自動(dòng)涂膠機(jī)的設(shè)計(jì)（有圖紙）

1、自動(dòng)涂膠機(jī)的設(shè)計(jì)（有圖紙） 全套CAD圖紙,聯(lián)系695132052第一章 緒論 近年來(lái),伴隨著生產(chǎn)和技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電一體化有了很大的發(fā)展,自動(dòng)涂膠機(jī)在我國(guó)機(jī)械設(shè)備的裝配與維修中得到了廣泛的應(yīng)用,不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,同時(shí)也節(jié)省了能源和材料。尤其是汽車(chē)行業(yè),對(duì)汽車(chē)零部件的結(jié)合面有一定的密封性要求,其結(jié)合面都需要涂膠,涂膠的精度對(duì)汽車(chē)的性能至關(guān)重要,自然對(duì)自動(dòng)涂膠機(jī)提出了更高的要求。以往涂膠都是依靠工人的手工來(lái)完成,涂膠的效率極低,而且很難保證涂膠的均勻性和膠體的厚度。自動(dòng)涂膠機(jī)既能保證涂膠的均勻性又能有效的節(jié)省材料,大大提高了工作效率和工作質(zhì)量,減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。因此針對(duì)不同的工作需要,自動(dòng)

2、涂膠機(jī)可以采用框架式機(jī)器人或多自由度機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)合面進(jìn)行涂膠,同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也意味著每天給國(guó)家企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為第一汽車(chē)集團(tuán)設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)涂膠的設(shè)備(軸承座與減速器間的密封圈)使它能在實(shí)現(xiàn)日常工作目的的基礎(chǔ)上,盡量使機(jī)械結(jié)構(gòu)合理的簡(jiǎn)化,降低成本,增加其實(shí)用性和性?xún)r(jià)比。此機(jī)構(gòu)采用框架式機(jī)械手操作機(jī),由步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置,X,Y軸聯(lián)動(dòng)可合成各種平面的各種曲線(xiàn),XYZ軸聯(lián)動(dòng)并可合成空間曲線(xiàn)或直線(xiàn)但必須考慮膠的流動(dòng)。,保證系統(tǒng)可靠性及涂膠精度的前提下降低造價(jià),提高性能/價(jià)格比。 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)硬件控制采用的是MCS-51單片機(jī)進(jìn)行三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制,通過(guò)匯

3、編語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)涂膠機(jī)的X向、Y向、Z向運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)量,來(lái)控制涂膠的速度和均勻性。 隨著數(shù)控技術(shù)、機(jī)電行業(yè)的不斷發(fā)展及對(duì)機(jī)器性能的高要求,自動(dòng)涂膠機(jī)一定會(huì)有著更廣泛的應(yīng)用前景。第二章 自動(dòng)涂膠機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容 設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)涂膠機(jī),對(duì)汽車(chē)密封圈進(jìn)行自動(dòng)涂膠,利用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制,保證涂膠的范圍、速度和均勻性。 1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各種標(biāo)準(zhǔn)件的選取。 2、自動(dòng)涂膠機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 3、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是用單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制X向、Y向、Z向電機(jī)的正常工作。 4、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是控制程序設(shè)計(jì),利用MCS-51單片機(jī)控制,采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行

4、程序設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)要求 機(jī)械部分要考慮整體布局,工作行程要能滿(mǎn)足要求,傳動(dòng)裝置要平穩(wěn)且準(zhǔn)確,還要兼顧速度,另外需考慮經(jīng)濟(jì)性,該設(shè)備要求成本低,盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件,減少額外的工作量。設(shè)備的使用壽命不低于15年,每年工作330天,每天工作12小時(shí),載荷持續(xù)率為90%,需要批量生產(chǎn)。 電路部分主要是芯片的選取和電路的擴(kuò)展連接,及三個(gè)電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)。由于涂膠屬于輕載荷工作。對(duì)電機(jī)功率要求不是太高,所以采用步進(jìn)電機(jī)。設(shè)計(jì)電路控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和方向 以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 執(zhí)行程序要考慮到不同拐點(diǎn)處涂膠量問(wèn)題,可通過(guò)改變X、Y向運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)也可單一Z向運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié),以保證涂膠均勻,此次設(shè)計(jì)采用后者方式,原因是一個(gè)電機(jī)

5、工作方式比較好控制。向運(yùn)動(dòng)速度不改變的前提下,調(diào)整Z向擠膠活塞速度的方式,三向運(yùn)動(dòng)的形式不盡相同,所以共用了三個(gè)電機(jī),通過(guò)程序控制分別做相應(yīng)運(yùn)動(dòng),來(lái)保證涂膠的厚度和均勻性。Z向是用來(lái)控制出膠的量的,且要求傳動(dòng)平穩(wěn),故選用絲杠螺母工作,絲杠螺母有自鎖能力,可保證涂膠的厚度和均勻性。 通過(guò)改變Z向絲杠螺母的轉(zhuǎn)速,以保證Z軸的升降速度,來(lái)達(dá)到涂膠的要求。 由于X,Y向運(yùn)動(dòng)要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確,所以采用了滾珠絲杠傳動(dòng),滾珠絲杠傳動(dòng)效率高、剛度好、傳動(dòng)精度高且使用壽命長(zhǎng)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承載大,且需要平穩(wěn),所以X 、Y向采用滾動(dòng)導(dǎo)軌,滾動(dòng)導(dǎo)軌承載較大,且導(dǎo)向準(zhǔn)確。為了滿(mǎn)足傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的要求,采用齒輪系統(tǒng)進(jìn)行變速,

