C616數(shù)控改造課程設(shè)計說明書

1、c616普通車床縱向進給系統(tǒng)數(shù)控改造課 設(shè) 論 文專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 完成時間： 目 錄緒論- 1 -第一章 設(shè)計內(nèi)容51.1課程設(shè)計iii任務(wù)書5 1.2 主傳動系統(tǒng)改. .5 1.3 進給系統(tǒng)的改裝6第二章 c616普通車床數(shù)控改造總體方案的設(shè)計62.1選題及主要任務(wù)62.2 設(shè)計參數(shù)62.3 總體設(shè)計方案的確定7第三 章 縱向進給伺服系統(tǒng)機械部分的計算與選型83.1縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計83.2縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算83.2.1 脈沖當(dāng)量的確定83.2.3滾珠絲杠設(shè)計計算93.3齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計算123.3.1有關(guān)齒輪計算傳動比123.3.3所需轉(zhuǎn)動力矩計算1

2、3第四 章 步進電機的選擇154.1 步進電機的選擇的基本原則154.2精度154.3轉(zhuǎn)矩154.4啟動頻率164.5步進電機的選擇16第五章 機床導(dǎo)軌改造17第六章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計186.1 實現(xiàn)功能及要求186.2設(shè)計說明18參考文獻22緒論經(jīng)濟型數(shù)控機床是指價格低廉、操作使用方便，適合我國國情的裝有簡易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動化機床。中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對原有舊機床進行改造，實現(xiàn)數(shù)控化、自動化。經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實的的生產(chǎn)實際，結(jié)合我國國情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能降低價格。價格便宜、性能價格比適中是其最主要的特點，特別適合在設(shè)備中占有較大比重的普通車床改造

3、，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟型數(shù)控型系統(tǒng)對設(shè)備進行改造后，將提高產(chǎn)品加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時又能保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代的應(yīng)變能力，增強企業(yè)的競爭能力。利用微機改造現(xiàn)有的普遍車床，主要應(yīng)該解決的問題是如何將機械傳動的進給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位，進給改造成由計算機控制的刀架自動轉(zhuǎn)位以及自動進給加工車床，即經(jīng)濟型數(shù)控車床。 進行數(shù)控機床的改造是非常有必要的。數(shù)控機床可以很好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及多變零件的加工問題。能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是數(shù)控機床的運用也受到其他條件的限制。如：數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大等，因此

4、，普通車床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方向之一。數(shù)控機床與普通機床相比,增加了功能,提高了性能,簡化了結(jié)構(gòu).較好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及形狀多變零件的加工問題。能獲得穩(wěn)定的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，其應(yīng)用越來越廣泛，但是數(shù)控的應(yīng)用也受到其他條件限制：（1）數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，中小企業(yè)常是心有力而力不足；（2）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，而且替代下的機床閑置起來又會造成浪費；（3）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；（4）通用數(shù)控機床對某一類具體生產(chǎn)項目有多

5、余功能。要較好的解決上述問題，應(yīng)走通用機床數(shù)控改造之路。普通機床的改造就是在普通機床上增加微機數(shù)控裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)額定的加工工藝目標。機床數(shù)控化改造的優(yōu)點：（1）改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮機床原有的功能和改造后的新增功能，提高了機床的使用價值，可以提高固定資產(chǎn)的使用效率；（2）適應(yīng)多品種、小批量零件生產(chǎn)；（3）自動化程度提高、專業(yè)性強、加工精度高、生產(chǎn)效率高；（4）降低對工人的操作水平的要求；（5）數(shù)控改造費用低、經(jīng)濟性好；（6）數(shù)控改造的周期短，可滿足生產(chǎn)急需。目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到3。用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差

6、、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。普通車床等是金屬切削加工最常用的一類機床。普通機床刀架的縱向和橫向進給運動是由主軸回轉(zhuǎn)運動經(jīng)掛輪傳遞而來，通過進給箱變速后，由光杠或絲杠帶動溜板箱、縱溜箱、橫溜板移動。進給參數(shù)要靠手工預(yù)先調(diào)整好，改變參數(shù)時要停車進行操作。刀架的縱向進給運動和橫向進給運動不能聯(lián)動，切削次序也由人工控制。對普通車床進行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進給系統(tǒng)改為用微機控制的、能獨立運動的進給伺服系統(tǒng)；刀架改造成為能自動換刀的回轉(zhuǎn)刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車床

