步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺的設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言 ……………………………………………………………………………………………………1</p><p>　　1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的工作原理及其方案論證…………………………………………………2 1.1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的工作原理 …………………………………………………………………………2</p>

2、<p>　　1.2 方案論證…………………………………………………………………………………………2</p><p>　　1.2.1 轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的方案論證………………………………………………………………………2</p><p>　　1.2.2 控制系統(tǒng)的方案論證……………………………………………………………………4</p><p>　　2 機械部分設(shè)計………

3、……………………………………………………………………………4</p><p>　　2.1 轉(zhuǎn)臺本體設(shè)計…………………………………………………………………………………4</p><p>　　2.2 選擇電動機……………………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算………………………………………………………………

4、……………5</p><p>　　2.2.2 計算最大靜轉(zhuǎn)矩……………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3 齒輪的設(shè)計……………………………………………………………………………………6</p><p>　　2.3.1 選擇齒輪材料、熱處理齒面硬度、精度等級及齒數(shù) ……………………………6</p><p&g

5、t;　　2.3.2 設(shè)計計算……………………………………………………………………………………7</p><p>　　2.4 蝸輪蝸桿設(shè)計…………………………………………………………………………………9</p><p>　　2.4.1 雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副概述 …………………………………………………………………10</p><p>　　2.4.2 蝸輪蝸桿設(shè)計計算…………

6、………………………………………………………………11</p><p>　　3 控制部分的設(shè)計 ………………………………………………………………………………15</p><p>　　3.1 系統(tǒng)功能與設(shè)計要求…………………………………………………………………………15</p><p>　　3.2 方案選擇 ………………………………………………………………………………

7、………16</p><p>　　3.2.1 轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)……………………………………………………………………………………16</p><p>　　3.2.2 步進電動機控制器…………………………………………………………………………16</p><p>　　3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計…………………………………………………………………………………17</p><

8、;p>　　3.3.1 步進電動機的選擇………………………………………………………………………17</p><p>　　3.3.2 脈沖分配器接口電路設(shè)計………………………………………………………………17</p><p>　　3.3.3 功率放大器電路…………………………………………………………………………18</p><p>　　3.3.4 8098單片機及

9、其EPROM、RAM系統(tǒng)擴展……………………………………………19</p><p>　　3.3.5 LED顯示器與小鍵盤的擴展……………………………………………………………20</p><p>　　3.4 系統(tǒng)控制與軟件編程………………………………………………………………………22</p><p>　　3.4.1用DDA方法產(chǎn)生參考脈沖序列…………………………………

10、………………………22</p><p>　　3.4.2 軟件分配器…………………………………………………………………………………29</p><p>　　3.4.3 8279的編程………………………………………………………………………………32</p><p>　　3.4.4 系統(tǒng)總體軟件編程…………………………………………………………………………33</p&

11、gt;<p>　　小結(jié)……………………………………………………………………………………………………36</p><p>　　總結(jié)……………………………………………………………………………………………………37</p><p>　　致謝……………………………………………………………………………………………………38</p><p>　　參考文獻……………

12、…………………………………………………………………………………39</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展日新月異，機床的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)不斷出現(xiàn)，使機床附件也隨之發(fā)展迅速。伺服轉(zhuǎn)臺在數(shù)控機床上的應(yīng)用越來越多。本次設(shè)計的是數(shù)控機床上使用的伺服轉(zhuǎn)臺，通過在原工作臺上安裝數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可以實現(xiàn)較高精度的旋轉(zhuǎn)定位。一些難于加工的零件因為有

13、了數(shù)控轉(zhuǎn)臺，從而使加工過程變得簡單。</p><p>　　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要應(yīng)用于銑床等，特別是在加工復(fù)雜的空間曲面方面（如航空發(fā)動機葉片、船用螺旋槳等），由于回轉(zhuǎn)工作臺具有圓周進給運動，易于實現(xiàn)與X、Y、Z三坐標的聯(lián)動，但需與高性能的數(shù)控系統(tǒng)相配套。伺服轉(zhuǎn)臺的出現(xiàn)，可以替代原有精度不高的機械轉(zhuǎn)臺，伺服轉(zhuǎn)臺可以實現(xiàn)高的精度要求，使一些難以達到加工要求的零件很輕松的達到要求. </p><p&g

14、t;　　此次設(shè)計采用的是步進電動機驅(qū)動蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動從而帶動數(shù)控轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。采用開環(huán)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)工作臺，其特點為結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、投資少。采用步進電動機伺服驅(qū)動，滿足中等精度的數(shù)控機床的控制要求。</p><p>　　此設(shè)計中的傳動機構(gòu)主要包括兩部分：齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動。</p><p>　　齒輪傳動是機械傳動中最主要的一類傳動，它由裝在兩軸上的主、從動齒輪所組成，通過輪齒間的嚙合傳遞運動和

15、動力。</p><p>　　蝸桿傳動由蝸輪和蝸桿組成，用于傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，通常兩軸交錯角為90°，該傳動廣泛應(yīng)用于各種機器和儀器中。</p><p>　　本設(shè)計的控制部分是由Intel MCS-8098單片機構(gòu)成的步進電動機通用驅(qū)動控制器來控制其運動的。主要由人機接口、參考脈沖與脈沖分配器及功率放大等功能塊組成。</p><p>　　把機

16、械部分和控制部分結(jié)合起來，就可以滿足步進電動機伺服系統(tǒng)的精度要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞 數(shù)控伺服轉(zhuǎn)臺 數(shù)空機床附件 傳動機構(gòu) </p><p>　　Title Step-by-steps the direct motor drive servoturnplate design </p><p><b>　

17、　Abstract</b></p><p>　　The modern numerical control technology development changes with each new day, the engine bed new structure, the new technology appear unceasingly, cause the engine bed appendix

18、to be also rapid along with it development. The servo turnplate are more and more many on numerical control engine bed application. This design the servo turnplate which is on the numerical control engine bed uses, throu