6、齒輪的結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)且傳動(dòng)比穩(wěn)定。四、 自動(dòng)涂膠機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 1、每一工件涂膠時(shí)間:15s-20s 2、膠型:東泰嚴(yán)氧平面密封膠51s 3、步進(jìn)電機(jī)型號(hào): X.Y取70BF003 Z取55BF003 4、步進(jìn)電機(jī)相數(shù): 3相 5、步進(jìn)電機(jī)拍數(shù): 6拍 6、步進(jìn)電機(jī)步距角7、步進(jìn)電機(jī)電壓:X向,Y向用DC27V Z向電機(jī) 用DC27V9、步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)距: Z向 電機(jī)0.49Nm 保持轉(zhuǎn)距: X向,Y向0.646Nm,10、步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率: X向,Y向1800pps Z向3100pps 運(yùn)行頻率:X向,Y向1800Hz Z向1600Hz11、步進(jìn)電機(jī)的重量:X向,Y向 1

7、.2kg 第三章 自動(dòng)涂膠機(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì)一、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到整個(gè)機(jī)構(gòu)的平衡性,故將承載夾持部分的彎臂方向與Y向電機(jī)在一條線(xiàn)上。 因?yàn)槟z棒的夾持嚴(yán)格要求對(duì)心,故選用了V行塊來(lái)設(shè)計(jì)夾具,具體結(jié)構(gòu)如下圖: 涂膠機(jī)裝置傳遞要求精度很高,為了使涂膠機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,齒輪間隙的調(diào)整采用偏心軸套進(jìn)行消隙,滾珠絲杠增加了緊定螺釘,消除了軸向間隙,同時(shí)與鍵配合下也消除了周向間隙。具體結(jié)構(gòu)框架如下圖:二、 傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)(一)、電機(jī)和連軸器的選取1、Z向電機(jī)的選取: 電機(jī)的選取原則是滿(mǎn)足精度要求即步距角,滿(mǎn)足輸出功率要求即轉(zhuǎn)矩問(wèn)題。步距角: 其中: 脈沖當(dāng)量其中 電機(jī)的型號(hào)55BF003電機(jī)的參數(shù)如下:×

8、105kgm2 0.83 55 70 6 因?yàn)槊芊馊Φ拿芊庑砸蠛芨?每次出膠的量不是很多,所以擠膠力不是很大,故選用步距角為1.50/步,扭矩偏小點(diǎn)的便可以滿(mǎn)足要求,經(jīng)過(guò)計(jì)算,擠膠的力度一般在1N25N之間,選用保持轉(zhuǎn)距為0.686N?m的55BF003型步進(jìn)電機(jī),便可以滿(mǎn)足扭矩要求,所以選擇55BF003型號(hào)的步進(jìn)電機(jī),就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。Z向連軸器的選取: 由于z向電機(jī)的輸出軸的軸徑為6為了使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且拆裝方便,故采用過(guò)盈配合套筒連軸器,采用高壓油膨脹的方式使V型套筒發(fā)生軸向竄動(dòng)使兩軸連接在一起,具體結(jié)構(gòu)如圖所示:2、X向電機(jī)的選取: 中拖板和上拖版加上涂膠裝置總重量50Kg,則滾珠絲

9、杠上的平均工作載荷為Fm490/3N取螺旋角偏大點(diǎn),設(shè)3.20則受力分析如下圖: Fm Fnx 設(shè)周向分力為xN,則: D0/2x30/210-39.130.137N?m以上取值都是取最大可能值,實(shí)際值一定比0.137N?m小得多,為了安全起見(jiàn),故選用70BF003型號(hào),保持轉(zhuǎn)距為0.784N?m的步進(jìn)電機(jī)。3、Y向電機(jī)的選取: Y向電機(jī)的選取也需要滿(mǎn)足扭矩的大小,以保證絲杠的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于密封圈是圓形工件,可選用同一型號(hào)的電機(jī)就能滿(mǎn)足涂膠的精度。且更有利于電路的控制,程序的編制也更加方便。(二)、滾珠絲杠及絲杠螺母的選取 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要滿(mǎn)足傳動(dòng)精度的要求,還要滿(mǎn)足高速、低噪聲和可靠性。所以我選擇

10、了滾珠絲杠。因?yàn)闈L珠絲杠具有傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)具有可逆性、系統(tǒng)剛度好、傳動(dòng)精度高、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。1、X向滾珠絲杠的選取: 由設(shè)計(jì)的尺寸和材質(zhì)選取可計(jì)算出Y向傳動(dòng)滾珠絲杠要帶動(dòng)重量為50×9.8490N的重物做水平直線(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),則平均工作載荷Fm1/3Mg490/3N.絲杠工作長(zhǎng)度L150mm.平均轉(zhuǎn)速nm200r/min,使用壽命Lh15000h.絲杠材料為CrWMn鋼,滾道硬度為5862HRC傳動(dòng)精度要求:±0.03 mm(1) 則計(jì)算載荷Fc: FcKFKHKAKm1.2*1.0*1.1*500660NKF?載荷性質(zhì)系數(shù),取1.2介于無(wú)沖擊,平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)和一般運(yùn)轉(zhuǎn)之間。K

11、H?滾道實(shí)際硬度HRC58HRC取1.0。KA?精度等級(jí) 取1.1。(2) 額定動(dòng)載荷計(jì)算值(Ca')Ca'Fc×?額定壽命?平均轉(zhuǎn)速(3) 根據(jù) Ca' 選擇滾珠絲杠副,假設(shè)選用FC1型號(hào),按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca等于或大于Ca'的原則,故選以下型號(hào)規(guī)格:FC1?2005?2.5和FC1?2004?2.5.考慮到各種因素,最后選用FC1?2005?2.5。FC1?2005?2.5滾珠絲杠副數(shù)據(jù)為: 公稱(chēng)直徑D020mm 導(dǎo)程 P5mm 螺旋角 (4)穩(wěn)定性驗(yàn)算 1、臨界載荷 Fcr×安全系數(shù)SFcr/FmS,絲杠是安全的,不會(huì)失穩(wěn)。 2

