZ的要求，此項指標(biāo)可暫不考慮，可以采用軟件開降速程序來解決。</p><p>　　(2)核步進(jìn)電機轉(zhuǎn)矩</p><p>　　前面所初步電機的轉(zhuǎn)矩計算，均為估算，初迭之后，應(yīng)該進(jìn)行校核計算。</p><p><b>　　①效轉(zhuǎn)動慣量計算</b></p><p>

61、　　計算簡圖如前（a）所示，根據(jù)《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表3-24，傳動系統(tǒng)計算到電機軸上的總的轉(zhuǎn)動慣量 可由下式計算：</p><p>　　=＋＋[(＋)＋()]</p><p>　　—步進(jìn)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量（）</p><p>　　?！篙哯1Z2的轉(zhuǎn)動慣量（）</p><p>　　—滾珠絲桿轉(zhuǎn)動慣車（）</p><p>

62、　　參考同類型機床，初步反應(yīng)式步進(jìn)電機130BF，</p><p>　　其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動量=4.7（）</p><p><b>　　對于鋼材：</b></p><p><b>　　=0.78=</b></p><p><b>　　—圓柱體質(zhì)量kg。</b></p>&l

63、t;p><b>　　—圓柱體直徑。</b></p><p>　　—圓柱體長度或厚度。</p><p>　　鋼材的密度為7.8×（）</p><p>　　=0.78=0.78（）</p><p><b>　　=2.62（）</b></p><p>　　=0.78

64、=0.78（）</p><p><b>　　=6.39（）</b></p><p><b>　　=0.78</b></p><p>　　=1500mm=150cm =45mm=4.5cm</p><p><b>　?。ǎ?lt;/b></p><p>

65、;　　—溜板及刀架重力取1500N.</p><p><b>　　代入公式可得：</b></p><p>　　=＋＋[(＋)＋()]</p><p>　　=4.7+2.62+[(6.39+39.952)+ </p><p><b>　　=34.152（）</b></p><p&g

66、t;　　考慮步進(jìn)電機與傳動系統(tǒng)慣車匹配問題：</p><p>　　/=4.7/34.152=0.1376</p><p>　　滿足慣量匹配的要求。</p><p><b>　?、陔姍C轉(zhuǎn)矩的計算</b></p><p>　　機床在不同的公況下，其所需轉(zhuǎn)矩是不同的，下面分別按個階段計算：</p><p&g

67、t;　　a.快速進(jìn)給進(jìn)所需轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　=＋＋</b></p><p><b>　　—快速空載起動轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　—空載起動時計算到電機軸上的加速轉(zhuǎn)矩（N.cm）</p><p>　　—計算到電機軸上的磨擦轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　—

68、由于絲桿預(yù)緊里計算到電機軸上的附加轉(zhuǎn)矩（N.cm）</p><p>　　采用絲杠螺母副傳動時，上述各種轉(zhuǎn)矩（N.cm）可用下式計算</p><p><b>　　==</b></p><p>　　將前面數(shù)據(jù)代入式中個符號意義同前</p><p><b>　　=r/min</b></p>

69、<p>　　起動加速時間 =25ms</p><p>　　—傳動系統(tǒng)計算到電機軸上的總等數(shù)轉(zhuǎn)動慣量 </p><p><b>　　—電機最大角加速度</b></p><p><b>　　—電機最大轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　—運動部件最大快進(jìn)速度(mm/min

70、)</p><p><b>　　—步進(jìn)電機的步距角</b></p><p>　　—運動部件從停止起加速到最大快進(jìn)速度所需時間（S）</p><p>　　—脈沖當(dāng)量（mm/step）</p><p><b>　　=34.152（）</b></p><p>　　=1000 r/m

71、in</p><p>　　====548.63 N.cm</p><p>　　折算到電機軸上的磨擦轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　=</b></p><p>　　—絲桿導(dǎo)程=6mm=0.6cm</p><p>　　—導(dǎo)軌的磨擦力（N）</p><p>　　—垂直方向的切削