19、gh installs the numerical control turnplate on the original work table, may realize the high precision</p><p>　　The numerical control rotary table mainly applies in the milling machine and so on, specially i

20、n processing complex space-like surface aspect (for example aircraft engine leaf blade, ship with propeller and so on), because the rotary table has the circumference feed motion, easy to realize with X, Y, the Z three c

21、oordinates linkages, but must form a complete set with the high performance numerical control system. The servo turnplate appearance, may substitute the original precision not high mech</p><p>　　Thus this de

22、sign uses is step-by-steps the direct motor drive worm gear worm bearing adjuster rotation the impetus numerical control turnplate rotation. Uses the open system rotary table, its characteristic for the structure simple,

23、 the control convenient, invests few. Uses step-by-steps the electric motor servo to actuate, to satisfy the medium precision the numerical control engine bed control request. </p><p>　　In this design transm

24、ission system mainly includes two parts: Gear drive and worm gear worm drive.</p><p>　　The gear drive is in the mechanical drive a most main kind of transmission, it by the attire on two axis hosts, the driv

25、en gear is composed, meshing transmission movement and power through gear teeth between. </p><p>　　The worm drive is composed by the worm gear and the worm bearing adjuster, uses in transmitting the space tw

26、o to interlock between the axis the movement and the power, the usual two axis alternate angle for 90°, this transmission widely applies in each kind of machine and the instrument.</p><p>　　This design

27、control section is monolithic integrated circuit constitutes by Intel the MCS-8098 step-by-steps the electric motor to actuate the controller to control its movement general. Mainly by function blocks and so on man-machi

28、ne connection, reference pulse and pulse divider and power enlargement is composed. </p><p>　　Unify the machine part and the control section, may step-by-step satisfiedly the electric motor servosystem preci

29、sion request.</p><p>　　Key word ： Numerical control servo turnplate Number spatial engine bed appendix Transmission system</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　科學(xué)技術(shù)的

30、迅猛發(fā)展使當(dāng)今世界進入信息化時代，把信息技術(shù)融入機電設(shè)備中，產(chǎn)生了機電一體化技術(shù)。數(shù)控機床集計算機技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制、傳感測量、機械制造、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體，是典型的機電一體化產(chǎn)品。其中,數(shù)控轉(zhuǎn)臺也是一種典型的機電一體化產(chǎn)品.</p><p>　　本次設(shè)計的是數(shù)控機床上使用的伺服轉(zhuǎn)臺，通過在原工作臺上安裝數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可以實現(xiàn)較高精度的旋轉(zhuǎn)定位。一些難于加工的零件因為有了數(shù)控轉(zhuǎn)臺，從而使加工過程變得簡單。<

31、;/p><p>　　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要應(yīng)用于銑床等，特別是在加工復(fù)雜的空間曲面方面（如航空發(fā)動機葉片、船用螺旋槳等），由于回轉(zhuǎn)工作臺具有圓周進給運動，易于實現(xiàn)與X、Y、Z三坐標的聯(lián)動，但需與高性能的數(shù)控系統(tǒng)相配套。</p><p>　　本次設(shè)計說明書共分為三章，主要包括數(shù)控轉(zhuǎn)臺的工作原理及其方案論證、機械部分的設(shè)計和控制部分的設(shè)計等內(nèi)容。</p><p>　　通過對有關(guān)

32、資料的收集和查閱，機械部分我們選用步進電動機驅(qū)動蝸輪蝸桿來帶動伺服轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動。控制部分是由Intel MCS-8098單片機構(gòu)成的步進電動機通用驅(qū)動控制器來控制其運動的。</p><p>　　本次設(shè)計可以實現(xiàn)的功能有：在機床的原工作臺上使用；由步進電動機驅(qū)動；由單片機控制；實現(xiàn)三種脈沖分配方式的控制；系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)可通過LED顯示器顯示出來；轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)順、逆兩個方向的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角范圍不定；可實現(xiàn)勻速、加速控制以及點

33、控制；轉(zhuǎn)臺最高轉(zhuǎn)速達100°/s,定位精度為2′。</p><p>　　通過本次設(shè)計，使我更加地了解到當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的迅速，同時，可以鞏固在校所學(xué)到的知識，給我們以后的工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。由于時間倉促和本人的水平有限，設(shè)計中的錯誤和不妥之處在所難免，懇請老師和同學(xué)們批評指正。</p><p>　　1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的工作原理及其方案論證</p><p>　　

34、1.1 數(shù)控轉(zhuǎn)臺的工作原理</p><p>　　數(shù)控機床是一種高效率的加工設(shè)備，當(dāng)零件被裝夾在工作臺上以后，為了盡可能完成多工序或者全部完成一次裝夾后所有工序的加工，以擴大工藝范圍和提高機床利用率。除了要求機床有X、Y、Z三個坐標軸直線運動之外，還要求工作臺在周圍方向有進給運動和分度運動。</p><p>　　通常回轉(zhuǎn)工作臺可以實現(xiàn)上述運動，用以進行圓弧加工或與直線聯(lián)動進行曲面加工，以及利

35、用工作臺精確的自動分度，實現(xiàn)箱體在零件各個面的加工。在自動換刀多工序數(shù)控機床，加工中心上，回轉(zhuǎn)工作臺已成為不可缺少的部件，為快速更換工件，帶有托板交換裝置的工作臺應(yīng)用也越來越多。</p><p>　　數(shù)控機床回轉(zhuǎn)工作臺主要有兩種：數(shù)控進給回轉(zhuǎn)工作臺和分度回轉(zhuǎn)工作臺，其工作臺面的形式有帶托板交換裝置和不帶托板交換裝置兩種。</p><p>　　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺的主要功能有兩個：一是工作臺進給分