12、、臨界轉(zhuǎn)速ncr9910×fc2d1/ul 2r/min 所以絲杠不會(huì)共振。 3、此外絲滾珠絲杠還受D0n值的限制 D0n20×2004000mmr/min70000 mmr/min所以絲杠副工作穩(wěn)定。(5)效率驗(yàn)算滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為:tg/tg(+)tg(4o33?)/tg(4o33?+4o40?)94.8% ?摩擦角所以FC1-2005-2.5各項(xiàng)性能均符合要求,可選用。2、Y向滾珠絲杠的選取: 由于Y向滾珠絲杠的工作載荷要比X向滾珠絲杠小些,故用同一型號(hào)滾珠絲杠能滿(mǎn)足傳動(dòng)要求。3、Z向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選取 由于Z軸控制出膠的量的多少,且需要考慮突然斷電的情況,突然斷電需

13、保證膠棒不漏膠所以Z軸需要具有自鎖功能。所以我選擇了絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)。使其保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。絲杠螺母的設(shè)計(jì)與自鎖驗(yàn)算: 絲杠螺母的螺距為2mm 公稱(chēng)直徑為18mm 螺母的高度為H取2.5 整體式自鎖的驗(yàn)算: 導(dǎo)程角所以絲杠螺母可以自鎖。絲杠螺母的效率計(jì)算: (三)、滾動(dòng)導(dǎo)軌的選取1、X向?qū)к壍倪x取 (1)行程長(zhǎng)度壽命Ts Ts2Lsn60Th/10002×0.3×4×60×1.5×/ 1960Km Ls?工作單行程長(zhǎng)度(m)取300mm n?往復(fù)次數(shù) 取300mm Th?工作時(shí)間壽命取15000h (2)計(jì)算動(dòng)載荷 CaFfw3Ts/k/mfT

14、fcfHN F?作用在滑座上的載荷 m ? 滑座個(gè)數(shù) K? 壽命系數(shù)一般取K50Km fT?溫度系數(shù)取1 fH?硬度系數(shù)取1 根據(jù)動(dòng)載荷選取GDA-20型滾動(dòng)導(dǎo)軌外形參數(shù):A*h*L170*37*802、Y向?qū)к壍倪x取 由于Y向?qū)к壦惺艿妮d荷比X向?qū)к壍囊〉亩喙士蛇x用與X向相同的導(dǎo)軌,既能滿(mǎn)足傳動(dòng)要求。(四)、步進(jìn)電機(jī)的選擇與校核 1、電機(jī)的選取 初選電機(jī)型號(hào)時(shí)應(yīng)合理選用及i,并滿(mǎn)足 b×L0/i×360p(1)、Z向電機(jī)選擇: 步距角的確定 b360×p×i/L0360×0.008×1/21.5° i1初選電機(jī)型號(hào) 5

15、5BF003 各參數(shù)如下:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量質(zhì)量 外徑×105kgm2 0.83 55 70 6 (2)、X、Y向電機(jī)選擇: 步距角:b360×p×i/L0360××4/53° i4初選電機(jī)型號(hào) 70BF003 各參數(shù)如下:相數(shù) 步距角 電壓 相電流 最大靜轉(zhuǎn)矩 最高空載啟動(dòng)頻率質(zhì)量外徑長(zhǎng)度 軸徑1.2 70 6582、電機(jī)的校核: 1、Z相電機(jī)校核:步進(jìn)電機(jī)最大徑轉(zhuǎn)矩Mj與步進(jìn)電機(jī)的名義啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mmq的關(guān)系即:Mmq×0.6860.594 N/cm步進(jìn)電機(jī)空載啟動(dòng)是指電機(jī)在沒(méi)有外加工作負(fù)載下的啟動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)所需空載啟動(dòng)力矩可按下

16、式計(jì)算: Mkg Mka+ Mkf+ M0 Mkg?空載啟動(dòng)力矩 Mka?空載啟動(dòng)時(shí)部件由靜止升速到最大快進(jìn)速度,折算到電機(jī)軸上的加速力矩(N.CM) Mkf?空載時(shí)折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩(N.CM) M0 ?由于絲杠預(yù)緊,折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 初選電機(jī)型號(hào)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足步進(jìn)電機(jī)所需空載啟動(dòng)力矩小于步進(jìn)電機(jī)名義啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 即:MkgMmqMjMkg/Mj0.866 (三相六拍)加速力矩 MkaJJ×2××2×60t 0.617×0.1×2××1440×/60×20.0465N?cm J) ?電

17、機(jī)最大角加速度(rad/s2) n ?運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度對(duì)應(yīng)的電機(jī)最大轉(zhuǎn)速(r/min) t ?運(yùn)動(dòng)部件從靜止啟動(dòng)加速到最大快進(jìn)速度所需的時(shí)間(s) v?運(yùn)動(dòng)部件最大快進(jìn)速度(mm/min) p?脈沖當(dāng)量(mm/脈沖) b?步進(jìn)電機(jī)的步距角空載摩擦力矩: MkfGfL0/2i30××××10.119N?cmG?運(yùn)動(dòng)部件的總重力(N) f?導(dǎo)軌摩擦系數(shù) i?齒數(shù)傳動(dòng)降速比 ?傳動(dòng)系數(shù)總效率。取 L0?滾珠絲杠的基本導(dǎo)程(cm)附加摩擦力矩 M0FYJL01-02/2*0.8*10.387N?cm FYJ?滾珠絲杠預(yù)加載荷即預(yù)緊力一般取Fm的1/3 Fm

18、?為進(jìn)給牽引力(N)為滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率,一般取0 所以MkgMmq 符合要求X向電機(jī)與Y向電機(jī)的校核與Z向基本相同,在這里只簡(jiǎn)單的對(duì)其進(jìn)行校核。 Mkf GfL0/2*0.8*40.2977N?cm i 4M0FYJL01-02/2i250×0.3×1-0.952/2×0.8×40.3636N?cm Mmq0.6824Mkf+M00.6613 符合設(shè)計(jì)要求(五)、涂膠彎臂的螺栓強(qiáng)度校核:先分析剪切力,由于4個(gè)螺栓是對(duì)稱(chēng)分布的,故剪切力可以認(rèn)為均分。 d12mm 完全可以符合要求。彎臂受到扭轉(zhuǎn)力的作用,其扭矩為:(1)、截面形心: (2)、計(jì)算截