72、力(N)</p><p><b>　　—運動部件的總當(dāng)量</b></p><p><b>　　—導(dǎo)軌摩擦系數(shù)</b></p><p><b>　　—齒輪降速比</b></p><p>　　—傳動連總效率，一般可取0.7~0.85，取0.8</p><p>

73、;<b>　　則 ：</b></p><p><b>　　== N.cm</b></p><p>　　=135.30 N.cm</p><p><b>　　附加摩擦轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　=</b></p><p&g

74、t;　　—滾珠絲桿預(yù)加負(fù)荷，一般取1/3，為進(jìn)給牽引力1890.65</p><p>　　=1/3=1098.88N</p><p>　　—滾珠絲桿導(dǎo)程（cm）： </p><p><b>　　=0.6cm</b></p><p>　　—滾珠絲桿未預(yù)緊時的傳動效率一般取>0.9 ，因此取0.92</p>

75、;<p><b>　　==</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=16.126 N.cm</p><p><b>　　上述三項合計：</b></p><p>　　=++=16.126+135.30+71.49=222.916N.cm

76、</p><p>　　b. 快速移動時所需轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　=+=86.66+9.25=95.91 （N.cm）</p><p>　　最大的切削負(fù)載時所需轉(zhuǎn)矩：=++</p><p>　　—折算到電機軸上的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　=N.cm</b></p>

77、<p>　　從上面計算可知，、和三種工況下，以快進(jìn)空載起動所需轉(zhuǎn)矩最大，即可以作為校核步進(jìn)電機轉(zhuǎn)矩的依據(jù)</p><p>　　從《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表3—22查出，當(dāng)步進(jìn)電機為五相十拍時，</p><p>　　則最大轉(zhuǎn)矩為： N.cm</p><p>　　查表3—23中130BF003型步進(jìn)電機最大轉(zhuǎn)矩為784N.cm，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可以滿足要求。

78、</p><p>　　c.校核步進(jìn)電機起動矩頻特性和運行轉(zhuǎn)矩頻特性。</p><p>　　已計算出機床最大快移時需步進(jìn)電機的最高起動頻率為3333Hz，切削進(jìn)入時所需步進(jìn)電機運行頻率為1333.3Hz。</p><p>　　從《綜合作業(yè)指導(dǎo)書》表3—23中查出130BF003型步進(jìn)電機允許的最高空載起動頻率為1500Hz，運行頻率為7000Hz，再從〈〈綜合作業(yè)指導(dǎo)

79、書〉〉圖3—15，3—16查出130BF步進(jìn)電機起動矩頻特性和運行矩頻特性曲線如（C）圖所示，當(dāng)步進(jìn)電機起動時，=2500Hz時，=100N.cm，不能滿足此機床所要求的空載起動力矩222.916N.cm。直接使用則會施行失步現(xiàn)象，所以必須采取開降進(jìn)控制〈用軟件實現(xiàn)〉，將起動頻率到1000Hz起動轉(zhuǎn)矩可增高到588.4N.cm，然后電路上再采用高低壓驅(qū)動電路，可將電機輸出轉(zhuǎn)矩擴大一倍左右。</p><p>　　當(dāng)

80、快速運動和切削進(jìn)給時，130BF003型步進(jìn)電機運行矩頻特性（D）圖完全可以滿足要求：</p><p>　　圖3.3 步進(jìn)電機啟動矩頻特性曲線</p><p>　　第四章 機械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計改造</p><p>　　4.1主軸脈沖發(fā)生器的加裝</p><p>　　主軸脈沖發(fā)生器又稱光電編碼器，在數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠，需要配置主軸脈沖發(fā)生器

81、，作為車床主軸位置信號的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動，發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化的信號，輸送到數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)按照所需加工的螺距進(jìn)行計算處理，從而控制機床縱向或橫向的步進(jìn)電機運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)加工螺紋的目的。</p><p>　　本機床的設(shè)計加工螺距如下序列：</p><p>　　6mm 5mm 3.5mm 3mm 2.5mm 2mm</p>