36、度運動，即在非切削時。裝有工件的工作臺在整個圓周（360º范圍內(nèi)）進行分度旋轉(zhuǎn)；二是工作臺作圓周方向進給運動，即在進行切削時，與X、Y、Z三個坐標軸進行聯(lián)動，加工復(fù)雜的空間曲面。</p><p>　　數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺主要應(yīng)用于銑床等，特別是在加工復(fù)雜的空間曲面方面（如航空發(fā)動機葉片、船用螺旋槳等），由于回轉(zhuǎn)工作臺具有圓周進給運動，易于實現(xiàn)與X、Y、Z三坐標的聯(lián)動，但需與高性能的數(shù)控系統(tǒng)相配套。</p

37、><p><b>　　1.2 方案論證</b></p><p>　　此次設(shè)計采用的是步進電動機驅(qū)動蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動從而帶動數(shù)控轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。采用開環(huán)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)工作臺，其特點為結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、投資少。采用步進電動機伺服驅(qū)動，滿足中等精度的數(shù)控機床的控制要求。</p><p>　　本次設(shè)計包括兩大方面內(nèi)容：轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)設(shè)計和步進電動機控制設(shè)計。</p>

38、;<p>　　1.2.1轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的方案論證</p><p>　　1.步進電動機的選擇</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的功能、定位精度、最高轉(zhuǎn)速與負載等多方面要求，可以選擇三相反應(yīng)式步進電動機，型號為130BC3100B。其主要參數(shù)為：步距角： 電壓：80～300V 電流：10A 保持轉(zhuǎn)矩：17.64N·m 最高空載啟動頻率： 1300Hz 運行頻

39、率：1500Hz.系統(tǒng)傳動比為：90：1，則每個參考脈沖引起的轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角度為：</p><p>　　三相三拍時: 1.2º／90 =0.8´</p><p>　　三相六拍時: 0.6° ∕ 90 =0.4´</p><p>　　能夠滿足系統(tǒng)定位精度的要求.</p><p>　　由于系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速

40、為100°/s，即16.67r/min,系統(tǒng)的負載也很小,選擇上述型號的三相反應(yīng)式步進電動機與90：1的傳動比是可行的.</p><p><b>　　2.轉(zhuǎn)臺本體的設(shè)計</b></p><p>　　轉(zhuǎn)臺最大直徑：D=320nm。查《機床設(shè)計手冊》P.表7.4—1,取高度尺寸H≦140.</p><p>　　T型槽寬度a=14, 傳動

41、比為1：90</p><p>　　T型槽的規(guī)格為（GB·158-59）</p><p>　　a=14,b=24,c=11,10≤h≤18 取h=12</p><p>　　螺栓直徑：d=12 ∴h+c=23</p><p><b>　　工作臺高度：3</b></p><p><

42、;b>　　3.傳動系統(tǒng)的設(shè)計</b></p><p>　　總傳動比為：1：90</p><p>　　由于單級圓柱齒輪傳動比范圍為：i≤4～6</p><p>　　蝸桿傳動比范圍為： 開式： 15～60</p><p>　　單級減速器： 8～40</p><p>　　所以本傳動系統(tǒng)許蝸

43、輪蝸桿傳動，又需加上齒輪傳動，才能滿足傳動比要求。</p><p>　　4.回轉(zhuǎn)工作臺的消隙機構(gòu)</p><p>　?、?齒輪傳動嚙合存在間隙，可通過偏心環(huán)消隙；</p><p>　?、?蝸輪蝸桿傳動采用雙導(dǎo)程蝸桿；</p><p>　?、?齒輪與蝸桿利用契形拉緊圓柱銷連接。</p><p><b>　　5.

44、蝸輪的夾緊裝置</b></p><p>　　通過液壓缸控制實現(xiàn)蝸輪的夾緊，液壓缸攪通壓力控制系統(tǒng)發(fā)出指令，活塞壓緊鋼球，撐開夾緊，夾緊蝸輪，工作臺實現(xiàn)定位；當(dāng)液壓缸上腔油流回油箱，蝸輪被松開，工作臺實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運動。</p><p><b>　　控制系統(tǒng)方案論證</b></p><p>　　本系統(tǒng)采用MCS-96單片機控制，實現(xiàn)步進電動

45、機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺的工作，具有方便的人機接口，可靈活地設(shè)置三種不同的脈沖分配方案和其他控制，滿足控制要求。</p><p>　　脈沖分配器接口電路設(shè)計</p><p>　　脈沖分配器的實現(xiàn)有硬件和軟件兩種方法。采用這些集成電路可以很方便地實現(xiàn)步進電動機的控制。但是，有時為了降低系統(tǒng)的成本，提高分配器功能的靈活性，常采用軟件分配器方法。</p><p><b>

46、;　　功率放大器電路</b></p><p>　　采用單電壓型號步進電動機功率放大器</p><p>　　8098單片機及其EPROM、RAM系統(tǒng)擴展</p><p>　　8098單片機是準16位嵌入式微機控制器。在MCS-96系列單片機中，8098單片機性能價格比較高，并且有使用方便（48腳雙列直插式封裝）等優(yōu)點，被廣泛用于自動控制與自動測試系統(tǒng)中。&

47、lt;/p><p>　　LED顯示器與小鍵盤的擴展</p><p>　　8279有鍵盤輸入管理與顯示器輸出管理兩部分功能。鍵盤管理部分提供的掃描方式，可以配置8×8個按鍵；顯示部分也按掃描方式工作，可以顯示8位或16位LED顯示器。</p><p><b>　　2 機械部分設(shè)計</b></p><p>　　2.1

48、轉(zhuǎn)臺本體設(shè)計</p><p>　　轉(zhuǎn)臺最大直徑：D=320nm。查《機床設(shè)計手冊》P.表7.4—1,取高度尺寸H≦140.</p><p>　　T型槽寬度a=14, 傳動比為1：90</p><p>　　T型槽的規(guī)格為（GB·158-59）</p><p>　　a=14,b=24,c=11,10≤h≤18 取h=12</