7、就可以按預(yù)先輸入的加工指令進行切削加工。由于加工過程中的切削參數(shù)，切削次序和刀具都會按程序自動調(diào)節(jié)和更換，再加上縱向和橫向進給聯(lián)動的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實現(xiàn)多工序自動車削，從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度，也能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工。第一章 設(shè)計內(nèi)容1.1課程設(shè)計iii任務(wù)書班級： 姓名： 學(xué)號： 題目：c616普通車床縱向進給系統(tǒng)數(shù)控改造（單片機控制）要求1、對c616普通車床進給工作臺進行數(shù)控改造；2、對縱向控制系統(tǒng)進行開環(huán)控制；3、脈沖當(dāng)量：0.01mm/脈沖；4、主控單元采用mcs-51系列單片機，要求有數(shù)字顯示功能；時間： 2011 年

8、11 月 21 日至 2011 年 12 月 30 日共 6 周具體任務(wù)：1、總體方案確定；2、機械部分設(shè)計及計算，要求數(shù)據(jù)具有科學(xué)性；3、繪制裝配圖及其零件圖若干張；4、控制部分包括硬件和軟件（流程）設(shè)計；5、編寫設(shè)計說明書（不少于1萬字）。1.2主傳動系統(tǒng)改裝為提高機床的自動化程度，實現(xiàn)在加工過程中自動變速，對原c616主傳動系統(tǒng)作如下改裝： 取消原變速箱，將主電機換成步進電動機；保留原主軸箱內(nèi)的背輪機構(gòu)。通過微機控制多速電機變速和手動控制背輪機構(gòu)變速，使主軸獲得高、低兩檔共8級轉(zhuǎn)速，其中每檔有四級轉(zhuǎn)速可以在機床加工過程中自動變換。 1.3 進給系統(tǒng)的改裝 改裝后為保證較高的傳動精度和傳動

9、效率，采用結(jié)構(gòu)簡單、步距均勻、連續(xù)性好且易于數(shù)控的步進電機，經(jīng)齒輪傳動驅(qū)動滾珠絲杠實現(xiàn)進給。滾珠絲杠選用單圓弧滾道截面，外循環(huán)方式、精度選f級。為了在齒輪傳動中消除間隙，實現(xiàn)微量自動補償以提高傳動精度，選用雙片薄齒輪調(diào)隙、可調(diào)拉簧式結(jié)構(gòu)。1.4c616的數(shù)控系統(tǒng) 采用南京微分電機廠生產(chǎn)的jwk-15t型數(shù)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由tp8031單板機、驅(qū)動電源裝置及110bf003型、110bc380b型功率步進電機等組成開環(huán)控制系統(tǒng)。主要技術(shù)特性: 可控制車削端面、內(nèi)外圓、任意錐面、螺紋、球面以及用球面逼近的任意曲面;有直線、圓弧插補功能，程序中可給出一定延時；有自動循環(huán)，間隙補償、

10、程序暫停、點動、報警功能，還具有對自動刀架轉(zhuǎn)位及主軸正、反轉(zhuǎn)、變速、停止等裝置的控制功能。第二章 c616普通車床數(shù)控改造總體方案的設(shè)計2.1選題及主要任務(wù)a對c616普通車床進行數(shù)控改造，b對縱向控制系統(tǒng)進行開環(huán)控制；c脈沖當(dāng)量：0.01mm/脈沖；d主控單元采用mcs-51系列單片機，要求有數(shù)字顯示功能；2.2 設(shè)計參數(shù)機床外形尺寸 2340x900x1190毫米工件最大回轉(zhuǎn)直徑 在床面上320毫米 在床鞍上175毫米工件最大加工長度 700毫米主軸孔徑 30毫米 2.3 總體設(shè)計方案的確定由于是經(jīng)濟型數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機床的改動盡可能減少