82、<p>　　1.75mm 1.5mm 1.25mm 1mm 0.75mm 0.7mm</p><p>　　0.6mm 0.5mm 0.4mm 0.35mm 0.3mm 0.25mm</p><p>　　在使用主軸脈沖發(fā)生器時，受到步進(jìn)電機頻率的限制。例如采用1000Hz工作頻率，加工3mm螺距的螺紋時，步進(jìn)電機的頻率為

83、300Hz，而主軸脈沖發(fā)生器的頻率為：</p><p>　　1000×60Hz=60000Hz</p><p>　　所以車床主軸轉(zhuǎn)速為：n=1000×60/300=200r/min</p><p>　　即車床主軸轉(zhuǎn)速不得超過200r/min。</p><p>　　再例如采用2000Hz工作頻率，加工3mm螺距的螺紋時，步進(jìn)

84、電機的頻率為300Hz，而主軸脈沖發(fā)生器的頻率為：2000×60Hz=120000Hz</p><p>　　所以車床主軸轉(zhuǎn)速為：n=2000×60/300=400r/min</p><p>　　即車床主軸轉(zhuǎn)速不得超過400r/min。由此可知，當(dāng)螺距越大時，允許的車床主軸轉(zhuǎn)速也就越低。</p><p>　　4.2主軸脈沖發(fā)生器的安裝</p&

85、gt;<p>　　主軸脈沖發(fā)生器可直接安裝在主軸的后方，與主軸同軸安裝，如下圖：</p><p>　　圖4.1 主軸脈沖發(fā)生器安裝圖</p><p>　　4.3主軸脈沖發(fā)生器的傳動聯(lián)接方式</p><p>　　本設(shè)計的傳動聯(lián)接方式為柔性聯(lián)接，這種聯(lián)接，在實現(xiàn)角位移傳遞的同時，又能吸收車床主軸的部分振動，使得儀器運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、傳遞信號準(zhǔn)確。這種柔性聯(lián)接，是

86、把主軸與主軸脈沖發(fā)生器用波紋管或橡膠管等彈性元件聯(lián)接起來。 </p><p>　　4.4主軸脈沖發(fā)生器安裝注意事項</p><p>　　a主軸脈沖發(fā)生器屬于精密光學(xué)儀器，安裝時應(yīng)格外小心輕放，不能有較大的沖擊和振動以免損壞光柵。</p><p>　　b任何一種主軸脈沖發(fā)生器都有其最高允許轉(zhuǎn)速，車床主軸的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)小于此值。</p><p&

87、gt;　　c加工螺紋時，將其安上，不使用時將其脫開，以延長其使用壽命。</p><p>　　4.5進(jìn)給伺服系統(tǒng)的裝配圖</p><p>　　經(jīng)過計算，已知此縱向進(jìn)給系統(tǒng)采用130BF003型步進(jìn)電機，經(jīng)過一對齒輪減速，齒輪系數(shù)=32,=40。模數(shù)m=2滾珠絲桿公稱直徑為=32mm。滾珠絲杠螺母副先用的是外循環(huán)溝槽式墊片凋隙CDM3206-3-P3。</p><p>

88、　　進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)，注意考慮以下問題：</p><p>　?。?）進(jìn)行改造設(shè)計時，將原C618車床進(jìn)給箱擠掉，利用原來的安裝基面安裝齒輪箱體45 。因而必須注意齒輪箱體螺釘中心距的尺寸，應(yīng)保證箱的安裝螺釘和銷釘均在原來的安裝基礎(chǔ)面上，床尾的軸承座仍要裝在原C618車床尾部軸承的加面上。</p><p>　?。?）為保證滾珠絲杠與導(dǎo)軌平行設(shè)計時，應(yīng)注意使齒輪箱體的絲杠中心，與床尾軸承座中心線