49、p><p>　　螺栓直徑：d=12 ∴h+c=23</p><p><b>　　工作臺高度：3</b></p><p><b>　　2.2選擇電動機</b></p><p>　　步進電動機的運行性能主要由步進電動機的動，靜態(tài)特性和通電方式等因素決定。步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩表征了步進電動機的靜態(tài)特性，

50、因此在選擇步進電動機時，要使步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩等于電動機軸上負載轉(zhuǎn)矩的2～3倍；步進電動機的動態(tài)特性是由步進電動機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩和最大啟動頻率來描述的，為了保證步進電動機能夠輸出所需的動態(tài)轉(zhuǎn)矩和實現(xiàn)不丟步的啟動過程，需對步進電動機的正常運行頻率和啟動頻率加以限制。因此，選擇電動機時必須根據(jù)系統(tǒng)的工作頻率和啟動頻率要求，選擇合適的步進電動機。步進電動機的通電方式有多種，通常采用多相多拍制通電方式，以保證和提高步進電動機的動，靜態(tài)性能。&l

51、t;/p><p>　　初定系統(tǒng)的總傳動比為90。 齒輪傳動比為1.5 蝸輪蝸桿傳動比為60</p><p>　　2.2.1各軸轉(zhuǎn)速的計算</p><p><b>　　n</b></p><p><b>　　n</b></p><p><b>　　n</b&g

52、t;</p><p><b>　　n</b></p><p><b>　　n</b></p><p><b>　　n</b></p><p>　　2.2.2計算最大靜轉(zhuǎn)矩·</p><p>　　設(shè)工作臺負載轉(zhuǎn)矩為: T=400N·

53、mT</p><p>　　所以: T T T T</p><p><b>　　T</b></p><p><b>　　T</b></p><p>　　所以: 電動機軸上的轉(zhuǎn)矩為: 6.57N</p><p>　　蝸桿軸上的轉(zhuǎn)矩為: 8.9N&l

54、t;/p><p>　　工作臺轉(zhuǎn)矩為: 400N</p><p><b>　　因為: </b></p><p>　　所以:電動機最大靜轉(zhuǎn)矩為:</p><p>　　根據(jù)T可選擇電動機的型號為：130BC3100B 其主要參數(shù)為：</p><p>　　步距角： 電壓：80～30

55、0V 電流：10A 保持轉(zhuǎn)矩：17.64N·m 最高空載啟動頻率： 1300Hz 運行頻率：1500Hz.</p><p>　　步進電動機確定之后,對于上述型號步進電動機系統(tǒng)的傳動比為: 90:1,則每個參考脈引起的轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動角設(shè)為:</p><p>　　三相三拍時: 1.2º／90 =0

56、.8´</p><p>　　三相六拍時: 0.6° ∕ 90 =0.4´</p><p>　　能夠滿足系統(tǒng)定位精度的要求.</p><p>　　由于系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速要求不高,系統(tǒng)的負載也很小,選擇上述型號的三相反應(yīng)式步進電動機與90：1的傳動比是可行的.</p><p><b>　　2.3 齒輪的設(shè)計

57、</b></p><p>　　2.3.1選擇齒輪材料.熱處理齒面硬度.精度等級及齒數(shù)</p><p>　?。?）.因傳遞功率不大.選用軟齒面齒輪傳動</p><p>　　（2）.齒輪選用便于制造且價格便宜的材料</p><p>　　小齒輪: 45鋼 （調(diào)質(zhì)）,硬度為240HBS</p><p>　　大齒輪:

58、 45鋼 （?；?硬度為240HBS</p><p>　　（3）.因用在數(shù)控機床上,故齒輪選擇7級精度.</p><p><b>　?。?）.選擇齒數(shù):</b></p><p>　　z u=i=1.5 z 取 z 在誤差范圍內(nèi).</p><p>　　（5）.因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?故采用接觸疲勞強度設(shè)計,彎曲疲

59、勞強度校核的設(shè)計方法.</p><p><b>　　2.3.2設(shè)計計算</b></p><p>　?。?）齒面接觸疲勞強度計算.</p><p><b>　　d</b></p><p>　　1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值.</p><p>　　試選載荷系數(shù)為: k</p&

60、gt;<p>　　計算小齒輪名義轉(zhuǎn)矩: T</p><p>　　由參考文獻【1】表12-14選齒輪系數(shù)Φ=0.8</p><p>　　節(jié)點區(qū)域系數(shù): z=2.5 （?=20°）</p><p>　　由參考文獻【1】表12-12 查取彈性系數(shù) z=189.8</p><p>　　由參考文獻【1】中圖12-20和圖1

61、2-21查取</p><p><b>　　G G</b></p><p><b>　　G G</b></p><p>　　計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為:</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b>

62、;</p><p>　　由參考文獻【1】中圖12-22查取接觸疲勞強度壽命系數(shù).</p><p><b>　　Z=1 Z=1</b></p><p>　　計算許用應(yīng)力,取失效概率為1﹪,接觸強度最小安全系數(shù) S=1</p><p><b>　　==590 Mp</b></p><

63、;p>　　==480 Mp 2）設(shè)計計算</p><p>　?、?計算小齒輪分度圓直徑d</p><p>　　d≧mm =32.64 mm</p><p><b>　　② 圓周速度</b></p><p><b>　　V= =2.56</b&

64、gt;</p><p><b>　?、?確定載荷系統(tǒng)</b></p><p>　　【1】中表12-9查取 使用系數(shù)k=1</p><p><b>　　k=k=1</b></p><p>　　由【1】中圖12-24和圖12-25查取</p><p>　　k=1.14

65、k=0.17 （b=46.062 mm）</p><p>　　k=k=k+k=1.14+0.17=1.31</p><p><b>　　k由式1+· 確定</b></p><p>　　其中k，k由【1】中表12-10查取 k=26.81 k=0.0193</p><p>　　k=1+=1.396&l

66、t;/p><p>　　故 載荷系數(shù) k=k·k·k·k=1=1.829</p><p>　?、?按實際載荷數(shù)校正小齒輪分度圓直徑計算值</p><p>　　d=d=32.64=36.6mm （2）確定主要幾何參數(shù)和尺寸</p><p><b>