11、，以降低成本。c616車床主要用于對中小型軸類、盤類以及螺紋零件的加工，這些零件加工工藝要求機床應(yīng)完成的工作有：控制主軸正反轉(zhuǎn)和實現(xiàn)其不同切削速度的主軸變速，刀架能實現(xiàn)縱向進給運動，加工螺紋時應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動1個被加工螺紋的螺距或?qū)С?。這些工作就是數(shù)控化改造數(shù)控系統(tǒng)控制的對象。根據(jù)c616車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗，確定總體方案為采用單片機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由i/o接口輸出步進脈沖。經(jīng)一級齒輪減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向、橫向進給運動。對現(xiàn)有的普通車床進行數(shù)控改造，包括以下兩個方面： 機械部分改造： 主傳動系統(tǒng)不作變動，縱向進給系統(tǒng)采用滾珠絲杠螺母副替換進給軸原有

12、的普通絲桿副。 電氣控制系統(tǒng)改造： 伺服控制采用開環(huán)控制，在機械部分改造完成后，根據(jù)技術(shù)指標中的最大尺寸，最高控制速度，以及數(shù)控系統(tǒng)的經(jīng)濟性要求，決定采用msc51系列的80318位單片機作為數(shù)控系統(tǒng)cpu，控制步進電動機驅(qū)動縱向和橫向進給運動，8031具有功能多，速度快，抗干擾能力強，性價比高等優(yōu)點。其系統(tǒng)框圖如圖。 第三 章 縱向進給伺服系統(tǒng)機械部分的計算與選型3.1縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)濟型數(shù)控車床的改造一般是步進電機經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母固定在溜板箱上，帶動刀架左右移動。步進電機的布置，可放在絲杠的任意一端。對車床改造來說，外觀不必象產(chǎn)品設(shè)計要求那么高，而從改造方便、實用方面來考慮，一般把

13、步進電機放在縱向絲杠的右端。3.2縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 按照導(dǎo)軌上面移動部件的重量進行估算。包括工作平臺，電機，減速箱，滾珠絲杠副，直線滾動導(dǎo)軌副，導(dǎo)軌座等，估計重量 w=80kg f=800n(根據(jù)圖紙粗略計算) 3.2.1 脈沖當(dāng)量的確定 根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求，z方向為p=0.01mm/脈沖 3.2.2切削力的計算 由機床設(shè)計手冊可知，切削功率nc=nk式中 n電機功率，查機床說明書，n=4kw； 主傳動系統(tǒng)總效率，一般為0.60.7取=0.65； k進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為k=0.96。則： nc=4×0.65×0.96=2.496kw又因為 nc= fz=所以 式中

14、v切削線速度，取v=100m/min。主切削力 fz =1527.6 n由金屬切削原理可知，主切削力 fz=cfz apx fz fyfz kfz查表得： cfz=188kgf/mm21880mpa xfz=1 yfz=0.75 kfz=1則可計算fz 如表3.1所示 表3.1 fz計算結(jié)果ap(mm)222888f(mm)0.20.30.40.20.30.4fz(n)112515241891168722872837當(dāng)fz=1520n 時，切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm，以此參數(shù)做為下面計算的依據(jù)。從機床設(shè)計手冊中可知，在一般外圓車削時： fx =（0.10.6）fz fz=(0

15、.150.7) fz?。?fx=0.5 fz=0.5×1527.6=763.8n fy=0.6 fz=0.6×1527.6=916.5n 3.2.3滾珠絲杠設(shè)計計算 a工作載荷fm的計算 已知移動部件的總重g=800n fz =1527.6 n fz=0.5×1527.6=763.8n fy=0.6 fz=0.6×1527.6=916.5n. 選用矩形三角形組合滑動導(dǎo)軌，查表329，取k=1.15,u=0.16,代入： fm=kfx+u(fz+g)式中 k=1.15，f=0.150.18，取為0.16。則 fm=1.15×763.8+0.16&

16、#215;(1527.6+800)=1250.8n b強度計算： 設(shè)本車床z向在承受最大切削力條件下最快的進給速度v=0.8m/min，初選絲杠基本導(dǎo)程ph=6mm.壽命值 l1=n1=取工件直徑 d=40 mm,查表得t i=15000h則：n1=199.04r/minl1=18最大動負載 fq=查表得： 運轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2 硬度系數(shù) fh=1則fq=×1.2×1×1250.8=3993.36n c初選型號 根據(jù)最大動負載fq的值，可選擇滾珠絲杠的型號。，滾珠絲杠參照漢江機床廠的產(chǎn)品樣本選取fc1b系列，滾珠絲杠直徑為32mm,型號為fc1b32×