89、距安裝基面尺寸一致以保證水平面的絲杠與導(dǎo)軌平行。齒輪箱體在床身上的安裝螺釘?shù)奈恢门c車尾軸承座螺釘在床身上的安裝位置必須根據(jù)床身具體情況確定，以保證在垂直面內(nèi)絲桿與導(dǎo)軌平行。水平面內(nèi)的平行度達(dá)不到要求可刮研齒輪箱體或床尾軸承座的安裝基面，如垂直面內(nèi)平行度達(dá)不到要求，可安裝螺釘?shù)倪^孔進(jìn)行調(diào)整，調(diào)好后，插入定位銷。</p><p>　?。?）保證滾珠絲杠轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，輕快，必須使?jié)L珠絲桿螺母座板定19與絲杠兩端支承同軸，設(shè)

90、計時，在螺母座與彎板之間設(shè)計墊片58，裝調(diào)時可以修磨墊片來保證螺母座在平面內(nèi)與兩面端支承同軸，垂而直面內(nèi)的同軸，靠螺釘?shù)剡^孔來的調(diào)整，調(diào)好后，打入銷釘。</p><p>　?。?）在水平面內(nèi)應(yīng)使絲杠中心線距軌的距離盡量小，否則將層產(chǎn)生顛復(fù)力矩，增大磨擦力，使運動不平穩(wěn)，利用床身的凹面，使齒輪箱體背面比安裝基面突出33mm。</p><p>　　就使絲杠中心距安裝基面尺寸為42mm。不用此床

91、身的凹入面，因為130BF003型步進(jìn)電機外圓直徑為φ130，就會使絲桿中心距安裝基面尺寸至少為645mm 這樣設(shè)計是不合理。但是在的設(shè)計箱體外形時，必須根據(jù)床身的具體形狀不可使箱身與床凹入之毛面干涉。</p><p>　　（5）步進(jìn)電機裝在箱體左側(cè)，利用短圓柱面中，在箱體上定位，由于是定位面，一定要在圖上標(biāo)注出孔的尺寸及配合。</p><p>　?。?）設(shè)計中滾珠螺母副采用了墊片調(diào)整方式

92、預(yù)緊，即用修磨墊片使?jié)L珠絲杠滾珠與兩個滾珠螺母擠緊，避免在反向失步：</p><p>　　消隙齒輪，是采用兩個薄片齒輪，中間開有三個月芽形的槽放入壓簧，并用三個內(nèi)六角螺釘固定，這種消隙齒輪的裝配順序是：首先將雙片只輪相對轉(zhuǎn)過一個齒輪，使雙片尖輪的齒輪的矢對齊，彈簧38受壓，上緊螺釘30裝入箱體后，將螺釘30松開，彈簧38將雙片齒輪沿用向錯開，消除與齒輪的側(cè)隙，此時財將螺釘30上緊，在設(shè)計時，箱壁上要留有可進(jìn)伸入六

93、角搬手孔，彈簧兩端用削扁的銷子39壓住。</p><p>　?。?）當(dāng)車床床鞍移動時，滾珠絲杠要受到軸向力，此軸向力由床身前端的兩個止推軸承承受，向左的軸向力通過擋圈21。止推軸承22，擋塊23，傳到齒輪箱體上，向右的軸向力則通螺母37，齒輪31，徑向軸承28，軸套27，擋圈26。到左邊的止推軸承22，經(jīng)擋塊23傳到端蓋24上，此端蓋與齒輪箱體用螺釘固連，繪圖注意止推軸承22的動圈和不動圈的畫法，與擋塊23接觸的

94、一邊是不動圈，其內(nèi)孔和軸頸之間要畫出間隙。</p><p>　　床尾部分的圓螺母2是用來對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸，以增加絲杠的剛度，外側(cè)的圓螺母是鎖緊用的，由于旋轉(zhuǎn)螺母2進(jìn)行預(yù)拉伸時，端面磨擦力大，故要止推軸承5以上減小端面磨擦力。</p><p>　　第五章 經(jīng)濟型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)單片機控制原理</p><p>　　硬件電路是用MCS —51系列單片機組成的控制系統(tǒng)，給系