67、　?、糯_定模數(shù)</b></p><p><b>　　m==</b></p><p>　　圓整為標準值 m=2 mm</p><p><b>　?、?計算分度圓直徑</b></p><p><b>　　d=mz=2 mm</b></p><p&g

68、t;<b>　　d=mz=2 mm</b></p><p><b>　?、?計算中心距</b></p><p><b>　　a== mm</b></p><p><b>　　⑷ 計算尺寬</b></p><p>　　b=Ф·d=0.8 mm<

69、;/p><p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強度</p><p><b>　　G=≦</b></p><p><b>　?、?確定計算參數(shù)</b></p><p>　　由【1】中表12-23查取齒行系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)</p><p>　　Y Y Y Y</p>

70、<p>　　由【1】中圖12-23查取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)</p><p><b>　　Y=Y</b></p><p>　?、塾嬎阍S用應(yīng)力，取彎曲疲勞強度最小安全系數(shù) S</p><p><b>　　= mp</b></p><p><b>　　= mp</b>

71、</p><p><b>　?、菩：擞嬎?lt;/b></p><p><b>　　G=</b></p><p><b>　　G=</b></p><p>　　所以 滿足疲勞強度要求</p><p><b>　　2.4蝸輪蝸桿設(shè)計</b>

72、;</p><p>　　數(shù)控機床上當(dāng)要實現(xiàn)回轉(zhuǎn)進給運動或大降速比的傳動要求時，常采用蝸桿蝸輪副。蝸桿蝸輪副的嚙合側(cè)隙，對傳動、定位精度影響很大，因此，消除其側(cè)隙就成為設(shè)計中的關(guān)鍵問題。為了消除傳動側(cè)隙，可采用雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副。</p><p>　　2.4.1雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副概述</p><p>　?。?）雙導(dǎo)程蝸桿的工作原理</p><p>

73、　　雙導(dǎo)程蝸桿與普通蝸桿的區(qū)別是：雙導(dǎo)程蝸桿齒的左、右兩側(cè)面具有不同的導(dǎo)程，而同一側(cè)的導(dǎo)程則是相等的，因此，該蝸桿的齒厚從蝸桿的一端向另一端均勻地逐漸增厚或減薄。</p><p>　　雙導(dǎo)程蝸桿又稱變齒厚蝸桿，故可用軸向移動蝸桿的方法來消除或調(diào)整蝸輪蝸桿副之間的嚙合間隙。</p><p>　　雙導(dǎo)程蝸桿副的嚙合原理與一般的蝸桿副嚙合原理相同，蝸桿的軸截面仍相當(dāng)于基本齒條，蝸輪則相當(dāng)于同它嚙

74、合的齒輪，由于蝸桿齒左、右側(cè)面具有不同的齒距，即齒的左、右兩側(cè)面具有不同的模數(shù)m(m=t/∏)。但以為同一側(cè)面的齒距相同，故沒有破壞嚙合條件，當(dāng)軸向移動蝸桿后，也能保證良好的嚙合。</p><p>　　（2）雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副的特點</p><p>　　雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪副在具有回轉(zhuǎn)進給運動或分度運動的數(shù)控機床上應(yīng)用廣泛，是因為其具有突出的優(yōu)點：</p><p>　　1）

75、嚙合間隙可調(diào)整得很小，根據(jù)實際經(jīng)驗，側(cè)隙調(diào)整可以小至0.01～0.015mm。而普通蝸輪副一般只能達到0.03～0.08mm，如果再小，就容易產(chǎn)生咬死現(xiàn)象。因此雙導(dǎo)程蝸輪副能在較小的側(cè)隙下工作，對提高數(shù)控轉(zhuǎn)臺的分度精度非常有利；</p><p>　　2）普通蝸輪副是以蝸桿沿蝸輪作徑向移動來調(diào)整嚙合側(cè)隙，因而改變了傳動副的中心距，從嚙合原理角度看，這是很不合理的。因為改變中心距會引起齒面接觸情況變差，甚至加劇它們的

76、磨損，不利于保持蝸輪副的精度。而雙導(dǎo)程蝸輪副是用蝸桿軸向移動來調(diào)整嚙合側(cè)隙的，不會改變它們的中心距，可以避免上述缺點；</p><p>　　3）雙導(dǎo)程蝸桿是用修磨調(diào)整環(huán)來控制調(diào)整量，調(diào)整準確，方便可靠；而普通蝸輪副的徑向調(diào)整量較難掌握，調(diào)整時也容易產(chǎn)生蝸桿軸線歪斜；</p><p>　　4）雙導(dǎo)程蝸輪副的蝸桿支承直接做在支座上，只需保證支承中心線與蝸輪中截面重合，中心距公差可略微放寬，裝配

77、時，用調(diào)整環(huán)來獲得合適的嚙合側(cè)隙，這是普通蝸輪副無法辦到的。</p><p>　　雙導(dǎo)程蝸桿的缺點是：蝸桿加工比較麻煩，在車削和磨削蝸桿左、右齒面時，螺紋傳動鏈要選配不同的兩套掛輪。而這兩種齒距（不是標準模數(shù)）往往是繁瑣的小數(shù)，精確配算掛輪很費時。在制造加工蝸輪的滾刀時，也存在同樣的問題。由于雙導(dǎo)程蝸桿左右齒面的齒距不同，螺旋升角也不同，與它嚙合的蝸輪左、右齒面也應(yīng)同蝸桿相適應(yīng)，才能保證正確嚙合，因此，加工蝸輪的

78、滾刀也應(yīng)根據(jù)雙導(dǎo)程蝸桿的參數(shù)來設(shè)計制造。</p><p>　　2.4.2蝸輪蝸桿設(shè)計計算</p><p><b>　?。?）選擇材料</b></p><p>　　蝸桿用40C，表面淬火.45～50HRC;蝸輪齒圓選用2CS 。金屬模鑄造,滾齒后加載跑合（根據(jù)【1】中圖13-2初估V而選定蝸輪材料）</p><p><