19、面慣性矩: (3)、在截面的上下邊緣,分別作用有最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力: 取75Mpa d12mm完全可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。(六)、涂膠夾具的設(shè)計(jì) 涂膠的中心線(xiàn)在每次裝夾時(shí)要求高度對(duì)心,這樣才可以避免因裝卸膠棒時(shí)造成涂膠機(jī)起始位置的偏差,在本次設(shè)計(jì)中,采用了雙滑塊開(kāi)口V型槽式夾具來(lái)夾持膠棒,其特點(diǎn)是高度定心,夾持方便,拆裝容易,制造方便,具體結(jié)構(gòu)如下圖所示:(七)、變速齒輪的設(shè)計(jì) 自動(dòng)涂膠機(jī)要求傳動(dòng)效率高且傳動(dòng)比穩(wěn)定,以保證涂膠的均勻性和穩(wěn)定性。 齒輪傳動(dòng)具備這些特點(diǎn)且結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長(zhǎng)故選用齒輪傳動(dòng)進(jìn)行變速。1、傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 自動(dòng)涂膠機(jī)采用一級(jí)傳動(dòng)齒輪變速,可增大傳動(dòng)的扭矩和平

20、穩(wěn)性18o 小齒輪:Z118 大齒輪:Z265 齒數(shù)互為質(zhì)數(shù) 由于小齒輪作懸臂布置故: 小齒輪的齒寬 b×2414.4 mm 齒高mm2、幾何尺寸的計(jì)算計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑: 3計(jì)算齒輪寬度 b×圓整后取B216mm B121mm第四章 硬件及接口電路的設(shè)計(jì)一、概述 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)采用MCS-51的典型產(chǎn)品8031進(jìn)行控制,因?yàn)槠潴w積小、功能強(qiáng)和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化領(lǐng)域。由于8031是沒(méi)有ROM的單片機(jī),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也只有128K字節(jié),因此它必須外接EPROM程序存儲(chǔ)器,才能構(gòu)成最小系統(tǒng)。8031的外部程序存儲(chǔ)器主要存放處理程序,也能存放處理程序所必需

21、的常數(shù)?；镜臄U(kuò)展包括:擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器/擴(kuò)展片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/擴(kuò)展并行I/O接口。采用74LS373鎖存器 、74LS138譯碼器的輸出作為片選信號(hào)。本系統(tǒng)擴(kuò)展了一片8255可編程接口芯片和一片8279芯片。二、主要芯片的說(shuō)明及接口簡(jiǎn)圖1、8031引角說(shuō)明: 8031是無(wú)ROM型的單片機(jī),它必須外接EPROM程序存儲(chǔ)器。8031的外部存儲(chǔ)器主要存放處理程序,也能存放處理程序所需的常數(shù)。8031最多可外擴(kuò)64K程序存儲(chǔ)器,64K程序存儲(chǔ)器中有5個(gè)單元具有特殊用途,分別對(duì)應(yīng)5種中斷源的中斷服務(wù)入口地址。8031有一個(gè)可編程的、全雙工的串行接口。串行口可以通過(guò)指令設(shè)置成四種不同的工作方式的一種,但

22、主要(1)、電源引腳VCC:正常運(yùn)行和掉電工作時(shí)的電源電壓。VSS:電源接地端。(2)、I/O總線(xiàn)P0口:P0口是一個(gè)8位雙向I/O口,每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS 型TTLFU載。P0角在寫(xiě)入1后浮空,這時(shí)可用作高阻輸入。P0口也是訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存貯器的多路低位地址和數(shù)據(jù)總線(xiàn)。這時(shí)它在輸出1時(shí)具有強(qiáng)的內(nèi)部提升。P1口:P1口是一個(gè)具有內(nèi)部提升的8位雙向I/O口。P1腳在寫(xiě)入1后由內(nèi)部提升置為高電平,這時(shí)它可用作輸入。作為輸入,從外部拉為低電平的P1腳將放出電流,因?yàn)樗袃?nèi)部提升電阻。P2口:P2口是一個(gè)具有內(nèi)部提升的8位雙向I/O口。P2腳在寫(xiě)入1后由內(nèi)部提升電阻置為高電平,這時(shí)它可用作輸入。作為

23、輸入,從外部拉為低電平的P2腳將放出電流,因?yàn)樗袃?nèi)部提升電阻。在從外部程序存貯器取指和使用16位地址(MOVX DPTR)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存貯器是P2口輸出高位地址。這時(shí)在輸出1時(shí)它使用強(qiáng)的內(nèi)部提升。在使用8位地址(MOVX Ri)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存貯器時(shí)P2口輸出特殊功能寄存器P2的內(nèi)容。P3口:P3口是一個(gè)具有內(nèi)部提升的8位雙向I/O口。P3腳在寫(xiě)入1后由內(nèi)部提升電阻置為高電平,這時(shí)它可用作輸入。作為輸入,從外部拉為低電平的P3腳將放出電流,因?yàn)樗袃?nèi)部提升電阻。 (3)、控制總線(xiàn) RST/VPD:復(fù)位輸入信號(hào)。振蕩器運(yùn)行時(shí)該腳為高兩個(gè)機(jī)器周期將復(fù)位本器件。內(nèi)部有一個(gè)擴(kuò)散電阻接VSS,允許只使用