95、統(tǒng)采用8031作CPU。擴展了兩片2764芯片，一片6264芯片，兩片8155可編程并行I/O接口。</p><p><b>　　5.1系統(tǒng)的功能</b></p><p>　?。?）Z向和X向進(jìn)給伺服運動。</p><p><b>　?。?）鍵盤顯示。</b></p><p>　?。?）自動轉(zhuǎn)位刀架

96、控制。</p><p>　?。?）螺紋加工控制。</p><p><b>　　（5）面板管理。</b></p><p><b>　?。?）行程控制。</b></p><p>　?。?）其他功能，報警電路、急停電路、光隔離電路、功能電路等。</p><p>　　圖5.1 數(shù)控操

97、作面板</p><p><b>　　5.2單片機的構(gòu)造</b></p><p><b>　　1．穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　5伏的穩(wěn)壓電源為全系統(tǒng)提供電源。輸出功率不小于8w。采用普通的三端固定輸出穩(wěn)壓集成電路，采用金封7805。</p><p><b>　　2．信號源</

98、b></p><p>　　為了對研制中的單片機系統(tǒng)某個集成塊工作狀況可靠性的預(yù)測試，往往需要一個人眼可視覺的低頻振蕩信號發(fā)生器，將此信號加于被測試件的輸入端，觀察其輸出是否正確，以確定線路的正誤和元件的可靠。本設(shè)計采用74LS00芯片為振蕩元件，頻率為5赫茲左右，占空比為萬二分之一的方波輸出。</p><p><b>　　3. 邏輯測試器</b></p&

99、gt;<p>　　邏輯測試是數(shù)字電路中常用的測試手段，通常專用工具是邏輯測試筆。其功能是能測試電路中的某點的三態(tài)，即高電平、低電平、高阻態(tài)。</p><p><b>　　4. 鍵盤單元</b></p><p>　　用按鍵的方式向系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)采用機器碼輸入，即兩次按鍵動作，輸出8位2進(jìn)制數(shù)（2位16進(jìn)制數(shù)）。</p><p&g

100、t;<b>　　5. 寫控制系統(tǒng)</b></p><p>　　（1） 讀寫功能∶ 把數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位寫入下一級存儲單元,或從存儲器單元讀出數(shù)據(jù)．</p><p>　?。?） 地址復(fù)位功能∶使地址總線清零。</p><p>　?。?） 地址預(yù)置功能∶16位地址總線直接預(yù)置。</p><p>　?。?） 地址加1功能∶讀寫時

101、,地址自動加1。</p><p>　?。?） 地址減1功能∶讀時,地址自動減1。</p><p>　?。?） 地址和數(shù)據(jù)總線掛起功能∶使地址總線和數(shù)據(jù)總線處于高阻態(tài).把地址和數(shù)據(jù)顯示交給下一級存儲器單元。</p><p>　　6. CPU存儲器及I/O接口</p><p>　　采用8031芯片，由于8031片內(nèi)無程序存儲器，需要有外部程序存儲

102、器的支持，同時8031內(nèi)部只有128B的數(shù)據(jù)存儲器，也遠(yuǎn)不能滿足控制系統(tǒng)的要求。故擴展了16KB程序存儲器由兩片2764組成，又?jǐn)U展了一片6264數(shù)據(jù)存儲器。8031芯片的P0和P2用來傳送外部存儲器的地址和數(shù)據(jù)，故要采用74LS373地址鎖存器，鎖存低8位地址，ALE作為其選通信號，當(dāng)ALE為高電平，鎖存器的輸入和輸出透明，即輸入的低8位存儲器地址在輸出端出現(xiàn)，此時不需鎖存。當(dāng)ALE從高電平變低電平，出現(xiàn)下降沿時，低8位地址鎖存入地址

103、鎖存器中，74LS373送出讀寫的數(shù)據(jù)了。8031芯片的P2口和74LS373送出的P0口共組成16位地址，2764和6264芯片都是8KB，需要13根地址線。A0~A7低8位接74LS373芯片的輸出，A8~A12接8031芯片的P2.0~P2.4。系統(tǒng)采用全地址譯碼，兩片2764芯片片選信號CE分別接74LS138譯碼器的Y0和Y1，系統(tǒng)復(fù)位以后程序從0000H開始執(zhí)行。6264芯片的片選信號CE1也接74LS138的Y1單片機擴展