79、;b>　?。?）選擇精度等級</b></p><p>　　考慮到傳遞的功率不大,速度也不太高,但運動準確性要求較高,所以,由《機床設(shè)計手冊》中表GB10089-88中,選精度為6級,側(cè)隙為c,蝸桿表面粗糙度R為1.6 </p><p>　　按接觸疲勞強度設(shè)計,校核彎曲強度并進行熱平衡計算</p><p>　　i=60 n n T=8.9 N&#

80、183;m T=</p><p>　?。?）按接觸疲勞強度設(shè)計</p><p><b>　　m</b></p><p>　　⑴ 選擇齒數(shù) z z</p><p>　　I=60 由【1】中表13-8取z 則 z</p><p><b>　?、?蝸輪轉(zhuǎn)矩T</b></p&

81、gt;<p><b>　　估計 T</b></p><p><b>　　載荷系數(shù) K</b></p><p>　?、?根據(jù)載荷情況 選 K=1.1</p><p><b>　?、?材料系數(shù) z</b></p><p>　　由【1】中表13-2查取 z</p

82、><p><b>　　⑸ 許用接觸應(yīng)力</b></p><p><b>　　t 則</b></p><p><b>　　N=60n</b></p><p>　　由【1】中圖13-4,取z 查表13-3得 ,故</p><p><b>　?、?m

83、=1.1</b></p><p><b>　?、?初選 m d</b></p><p>　　由【1】中表13-7,選m=4 d=71mm q 此時,m=1136mm</p><p><b>　　⑻ 蝸輪速度 v</b></p><p><b>　　v=</b>

84、;</p><p><b>　?、?導(dǎo)程角r</b></p><p>　　R=arctan°=3°13′12″</p><p>　?、?驗算滑動速度 v</p><p><b>　　v=＜5.3</b></p><p><b>　?。?）計算傳

85、動效率</b></p><p><b>　?、?嚙合效率</b></p><p>　　由【1】中表13-9查得: °</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?、?傳動效率</b></p><p>　　取軸

86、承效率為,攪油效率 則傳動效率</p><p>　?、?與假定直徑相近</p><p><b>　　檢驗m的值</b></p><p><b>　　T</b></p><p><b>　　m＜1136mm</b></p><p>　　則,原選參數(shù),

87、強度不夠</p><p>　　（5）確定傳動的主要尺寸</p><p><b>　?、?中心距</b></p><p>　　z z m=40 d q</p><p><b>　　a=</b></p><p><b>　　蝸桿尺寸</b><

88、;/p><p>　　分度圓直徑 d d=71mm</p><p><b>　　齒頂圓直徑 d</b></p><p><b>　　d=d</b></p><p><b>　　齒根圓直徑 d</b></p><p><b>　　d= d-2h&

89、lt;/b></p><p>　　導(dǎo)程角 r r=3°13′12″ 右旋</p><p>　　軸向齒距 p p=</p><p><b>　　螺紋部分長度 b</b></p><p><b>　　b</b></p><p>　　考慮磨削余量

90、 取 b=65mm</p><p><b>　?、?蝸輪尺寸</b></p><p>　　分度圓直徑d d=mz</p><p>　　齒頂圓直徑 d d=d</p><p>　　齒根圓直徑 d d=d</p><p>　　外圓直徑 d d 取d=254mm</p>

91、<p>　　蝸輪齒寬 b 取 b</p><p>　　螺旋教 3°13′12″</p><p><b>　　齒寬教 °</b></p><p>　　齒頂圓弧半徑 R R=</p><p><b>　?。?）熱平衡計算</b></p&g

92、t;<p><b>　　⑴ 傳動效率 </b></p><p>　?、?初估散熱面積 A</p><p><b>　　A=0.33</b></p><p>　?、?油工作溫度 t 取t℃ km/（m·℃）</p><p><b>　　t℃</b>

93、</p><p>　　因 t＜80℃ （設(shè)超過限度） 不需散熱</p><p><b>　　（7）潤滑方式</b></p><p>　　由【1】中表13-10 采用浸油潤滑 ，油的粘度</p><p><b>　　r=220</b></p><p><b&g

94、t;　　（8）彎曲強度驗算</b></p><p><b>　　G</b></p><p><b>　　齒形系數(shù) Y</b></p><p>　　z 由【1】中查表13-5 Y</p><p>　　螺旋角系數(shù) Y</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力

95、 由【1】中查表13-6 </p><p>　　由N=1.2 查【1】中圖17-4, 得Y</p><p><b>　　則</b></p><p>　　⑷ 彎曲應(yīng)力 G</p><p><b>　　G=＜</b></p><p><b>　　故安全:

96、</b></p><p><b>　　3 控制部分的設(shè)計</b></p><p>　　伺服轉(zhuǎn)臺在各種仿真與測試設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。高精度的伺服轉(zhuǎn)臺一般由直流或交流伺服電動機驅(qū)動，以感應(yīng)同步器或旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置反饋元件，從而構(gòu)成復(fù)雜、精密的模擬式或數(shù)字式的閉環(huán)位置伺服控制系統(tǒng)。而對于中等精度的伺服轉(zhuǎn)臺，采用步進電動機驅(qū)動方式，構(gòu)成步進電動機開環(huán)控制系統(tǒng)，

97、不僅可以實現(xiàn)較高精度的定位控制，而且具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、投資少等特點。因此，步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺更適用于中等精度的仿真與測試設(shè)備。由于步進電動機伺服系統(tǒng)簡單、可靠，所以在中等精度的數(shù)控機床伺服控制系統(tǒng)中，也大量采用步進電動機驅(qū)動方式，構(gòu)成開環(huán)或閉環(huán)的步進電動機伺服控制系統(tǒng)。</p><p>　　3.1 系統(tǒng)功能與設(shè)計要求</p><p>　　步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺為學(xué)習(xí)和研究步進