17、65e2，其額定動載荷是10689n，所以強度足夠用。 d傳動效率計算：根據(jù)機械原理的公式，絲杠螺母副的傳動效率為：將公稱直徑d=32mm，基本導(dǎo)程ph=6mm，代入=arctanph/(3.14d)得絲杠螺旋升角=3°25代入 摩擦角=10至 =則=剛度驗算：滾珠絲杠受到工作負載p引起的導(dǎo)程的變化量 l1=±式中 l0=6mm=0.6cm；e=20.6×166n/ cm2。 e 剛度驗算縱向滾珠絲杠副的支承，采取一端固定，一端簡支的方式，固定端采用異地推力角接觸球軸承面對面組配，絲杠加上兩端接桿后，左右支撐中心距離約a=1479mm，鋼的彈性模量e=2.1x10

18、5mpa 查表得滾珠直徑dw=3.9688mm,計算絲杠底徑為28.0312mm f=()2=（）2×3.14則 l1=±=±5.9×10-6滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量l2很小,可忽略,即：l=l1。所以：導(dǎo)程變形總誤差為 =×5.9×10-6=9.8m/m查表知e級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15m/m，故剛度足夠。穩(wěn)定性驗算：由于機床原絲杠直徑為30mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題。 3.3齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計算 3.3.1有關(guān)齒輪計算傳動比 i=1.25故取 z1=32mm z2

19、=40 m=2mm b=20mm =20° d1=m z1=2×32=64mm d2= m z2=2×40=80mm d1 =d1 +2ha*=68mm d2=d2+2ha*=84mm=72 3.3.2轉(zhuǎn)動慣量計算工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量：j1=()2w=()2×80=0.468·2 =4.68n·2絲杠的轉(zhuǎn)動慣量：js=7.8×10-4×d4l1=7.8×10-4×3.24×140.3=11.475·2=114.75n·2齒輪的轉(zhuǎn)動慣量：jz1=7.8&

20、#215;10-4×6.44×2=2.617·2=26.17 n·2jz2=7.8×10-4×84×2=6.39·2=63.9 n·2電機轉(zhuǎn)動慣量很小可以忽略。因此,總的轉(zhuǎn)動慣量：j=(js+jz2)+ jz1+ j1=(11.475+6.39)+2.617+0.468=14.519·2=145.19n·23.3.3所需轉(zhuǎn)動力矩計算快速空載啟動時所需力矩m=mamaxmfm0最大切削負載時所需力矩 m=matmfm0mt快速進給時所需力矩m= mfm0式中 mamax 空載啟動時折算到

21、電機軸上的加速度力矩； mf 折算到電機軸上的摩擦力矩； m0 由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機軸上的附加摩擦力矩； mat 切削時折算到電機軸上的加速度力矩； mt 折算到電機軸上的切削負載力矩。ma=×10-4n·m當(dāng)n=nmax時 mamax =ma nmax=416.7r/minmamax=×10-4=2.52n·m=25.72f·當(dāng)n=nt時 ma=matnt=24.88r/minmat=×10-4=0.1505n·m=1.536f·mf =當(dāng)0=0.8 f=0.16時mf =1.223f· m0

22、 =(1-02)當(dāng)0=0.9時預(yù)加載荷p0=fx則：m0=0.462f·=4.62n·mt=7.297f·=72.97 n·所以, 快速空載啟動時所需力矩：m=mamaxmfm0=25.721.2230.462=27.405f·=274.05n·切削時所需力矩：m=matmfm0mt=1.5361.2230.4627.297=10.518f·=105.18 n·快速進給時所需力矩：m= mfm0=1.2230.462=1.685f·=16.85 n·由以上分析計算可知：所需最大力矩mmax發(fā)生在