24、一個(gè)接到VCC的外部電容實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。ALE:訪(fǎng)問(wèn)外部存貯器時(shí)用于鎖存低位字節(jié)地址的地址鎖存允許脈沖。在一般情況下,ALE輸入為振蕩器頻率的1/6,可用作外部定時(shí)或時(shí)鐘。然而必須注意在每次訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存貯器時(shí)少一個(gè)ALE脈沖。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào),是外部程序存貯器的讀選通。EA/VPP:訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)控制信號(hào)。EA必須接地從允許從外部程序存貯器0000到FFFFH取指。如EA接VCC,則除非程序計(jì)數(shù)器地址大于0FFFH,器件總是從內(nèi)部程序存貯器取指。(4)、時(shí)鐘XTAL1:內(nèi)部振蕩器外接晶體引腳1。XTAL2:內(nèi)部振蕩器外接晶體引腳2。MCS-51單片機(jī)為40腳雙列直線(xiàn)式結(jié)構(gòu),其

25、引腳排列如下:2、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 在MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展,對(duì)于ROM的單片機(jī)是不可缺少的工作。片外程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作使用不同指令和控制信號(hào),故允許二者的地址重復(fù),片外可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器分別為64K字節(jié)。由于片外程序存儲(chǔ)器與片內(nèi)程序存儲(chǔ)器采用相同的操作指令,所以片內(nèi)、片外程序存儲(chǔ)器的選擇靠硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)EA0時(shí),不論片內(nèi)有無(wú)程序存儲(chǔ)器,片外存儲(chǔ)器的地址可從0000H開(kāi)始設(shè)置(最大可到FFFFH,64K字節(jié),由外擴(kuò)芯片容量決定);但當(dāng)EA1時(shí),前4K字節(jié)地址0000H-0FFFH為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器所有,片外擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器的地址只能從1000H開(kāi)始

26、設(shè)置(最大可到FFFFH,60K字節(jié),由外擴(kuò)芯片容量決定)。程序存儲(chǔ)器有單獨(dú)的地址編號(hào)(0000H-FFFFH),使用單獨(dú)的控制信號(hào)(PSEN控制)和指令(MOVC查表指令)。程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器共用地址總線(xiàn)與數(shù)據(jù)總線(xiàn)。采用線(xiàn)選法而不用地址片選譯碼。3、I/O口的擴(kuò)展 “接口”是微處理器CPU與外界的連接部件(電路),是CPU與外界進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站。“接口技術(shù)”是研究CPU如何與外部世界進(jìn)行最佳耦合與匹配,以實(shí)現(xiàn)雙方高效,可靠地交換信息的一門(mén)技術(shù),它是軟硬件結(jié)合的體現(xiàn),是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵。 按CPU與外界交換信息的要求,一般來(lái)講,接口部件應(yīng)具有如下功能特點(diǎn):(1)、數(shù)據(jù)緩沖功能 接口

27、中一般都設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器或鎖存器,以解決高速CPU和低速外設(shè)之間的矛盾,避免丟失數(shù)據(jù)。另外,這些鎖存器常常有驅(qū)動(dòng)作用。(2)、設(shè)備選擇功能 微機(jī)系統(tǒng)中通常都有多臺(tái)外設(shè),而CPU在同一時(shí)間里只能與一臺(tái)外設(shè)交換信息,這就要借助接口的地址譯碼器對(duì)外設(shè)進(jìn)行尋址。高位地址用于芯片選擇,低位地址用于選擇接口芯片內(nèi)部寄存器或鎖存器,以選定需要與CPU交換信息的外設(shè)。(3)、信號(hào)轉(zhuǎn)換功能 由于外設(shè)所能提供和所需要的各種信號(hào)常常與微機(jī)總線(xiàn)信號(hào)不兼容,因此信號(hào)變換就不可避免,它是接口設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方面。通常遇到的信號(hào)變換包括:信號(hào)電平轉(zhuǎn)換、模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換、串/并和并/串轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)寬度變換及信號(hào)的邏輯關(guān)系和時(shí)序

28、上的配合所要求的變換等。(4)、接受、解釋并執(zhí)行CPU命令的功能 CPU發(fā)往外設(shè)的各種命令都是以代碼的形式先發(fā)到接口電路,再有接口電路解釋后,形成一系列控制信號(hào)送往外設(shè)的。為了實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò),接口電路還必須提供寄存器的“空”或“滿(mǎn)”,外設(shè)的“忙”或“閑”等狀態(tài)信號(hào)。(5)、中斷管理功能 當(dāng)外設(shè)需要及時(shí)得到CPU的服務(wù),例如,在出現(xiàn)故障而要求CU進(jìn)行刻不容緩的處理時(shí),就應(yīng)在接口中設(shè)置中斷控制邏輯,由它完成向CPU提出中斷請(qǐng)求,進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì),接收中斷響應(yīng)信號(hào)以及向CPU提供中斷向量等有關(guān)中斷事物工作。這樣,除了能使CPU實(shí)時(shí)處理緊急情況外,還能使快速CPU與慢速外設(shè)并行工作,從而

29、大大提高CU的效率。(6)、可編程功能 為使接口具有較強(qiáng)的通用性、靈活性和可擴(kuò)充性,現(xiàn)在的接口芯片多數(shù)都是可編程的,這樣在不改變硬件的條件下,只改變驅(qū)動(dòng)程序就可改變接口的工作方式和功能,以適應(yīng)不同的用途。需要說(shuō)明的是:上述功能并非每個(gè)接口芯片都同時(shí)具備,對(duì)不同配置和不同用途的微機(jī)系統(tǒng),其接口芯片的功能及實(shí)現(xiàn)方式有所不同,接口電路的復(fù)雜程度相差甚遠(yuǎn)。 MCS/51共有四個(gè)八位并行口,即P0?P3。對(duì)于8031來(lái)說(shuō),由于無(wú)片內(nèi)ROM,必須在外部擴(kuò)展ROM。這時(shí),需要使用P0、P2口作為地址總線(xiàn)輸出口及數(shù)據(jù)總線(xiàn)口使用。因此,對(duì)于8031,只有P1口及P3口的一部分可提供給用戶(hù)作為I/O口使用,這對(duì)于