104、系統(tǒng)允許程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器獨立編址（即允許地址重疊</p><p>　　5.3步進(jìn)電機的軟件控制及轉(zhuǎn)程序設(shè)計</p><p>　　步進(jìn)電機在啟動過程中進(jìn)給脈沖頻率隨時間按線性變化，上升到一定頻率時停止變化，改為勻速進(jìn)給，在停止過程中，同樣給定勻減速變化直到步進(jìn)電機停止運轉(zhuǎn)，程序?qū)崿F(xiàn)這種方式比較容易。即在步進(jìn)電機的啟動和制動的變速過程中，微機每輸出一個狀態(tài)控制后的延時時間間隔按線性遞減或

105、遞增變化，啟動進(jìn)給一定步數(shù)然后達(dá)到勻速狀態(tài)，此時時間保持不變，步進(jìn)電機等加速啟動，勻速運行，等減速停車控制的程序框圖如下：</p><p>　　圖5.2 步進(jìn)電機等加減速控制程序框圖</p><p>　　步進(jìn)電機的控制需要變頻信號源，環(huán)行分配器及功率放大等硬件。而變頻信號源。環(huán)行分配器可用軟件代替，并且還可以方便的實現(xiàn)步進(jìn)電機的加減速控制。圖示的單片機組成的三相步進(jìn)電機控制電路原理圖：8

106、031的P1口低3位為輸出位，分別控制電機的A，B，C三相，由軟件實現(xiàn)環(huán)行分配器功能，P1。0，P1。1，P1。2分別輸出時序脈沖，經(jīng)光電隔離，驅(qū)動放大使步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動。</p><p>　　步進(jìn)電機控制的任務(wù)是：判別旋轉(zhuǎn)方向，依次送出控制源，根據(jù)運轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)一定的延時，判斷是否結(jié)束，以上是以三相步進(jìn)電機為例介紹程序設(shè)計。</p><p>　　設(shè)步進(jìn)電機總的運行步數(shù)為R4，轉(zhuǎn)向標(biāo)志存放在程序

107、狀態(tài)存儲器，用戶標(biāo)志位F，（D5H）中，當(dāng)F為零時，電機正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)時P1口的輸出控制為：H，03H，02H，06H，04H，05H存放在8031的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元20H-25H中，26H中存放結(jié)素標(biāo)志00H，在27H-20H的存儲單元內(nèi)存放反轉(zhuǎn)時P1口的輸出字：0HH，05H，04H，06H，02H，03H，ZAI 20H單元內(nèi)存放標(biāo)志位00H。</p><p>　　步進(jìn)電機正反轉(zhuǎn)程序如下：</p>

108、<p>　　PUSH A：</p><p>　　MOV R4，#N：</p><p>　　CLR C：</p><p>　　ORL C，D5H：</p><p>　　JC ROTE：</p><p>　　MOV R0，#20H：</p><p

109、>　　AJMP LOOP：</p><p>　　ROTE: MOV R0，#27H：</p><p>　　LOOP: MOV A，@R0：</p><p>　　MOV P1，A：</p><p>　　ACALL DELAY：</p><p><b>　　INC R0：</

110、b></p><p>　　MOV A， #00H：</p><p>　　ORL A，@R0：</p><p>　　JZ TPL：</p><p>　　LOOP1:DJNZ R4，LOOP：</p><p><b>　　POP A：</b></p><p&

111、gt;<b>　　RET：</b></p><p>　　TPL: MOV A，R0：</p><p>　　CLR C：</p><p>　　SUBB A，#06H：</p><p>　　MOV R0，A：</p><p>　　AJMP LOOP：</p><