23、快速啟動時，mmax=27.405f·=274.05 n·第四 章 步進電機的選擇4.1 步進電機的選擇的基本原則合理選用步進電機是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機在整個系統(tǒng)中的實際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇。現(xiàn)僅就選用步進電機最基本的原則介紹如下：步距角步距角應(yīng)滿足：式中 i傳動比 min系統(tǒng)對步進電機所驅(qū)動部件的最小轉(zhuǎn)角。4.2精度步進電機的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值。用積累誤差衡量精度比較實用。所以選用不進電機應(yīng)滿足qis式中 q步進電機的積累誤差； s系統(tǒng)對步進電機驅(qū)動部件允許

24、的角度誤差。4.3轉(zhuǎn)矩 為了使步進電機正常運行（不失步、不越步），正常啟動并滿足對轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：（1）啟動力矩 一般啟動力矩選取為：mq式中 mq電動機啟動力矩； ml0電動機靜負載力矩。根據(jù)步進電機的相數(shù)和拍數(shù)，啟動力矩選取如表4.1所示。mjm為步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進電機技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。表4.1 步進電機相數(shù)、拍數(shù)、啟動力矩表運行方式相數(shù)33445566拍數(shù)3648510612mg /mjm0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.8664.4啟動頻率在要求的運行頻率范圍內(nèi)，電動機運行力矩應(yīng)大于電動機的靜載力力矩與電動機轉(zhuǎn)動慣量（包括負載的轉(zhuǎn)動慣

25、量）引起的慣性矩之和。 由于步進電機的啟動頻率隨著負載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足：ftfcpm式中 ft極限啟動頻率； fcpm要求步進電機最高啟動頻率。4.5步進電機的選擇 c616縱向進給系統(tǒng)步進電機的確定mq = 685.125 n·為滿足最小步矩要求，電動機選用三相六拍工作方式，查表知：mq/mjm=0.866所以步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩mjm為：mjm=791.14 n·步進電機最高工作頻率fmax=hz綜合考慮，查表選用110bf003型直流步進電機，能滿足使用要求。 第五章 機床導(dǎo)軌改造臥式車床上的運動部件，如刀架、工

26、作臺都是沿著機床導(dǎo)軌面運動的。導(dǎo)軌就能起到支承和導(dǎo)向，即支承運動部件并保證運動部件在外力作用下，能準確的沿著一定的方向運動。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運動平穩(wěn)性，直接影響機床的加工承載能力和使用性能。數(shù)控機床上，常使用滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動靜摩擦系數(shù)接近，因而運動靈活輕便，低速運行時不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。精度高，但價格貴。經(jīng)濟型數(shù)控一般不使用滾動導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動導(dǎo)軌，將太大增加機床床身的改造工作量和改造成本。因此，數(shù)控改造一般仍使用滑動導(dǎo)軌。滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，抗振性強等優(yōu)點。普通機床的導(dǎo)軌一般是鑄鐵鑄鐵或鑄鐵淬火鋼導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的缺點是靜摩擦系

27、數(shù)大，且動摩擦系數(shù)隨速度的變化而變化，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動平穩(wěn)性和定位精度，為克服滑動導(dǎo)軌的上述缺點，數(shù)控改造一般是將原機床導(dǎo)軌進行修整后貼塑，使其成為貼塑導(dǎo)軌。貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗咬傷能力強、加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定，且 有良好的自潤滑性和抗振性，加工簡單，成本低。目前應(yīng)用較多的聚四氟乙稀（ptee）貼塑軟帶，如美國生產(chǎn)的twrciteb和我國生產(chǎn)的tsf軟帶材料，次、此種軟帶厚度為0.8、1.6、3.2等幾種規(guī)格?？紤]承載變形，宜厚度小的規(guī)格，如果考慮到加工余量，選用厚度為1.6為宜。貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，可直接粘結(jié)在原有的滑動

28、導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo)軌形式的限制，各種組合形式的滑動導(dǎo)軌均可粘結(jié)。粘結(jié)前按導(dǎo)軌精度要求對金屬導(dǎo)軌面進行加工修理。根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長度放大34，切下貼塑軟帶。金屬粘結(jié)面與軟帶結(jié)面應(yīng)清洗干凈，用特殊配制的粘合劑粘結(jié)，加壓固化，待其完全固化后進行修整加工。作為導(dǎo)軌面的表面，根據(jù)需要可進行磨、銑、刮研、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝配要求。 第六章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計6.1 實現(xiàn)功能及要求根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計控制系統(tǒng)硬件電路是主要考慮一下功能（1）cpu采用8031芯片；（2）擴展程序存儲器2764兩片，6264一片；（3）擴展可編程接口芯片8155兩片；（4）地址鎖存器，譯碼器個一個；（5）鍵盤電路，顯示