30、系統(tǒng)是不夠的,需要進(jìn)行I/O口擴(kuò)展?？删幊蘄/O口的擴(kuò)展 可編程I/O接口芯片電路復(fù)雜,功能較多,可滿(mǎn)足各種應(yīng)用要求。INTEL8155/8255CPU是為8031CPU設(shè)計(jì)的通用I/O接口。4、8255A的外部引線(xiàn)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)(如圖) 8255A是一個(gè)單+5V電源供電,40個(gè)引腳的雙列直插式組件其外部引線(xiàn)如圖所示:作為接口電路的8055A具有面向主機(jī)系統(tǒng)總線(xiàn)和面向外設(shè)兩個(gè)方面的連接能力。它的引腳正是為了滿(mǎn)足這種連接要求而設(shè)置的。(1)面向系統(tǒng)總線(xiàn)的信號(hào)線(xiàn)有: D0?D7:雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。CPU通過(guò)它向8255A發(fā)送命令、數(shù)據(jù);8255A通過(guò)它向CPU回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)。CS:選片信號(hào)線(xiàn),該信號(hào)低電平

31、有效,有系統(tǒng)地址總線(xiàn)經(jīng)I/O地址譯碼器產(chǎn)生。CPU通過(guò)發(fā)高位地址信號(hào)使它變成低電平時(shí),才能對(duì)8255A進(jìn)行讀寫(xiě)操作。當(dāng)CS為高電平時(shí),切斷CPU與芯片的聯(lián)系。A1,A0:芯片內(nèi)部端口地址信號(hào)線(xiàn),與系統(tǒng)地址總線(xiàn)低位相連。該信號(hào)用來(lái)尋址8255A內(nèi)部寄存器。兩位地址,可形成片內(nèi)四個(gè)端口地址。RD:讀信號(hào)線(xiàn),該信號(hào)低電平有效。CPU通過(guò)執(zhí)行IN指令,發(fā)讀信號(hào)將數(shù)據(jù)或狀態(tài)信號(hào)從8255A讀至CPU。WR:寫(xiě)信號(hào)線(xiàn),該信號(hào)低電平有效。CPU通過(guò)執(zhí)行OUT指令,發(fā)寫(xiě)信號(hào),將命令代碼或數(shù)據(jù)寫(xiě)入8255A。RESET:復(fù)位信號(hào)線(xiàn),該信號(hào)高電平有效。它清除控制寄存器并將8255A的A、B、C三個(gè)端口均置為輸入方

32、式;輸出寄存器和狀態(tài)寄存器被復(fù)位,并且屏蔽中斷請(qǐng)求;24條面向外設(shè)的信號(hào)線(xiàn)呈現(xiàn)高阻懸浮狀態(tài)。這種勢(shì)態(tài),一直維持,直到用方式命令才能改變,使其進(jìn)入用戶(hù)所需的工作方式。面向I/O設(shè)備的信號(hào)線(xiàn)有:PA0?PA7:端口A的I/O線(xiàn),與外部連接。PB0?PB7:端口B的I/O線(xiàn)PC0?PC7:端口C的I/O線(xiàn)2A組和B組控制電路: 根據(jù)CPU命令,控制8255工作方式的控制電路,A組控制PA口和PC4-PC7,B組控制PB口和PC0-PC3。3雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器: 這是8255和CPU數(shù)據(jù)總線(xiàn)的接口,CPU和8255之間的命令,數(shù)據(jù)和狀態(tài)的傳送部分是通過(guò)雙向三態(tài)總線(xiàn)緩沖器傳送的,D0-D7接CPU的數(shù)據(jù)

33、總線(xiàn)。4讀/寫(xiě)和控制邏輯: A0、A1、CS為8255的口選擇信號(hào)和片選信號(hào),RD、WR為對(duì)8255的讀/寫(xiě)控制信號(hào),這些信號(hào)線(xiàn)分別和CPU的地址線(xiàn)和讀/寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)相連接,實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)8255的口選擇和數(shù)據(jù)傳送。這些控制信號(hào)的組合可以實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)8255的PA口、PB口、PC口和控制口的尋址。8255的端口尋址如圖所示。 5、8279芯片的接口引線(xiàn) 圖為該芯片的引腳圖。40個(gè)引腳除+5V電源接線(xiàn)和地線(xiàn)外,依功能分為三組:與CPU的接口連線(xiàn)、與鍵盤(pán)的接口線(xiàn)以及與顯示器的接口線(xiàn)。 1、與CPU的接口線(xiàn)D0?D7:雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn)。CPU通過(guò)這組接線(xiàn)向芯片寫(xiě)入工作方式控制命令字和顯示輸出得數(shù)據(jù),讀回芯片的

34、工作狀態(tài)和鍵盤(pán)編碼。CS:片選輸入線(xiàn)。低電平允許對(duì)芯片的讀、寫(xiě)操作。A0:地址碼最低位輸入線(xiàn)。低電平選中片內(nèi)數(shù)據(jù)寄存器,高電平選中片內(nèi)命令和狀態(tài)寄存器RD、WD:讀寫(xiě)控制。分別控制數(shù)據(jù)命令和狀態(tài)的讀、寫(xiě)。RESET:復(fù)位輸入線(xiàn)及CLK(時(shí)鐘線(xiàn),系統(tǒng)送入時(shí)鐘作芯片內(nèi)部定時(shí))。與鍵盤(pán)的接口線(xiàn)SL0?SL3:掃描信號(hào)線(xiàn),用作鍵盤(pán)的行掃描信號(hào),以及數(shù)碼顯示器的位選信號(hào)?？删幊淌剐酒ぷ髟诰幋a方式或譯碼方式,前者按SL0?SL34位編碼器輸出16位編碼正脈沖,后者按SL0?SL3順序輸出負(fù)脈沖,按編程的時(shí)鐘頻率周而復(fù)始地輸出。RL0?RL3:回饋信號(hào)輸入線(xiàn),與鍵盤(pán)的列線(xiàn)相連。當(dāng)芯片輸出行掃描信號(hào)時(shí),芯片