98、電動機伺服系統(tǒng)提供了實驗對象和工具，也為伺服轉(zhuǎn)臺的設(shè)計與控制提供了實例。學(xué)習(xí)研究與產(chǎn)品設(shè)計對步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺提出了如下的功能與指標要求：</p><p>　?。?） 步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)三相單三拍、三相雙三拍和三相六拍三種脈沖分配方式的控制方案，并且控制方案能夠通過小鍵盤進行選擇，系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)能夠通過LED顯示器顯示出來。</p><p>　　（2） 步進電動機驅(qū)動的伺

99、服轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)順時針和逆時針兩個方向的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)角范圍不限。</p><p>　?。?） 步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺能夠?qū)崿F(xiàn)勻速、加速控制。并能夠?qū)崿F(xiàn)梯形速度分布的點位控制。</p><p>　?。?） 步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺，其最高轉(zhuǎn)速為100°/s，定位精度為2′。</p><p><b>　　3.2 方案選擇 </b></p

100、><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺可由以下兩部分組成，如圖3-1。</p><p>　　圖3-1 步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺的組成</p><p><b>　　3.2.1轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)由轉(zhuǎn)臺本體、傳動機構(gòu)和步進電動機組成。三相反應(yīng)式步進電動機通過蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)

101、臺轉(zhuǎn)動，其傳動比為180：1。</p><p>　　3.2.2步進電動機控制器</p><p>　　這是由Intel MCS-8098單片機構(gòu)成的步進電動機通用驅(qū)動控制器。它由人機接口、參考脈沖與脈沖分配器及功率放大等功能塊組成。</p><p>　　在圖1所示的步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角是由固定于轉(zhuǎn)臺臺面上的光學(xué)經(jīng)緯儀讀出的。步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺

102、系統(tǒng)的框圖，如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)框圖</p><p>　　基于MCS-8098單片機控制的步近電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)，具有方便的人機接口，可以靈活地設(shè)置不同的脈沖分配方案與控制方法，能夠滿足步進電動機伺服系統(tǒng)的實驗要求。</p><p>　　3.3 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　

103、　采用圖2所示的系統(tǒng)控制方案，步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的工作過程如下：首先，通過小鍵盤設(shè)定脈沖分配方式等系統(tǒng)控制參數(shù)，這些參數(shù)在LED顯示器上被顯示出來；然后，系統(tǒng)在8098單片機的控制下，產(chǎn)生參考脈沖，經(jīng)過脈沖分配器與接口電路，變換成三相控制脈沖，送至功率放大器；最后，經(jīng)過功率放大的三相脈沖信號驅(qū)動步進電動機旋轉(zhuǎn)。步進電動機通過蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)再驅(qū)動轉(zhuǎn)臺做旋轉(zhuǎn)運動。下面分別說明各個子系統(tǒng)的功能與設(shè)計方法。</p>&

104、lt;p>　　3.3.1步進電動機的選擇</p><p>　　步進電動機的運行性能主要由步進電動機的動、靜態(tài)特性和通電方式等因素決定。步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩表征了步進電動機的靜態(tài)特性，因此在選擇步進電動機時，要使步進電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩等于電動機軸上負載轉(zhuǎn)矩的2-3倍；步進電動機的動態(tài)特性是由步進電動機的動態(tài)轉(zhuǎn)矩和最大起動頻率來描述的，為了保證步進電動機能夠輸出所需的動態(tài)轉(zhuǎn)矩和實現(xiàn)不丟步的起動過程，需對步進電

105、動機的正常運行頻率和起動頻率加以限制。因此，選擇步進電動機時必須根據(jù)系統(tǒng)的工作頻率和起動頻率要求，選擇合適的步進電動機。步進電動機的通電方式有多種，通常采用多相多拍制通電方式，以保證和提高步進電動機的動、靜態(tài)性能。</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的功能、定位精度、最高轉(zhuǎn)速與負載等多方面要求，可以選擇三相反應(yīng)式步進電動機，其技術(shù)參數(shù)如表1所示。</p><p>　　步進電動機確定之后，還需設(shè)定

106、系統(tǒng)的傳動比。對于上述型號的步進電動機，如果系統(tǒng)的傳動比為180：1，則每個參考脈沖引起的轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動角度為</p><p>　　三相三拍時，3°/180=1′</p><p>　　三相六拍時，1.5°/180=0.5′</p><p>　　能夠滿足系統(tǒng)定位精度的要求。</p><p>　　由于系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速要求不高，系統(tǒng)的負

107、載也很小，選擇上述型號的三相反應(yīng)式步進電動機與180：1的傳動比是可行的。</p><p>　　3.3.2脈沖分配器接口電路設(shè)計</p><p>　　對于不同相數(shù)的步進電動機，可以根據(jù)實際系統(tǒng)的需要，選擇不同的脈沖分配方式，以使合成轉(zhuǎn)矩最大，轉(zhuǎn)矩波動最小，步距精度較高。</p><p>　　脈沖分配器的實現(xiàn)有硬件和軟件兩種方法。目前，市場上已推出多種脈沖分配器專用集

108、成電路，如CH250、PMM8713等。采用這些集成電路可以很方便地實現(xiàn)步進電動機的控制。但是，有時為了降低系統(tǒng)的成本，提高分配器功能的靈活性，常采用軟件分配器方法。軟件分配器的實現(xiàn)方法是利用計算機的數(shù)字輸出口直接輸出每相的控制脈沖，通過軟件編程協(xié)調(diào)各相控制脈沖的時序關(guān)系，以實現(xiàn)軟件分配器功能。</p><p>　　在步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)中，三相控制脈沖分別由8098單片機的三個高速輸出口HSO０、HSO

109、１和HSO２輸出，再經(jīng)過74LS244緩沖和光耦隔離，送入步進電動機的功放驅(qū)動電路，如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 脈沖分配器接口</p><p>　　3.3.3功率放大器電路</p><p>　　步進電動機的功率放大器有多種類型：單電壓型、高低壓切換型、帶電流檢測型、調(diào)頻調(diào)壓型以及斬波恒流型等。其中，單電壓型線路最簡單，如圖3-4所示。</