29、電路；（6）光電隔離電路，功率放大功率；（7）越程報警電路，急停電路，復(fù)位電路；（8）面板管理電路。6.2設(shè)計說明（1）cpu采用8031芯片，由于片內(nèi)無程序存儲器，數(shù)據(jù)存儲器也只有128字節(jié)，因此，擴展外部程序存儲器2764兩片（16kb），數(shù)據(jù)存儲器6264（8kb）一片。8031的i/o口也不能滿足輸入輸出口的要求，本系統(tǒng)也擴展了兩片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。2764（1）、2764（2）、6264、8155（1）和8155（2）的片選信號分別接到譯碼器的y0y4,74ls138的輸入a、b、c分別接8031的p2.5、p2.6、p2

30、.7。（3）由于2764和6264芯片都是8kb，需要13根地址線，a0a7低8位接74ls373芯片的輸出。a8a12接8031芯片的p2.0p2.a，74ls373地址鎖存器在選通信號ale在高電平時直接傳送8031p0口低8位地址，當(dāng)ale在高電平變低電平的下降沿時，低8位地址鎖存器，此時，p0口可用來向片外傳送讀寫數(shù)據(jù)。（4）接口芯片與外設(shè)的聯(lián)接及設(shè)計說明如下： 8155（2）pa.0pa.3輸出的指令脈沖通過光電隔離電路和功率放大電路直接驅(qū)動縱向和橫向步進電機的共4相繞組。在本系統(tǒng)中采用軟件環(huán)形分配器方式，雖然運行速度慢一些，但可以省去兩個硬件環(huán)形分配器，電路比較簡單，由于步進電機的

31、每一相繞組需和一個i/o接口相連，以便與控制寄存器中某一指定相位對應(yīng)，因此，占用的i/o口數(shù)量較多。8155（2）的pc.0pc.5作為顯示器位選信號，顯示器的段選信號則由8031的p1.0p1.7發(fā)出，8155的pb.0pb.3是鍵盤掃描輸入。行程限位報警信號+z,-z,分別通過8155（2）的pb.4,pb.5,提出中斷請求，根據(jù)不同的中斷口可以直接識別行程的方向，此時相應(yīng)的紅燈報警。8155（1）pa.0pa.5接控制面板上的控制開關(guān)，設(shè)有編輯空運行、自動、手工回零等選著方式。8155（1）pb.0pb.4接控制面板上的按鈕開關(guān)，設(shè)有啟動、暫停、單段運行、連續(xù)運行、急停等操作功能。加工螺

32、紋時，與車床主軸相連的光電脈沖發(fā)生器會發(fā)出螺紋加工信號和零位螺紋信號，螺紋加工信號送入8031的t0，通過設(shè)置不同的時間常數(shù)，可以改變主軸每轉(zhuǎn)時的縱向進給量，從而加工出不同螺距的螺紋，零位螺紋信號送入8155（1）的pb6,用來防止多次走刀時螺紋亂扣。（5）系統(tǒng)各芯片采用全地址譯碼，各存儲器及i/o接口芯片地址編碼見表（5）（6）操作面板設(shè)計方案之一見表（5）：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2746（1）y0000x xxxx xxxx xxxx8k0000h1fffh2746（2）y1001x xxxx xxxx xxxx8k2000h3fffh6264y2010x xxxx xxxx xxxx8k4000h5fffh8155（1）ramy30111 1110 xxxx xxxx2567e00h7effhi/oy30111 1111 1111 1xxx67ff8h7ffdh8155（2）ramy41001 1110 xxxx xxxx2569e00h9effhi/oy41001 1111 1111 1xxx69ff8h9ffdh單片機部分初始化程序8255芯片初始化子程序：b255： mov dptr，#3ffh ；指向8255的控制口地址 mov a，#10001001b ；pa口輸出，pb口輸出，pc口輸入，均為方 式0 movx