35、自動(dòng)接受這列線(xiàn)回饋信號(hào)。當(dāng)有按鍵按下時(shí),經(jīng)約10ms消顫處理,被按下的鍵所在的列輸出低電平信號(hào),其他列輸出高電平。SHIFT,CNTL/STB:位移,控制/選通輸入方式信號(hào)線(xiàn)。加上此兩線(xiàn)的4種編碼,鍵定譯碼可達(dá)256個(gè)。在選通輸入方式時(shí),CNTL/STB線(xiàn)用作數(shù)據(jù)送入FIFO的選通線(xiàn)。與數(shù)碼顯示器的接口線(xiàn)SL0?SL3掃描信號(hào)線(xiàn)也是數(shù)碼顯示器的位選信號(hào)線(xiàn)。初此以外還有:OA0?OA3,OB0?OB3:數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示器的段碼從這兩組線(xiàn)輸出,他們與位選線(xiàn)SL0?SL3同步,實(shí)現(xiàn)分時(shí)數(shù)據(jù)顯示。芯片內(nèi)部有一個(gè)16字節(jié)的顯示存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)欲顯示的段碼,最大可支持16位數(shù)碼顯示。BD:消隱信號(hào)線(xiàn)。此輸

36、出信號(hào)用來(lái)在顯示數(shù)據(jù)切換時(shí)進(jìn)行消隱,以免顯示跳動(dòng),此信號(hào)也可有消隱命令產(chǎn)生。 PC0?PC7:端口C的輸入輸出線(xiàn)這24根信號(hào)線(xiàn)均可用來(lái)連接I/O設(shè)備,通過(guò)它們可以傳送數(shù)字量信息或開(kāi)關(guān)量信息。下圖是用8279作8031的鍵盤(pán)/顯示器接口的邏輯圖。 在圖中的數(shù)碼管U11?U18是共陽(yáng)型的LED數(shù)碼管。8279的DB0?DB7與8031的P0口連接,A0是由U3,74LS373鎖存器提供。CLK與ALE連接,如果8031的時(shí)鐘是6MHz的話(huà),那么CLK的頻率將是1MHz。IRQ通過(guò)一個(gè)反向器與INT1連接以申請(qǐng)中斷。RD,WR相連接。這里,片選CS采用線(xiàn)選方式,通過(guò)一個(gè)反相器與P2.5連接,因此該8

37、279的數(shù)據(jù)口地址是2000H,控制口地址是2001H。但在外設(shè)接口較多的應(yīng)用系統(tǒng)里,接口地址應(yīng)當(dāng)由譯碼器提供。 8279的A組輸出OUTA0?3和B組輸出OUTB0?3合并使用,通過(guò)U4,74LS244八個(gè)同相三態(tài)驅(qū)動(dòng)器,作為L(zhǎng)ED數(shù)碼管的段驅(qū)動(dòng)。掃描線(xiàn)SL2?SL0按編碼掃描鍵盤(pán)方式工作,U5,74LS138三一八譯碼器,作為它的外接譯碼器,可以擴(kuò)展出8條鍵盤(pán)矩陣的行線(xiàn)。在本圖中,工接有64個(gè)鍵。同時(shí),該8條線(xiàn)還通過(guò)U7?U10,4個(gè)75452雙與非驅(qū)動(dòng)器,作為數(shù)碼管U11?U18的位掃描驅(qū)動(dòng)。RL0?RL7回復(fù)線(xiàn)作為鍵盤(pán)矩陣的列線(xiàn)。另外,還在SHIFT和CNTL/STB腳上設(shè)計(jì)了兩個(gè)開(kāi)關(guān)

38、,在它們的配合下這64個(gè)鍵可以得到64×4256個(gè)功能。 8279自動(dòng)完成鍵盤(pán)掃描和數(shù)碼管掃描顯示的工作,分擔(dān)了CPU的巨大工作量,它掃描鍵盤(pán)的原理是這樣的:由于RL0?RL7回復(fù)線(xiàn)內(nèi)部具有上拉電阻,因此,它作為鍵盤(pán)矩陣的列線(xiàn)時(shí),如果沒(méi)有鍵按下則RL0?RL7芯片所接受到的信息都是“1”。在本圖中,鍵矩陣的行線(xiàn)由SL2?SL0的外譯碼器驅(qū)動(dòng),即在74LS138的輸出線(xiàn)Y0?Y7中每個(gè)掃描節(jié)拍只有一根線(xiàn)輸出“0”。假設(shè)某掃描節(jié)拍LS2?SL0是000的話(huà),那么Y00,這時(shí)只有0?7號(hào)鍵中的某個(gè)鍵被按下時(shí)才能使RL0?RL7的相應(yīng)回復(fù)線(xiàn)狀態(tài)為“0”。即SL2?SL0的狀態(tài)變化是該鍵的行碼

39、,而RL0?RL7的狀態(tài)是該鍵的列碼。隨著LS2?SL0的狀態(tài)變化,74LS138的輸出線(xiàn)Y0?Y7也依次逐個(gè)的變低,在RL0?RL7回復(fù)線(xiàn)的配合下,就逐行地把所有的鍵的狀態(tài)都掃描了。為了克服機(jī)械接觸式鍵盤(pán)的接觸顫動(dòng),芯片考慮了10.3ms的消顫時(shí)間。利用鍵矩陣的行線(xiàn),又構(gòu)成了數(shù)碼管的掃描顯示。行輸出線(xiàn)Y0-Y7通過(guò)與非驅(qū)動(dòng)器(75452)依次逐個(gè)地選通每位數(shù)碼管,在OUTA0-3和OUTB0-3輸出的字行碼的同步配合下,就把要顯示的數(shù)字和符號(hào)顯示出來(lái)了。在掃描鍵盤(pán)方式中,輸入到FIFO RAM 的字符格式如下: 三、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)(一)、 概論 脈沖輸入時(shí),將脈沖分配給各組繞組,因其功率很小