112、;p>　　DELAY: MOV R2，#M：</p><p>　　DELAY1: MOV A，#M1：</p><p>　　LOOP: DEC A：</p><p>　　JNZ LOOP：</p><p>　　DJNZ R2，DELAY1：</p><p><b&g

113、t;　　RET</b></p><p>　　第六章 機床的加工程序編制</p><p>　　N031 M05如下圖所示，在圖中零件外圓85mm不加工，要求編制精加工程序。</p><p>　　圖6.1 ø85mm外圓</p><p><b>　　程序如下：</b></p><

114、;p><b>　　00001</b></p><p>　　N001 G50 X200.0 Z350.0 T0101 LF</p><p>　　N002 S630 M03 LF</p><p>　　N003 G00 X41.8 Z292.0 M08 LF</p><p>　　N004 G0

115、1 X48.34 Z289.0 F0.15 LF</p><p>　　N005 Z227.0 LF </p><p>　　N006 X50.0 LF</p><p>　　N007 X62.0 W-60.0 LF</p><p>　　N008 Z155.0 LF</p><p>　　N009

116、 X78.0 LF</p><p>　　N010 X80.0 W-1.0 LF</p><p>　　N011 W-19.0 LF</p><p>　　N012 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0 LF</p><p>　　N013 G01 Z65.0 LF</p><p>　

117、　N014 X90.0 LF</p><p>　　N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09 LF</p><p>　　N016 M06 T0202 LF</p><p>　　N017 S315 M03 LF</p><p>　　N018 G00 X51.0 Z227.0 M08

118、LF</p><p>　　N019 G01 X45.0 F016 LF</p><p>　　N020 G04 U5.0 LF</p><p>　　N021 G00 X51.0 LF</p><p>　　N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09 LF</p><p>　　N0

119、23 M06 T0303 LF</p><p>　　N024 S200 M03 LF</p><p>　　N025 G00 X62.0 Z296.0 M08 LF</p><p>　　N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5 LF</p><p>　　N027 X46.94 LF<

120、/p><p>　　N028 X46.54 LF</p><p>　　N029 X46.38 LF</p><p>　　N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09 LF</p><p>　　N032 M30</p><p><b>　　致謝</b>&

121、lt;/p><p>　　首先誠摯地感謝我的導(dǎo)師，在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，得到了他的悉心指導(dǎo)和幫助。課題研究、論文選題和論文修改的整個過程，都得到了導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和熱情幫助，論文的字里行間凝聚著他大量的心血和汗水導(dǎo)師們不僅教我治學(xué)之道，更授我為人之理，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，活躍的學(xué)術(shù)思想，以及無私的敬業(yè)精神，都給我以深刻啟迪。謹(jǐn)此表示衷心的感謝和致以崇高的敬意! 最后，向評審本論文的專家、教授、學(xué)者表示衷心的感謝。<

122、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳頂君，劉笑一，CA6140型普通車床的數(shù)控化改造 ：2004－11－09 遼寧工程技術(shù)大學(xué)機械工程學(xué)院工程師。</p><p>　　[2] 彭浩舸, 謝　騏, 鄧　奕 CA6140 車床數(shù)控改造中機械裝置設(shè)計技巧2003 - 06 - 18湖南工程學(xué)院機械電子工程系,、

123、</p><p>　　[3] 周鵬翔、劉振魁主編。，《工程制圖》[M]第二版 高等教育出版社 ，2000年5月 </p><p>　　[4] 唐增寶、劉元俊主編。，《機械設(shè)計課程設(shè)計》（修訂版）[M]，華中理工大學(xué)出版社 1995年1月</p><p>　　[5] 《機械設(shè)計手冊》編寫組編。，《機床設(shè)計手冊3

124、》[M]，機械工業(yè)出版社 1986年12月</p><p>　　[6] 東北大學(xué)《機械零件設(shè)計手冊》編寫組編。，《機床零件設(shè)計手冊》第三版[M] ，金工業(yè)出版社 ，1994年5月</p><p>　　[7] 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編《機床設(shè)計圖冊》[M], 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ，1979年6月</p><p>　　[8] 雷曉玲主編