110、p><p>　　圖4 單電壓型步進電動機功率放大器</p><p>　　在步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)中，可以采用單電壓型步進電動機功率放大器。圖4是其中一相的功放電路。當(dāng)控制脈沖加入時，電容C使電動機繞組LA中的電流迅速上升；電阻R的作用是在穩(wěn)態(tài)時限制繞組中的電流；電阻R1和二極管VD1組成相電流釋放回路，防止在切斷晶體管VT1、VT1時在電動機繞組兩端出現(xiàn)很大的感應(yīng)電壓。</p

111、><p>　　3.3.4 8098單片機及其EPROM、RAM系統(tǒng)擴展</p><p>　　8098單片機是準16位嵌入式微機控制器。在MCS-96系列單片機中，8098單片機性能價格比較高，并且有使用方便（48腳雙列直插式封裝）等優(yōu)點，被廣泛用于自動控制與自動測試系統(tǒng)中。</p><p>　　8098單片機的管腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖分別如圖3-5和圖3-6所示。</p

112、><p>　　圖3-5 8098單片機管腳圖</p><p>　　圖3-6 8098單片機結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　8098單片機為用戶提供了很強的功能：16位的CPU，高效的指令系統(tǒng)，4通道的10位A/D轉(zhuǎn)換器，脈寬調(diào)制輸出PWM，全雙工串行口，高速輸入口HIS，高速輸出口HSO，8個中斷源，16位監(jiān)視定時器，可動態(tài)配置的總線，256字節(jié)的寄存器和專用寄存器

113、，2個16位定時器，4個軟件定時器。</p><p>　　8098單片機程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，可尋址范圍為64KB。由于8098單片機上電后從2080H單元開始執(zhí)行程序，所以用戶程序和數(shù)據(jù)一般安排在2080H單元之后。</p><p>　　圖3-7是步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)8098單片機最小系統(tǒng)和EPROM、RAM擴展原理圖。其中，EPROM2764是程序存儲器，占用地址空間

114、為2000H-3FFFH；RAM6264用作堆棧和中間變量等數(shù)據(jù)存儲器，占用地址空間為4000H-5FFFH；可編程陣列GAL20V8是地址譯碼器；系統(tǒng)的時鐘由12M臥式晶振產(chǎn)生；系統(tǒng)的復(fù)位電路具有上電自動復(fù)。 3.3.5 LED顯示器與小鍵盤的擴展</p><p>　　8279是一種專門用于鍵盤、顯示器管理的單片機外圍接口芯片，它能對顯示器自動掃描，能自動識別鍵盤上閉合鍵的鍵號。8279的管腳定義如圖3-

115、8所示。</p><p>　　8279有鍵盤輸入管理與顯示器輸出管理兩部分功能。鍵盤管理部分提供的掃描方式，可以配置8×8個按鍵；顯示部分也按掃描方式工作，可以顯示8位或16位LED顯示器。</p><p>　　圖3-9為步進電動機驅(qū)動的伺復(fù)轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的LED顯示器和小鍵盤擴展電路原理圖。系統(tǒng)具有4×8個按鍵的鍵陣和8位LED數(shù)碼顯示。8279的命令/狀態(tài)口地址為0FF0

116、1H，數(shù)據(jù)口地址為0FF00H。</p><p>　　在圖3-9中，鍵盤掃描線SL0-SL2通過3-8譯碼器74LS138提供，接入鍵盤列線；查詢線由反饋輸入線RL0-RL3提供，接入鍵盤行線。顯示器由輸出口A0-3、B0-3經(jīng)驅(qū)動器7406提供段碼，即形成8段LED的段選線；位選線采用3-8譯碼器74LS138取得，并經(jīng)75451驅(qū)動。</p><p>　　圖3-7 8098單片機最

117、小系統(tǒng)與EPROM、RAM擴展</p><p>　　圖3-8 8279管腳圖</p><p>　　3.4 系統(tǒng)控制與軟件編程</p><p>　　以8098單片機為核心的步進電動機驅(qū)動的伺服轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)是一種開環(huán)的步進電動機伺服系統(tǒng)。對于步進電動機的控制，需要解決參考脈沖發(fā)生與多相脈沖分配兩個問題。通過對8279的編程控制，可以實現(xiàn)方便、靈活的人機接口。</

118、p><p>　　3.4.1用DDA方法產(chǎn)生參考脈沖序列</p><p>　　步進電動機從靜止到勻速運動，需要有加速起動過程；同樣，從勻速運動到停止也要有減速過程。考慮到電動機加速度的限制，步進電動機開環(huán)控制經(jīng)常需要采用加速度分布方式，即步進電動機轉(zhuǎn)臺的控制包括加速起動—勻速轉(zhuǎn)動—減速停止三個階段。</p><p>　　用DDA方法生成常加速度分布，條理清晰、原理簡單，在

119、計算機上很容易用軟件實現(xiàn)。需要指出的是，由于時鐘信號的頻率就是寄存器做累加的頻率，所以，當(dāng)時鐘頻率固定時，可以用做加法的次數(shù)來代替時間，這在軟件編程時很重要。</p><p>　　對于MCS-96系列單片機系統(tǒng)，Intel公司提供了高級編程語言——PL/M-96語言。這是一種結(jié)構(gòu)化的高級編程語言，同時又提供面向芯片級的操作語句，特別適合于單片機系統(tǒng)開發(fā)。用PL/M-96語言編制的DDA方法生成常加速度分布的程序框

120、圖，如圖3-10所示。其源程序見程序1。</p><p>　　圖3-9 8279擴展LED顯示器和小鍵盤接口圖</p><p>　　圖3-10 DDA方法生成常加速度分布程序框圖</p><p><b>　　程序1</b></p><p><b>　　START：DO；</b></p