40、,電壓幅度不足5V,電流為mA級(jí),必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器將信號(hào)電流放大到若干安培,才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),實(shí)際上電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)功率放大器。驅(qū)動(dòng)器要求失真小,有較好的前沿和足夠的幅度。本系統(tǒng)采用55BF003型和70BF003型步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置,它是受脈沖信號(hào)進(jìn)行控制,微安級(jí)信號(hào)進(jìn)行控制,若想使27V,5A的步進(jìn)電機(jī)達(dá)到需要的額外狀態(tài),只靠微機(jī)8255控制作用不可能提供步進(jìn)電機(jī)需要的輸出功率,因此必須有額外的功率驅(qū)動(dòng)電路,步進(jìn)電機(jī)與控制系統(tǒng),功率驅(qū)動(dòng)電路組成一體構(gòu)成了步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如圖: 步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)主框圖(二)、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)及說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)和分配系統(tǒng)中采用匯編語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)的,所以采用三

41、級(jí)管進(jìn)行電流放大。下面是功率驅(qū)動(dòng)電動(dòng)硬件進(jìn)行說(shuō)明。高低壓驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示: 驅(qū)動(dòng)電路圖1、驅(qū)動(dòng)電路原理: La繞組的高低壓驅(qū)動(dòng)電路,脈沖變壓器Tp組成高壓控制電路,無(wú)脈沖輸出時(shí),T1,T2,T3,T4,均截止,電機(jī)繞組La中無(wú)電流通過(guò),電機(jī)不轉(zhuǎn),有脈沖輸入時(shí),T1, T2, T4,飽和導(dǎo)通,在T2由截止到飽和期間,其集電極電流也就是脈沖變壓器的初級(jí)電流急速增加,在變壓器次級(jí)感生一個(gè)電壓,使T3導(dǎo)通,80V高壓經(jīng)高壓管T3加到繞組La上使電流迅速上升,約經(jīng)數(shù)百微秒,當(dāng)T2進(jìn)入穩(wěn)壓狀態(tài)后,Tp初級(jí)電流暫時(shí)恒定,次級(jí)的感應(yīng)電壓降到0,T3截止,這時(shí)12V低壓電流經(jīng)D2加到繞組La上,維持La中的電

42、流為恒定值。輸入脈沖結(jié)束后,T1,T2,T3,T4,又均截止,儲(chǔ)存在La中的能量通過(guò)18的電阻和二極管泄放,18的電阻的作用是減小放電回路的時(shí)間常數(shù),改善電流波形后沿,由于采用高低壓驅(qū)動(dòng),電流增長(zhǎng)快,電機(jī)的力矩和運(yùn)行頻率都得到改善。 高低壓驅(qū)動(dòng)電路,采用四個(gè)三極管,線(xiàn)路比較簡(jiǎn)單,工作穩(wěn)定實(shí)用性強(qiáng),它具有以下特點(diǎn):a本回路采用兩種電源供電80V12Vb驅(qū)動(dòng)電路采用了三級(jí)放大,使電路合理,穩(wěn)定性好。 c由于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì),使電流波形頂部下凹,使平均電流下降,轉(zhuǎn)矩下降。2、驅(qū)動(dòng)電路源部分 由于驅(qū)動(dòng)電路需要直恒流27V穩(wěn)定電壓,才能保證機(jī)構(gòu)的工作穩(wěn)定性,根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路中步進(jìn)電機(jī)滿(mǎn)足電流在3A以上

43、,故自行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)壓電源。具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示:驅(qū)動(dòng)電路的穩(wěn)壓圖 工作原理:由變壓器輸出+30V電壓,由于為恒流電壓,所以最大值在30-32V之間,大于30V電壓,經(jīng)過(guò)7824將電壓將為24V,又因?yàn)?824工作電流很小,所以TIP147進(jìn)行擴(kuò)大后經(jīng)過(guò)電阻提壓為27V,再同樣經(jīng)過(guò)7815后電壓為15V,經(jīng)電阻分壓降為+6V,由穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定后,在經(jīng)過(guò)7805把電壓穩(wěn)定在5V。電容器的選取: 電容C采用極性電容器,主要是因?yàn)槲覀円呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟?第一步已將雙向變換電壓變?yōu)閱蜗虿▌?dòng)電壓,所以電容器另一端始終處于低電位,但也不排除電流橋會(huì)有漏電流的可能。通過(guò)電容這一步,便可使這一小部分漏過(guò)來(lái)

44、的的反向電壓被截止并消除掉。因?yàn)殡娙荼旧韺?duì)電壓有滯后作用,其作用可用下圖示明:濾波后電壓波形電容值越大,濾波的效果會(huì)越好,但電容值過(guò)大也會(huì)使電容兩端電壓值偏低,所以我們選用了電容值為4.9mF的極性電容。四、控制面板 本次設(shè)計(jì)所采用的是由南京利德運(yùn)動(dòng)控制工程 提供的LD系列機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)為L(zhǎng)D-15M型(一)、外部接線(xiàn)圖如下: (二)、控制面板圖如下:第五章、自動(dòng)涂膠機(jī)執(zhí)行程序設(shè)計(jì)(一)、涂膠軌跡的確定密封圈涂膠軌跡如圖所示:(二)、涂膠的程序框圖如下:框圖的說(shuō)明:涂膠過(guò)程中,需要保證膠棒內(nèi)有足夠的膠為下一工件能夠涂完為止,所以設(shè)計(jì)了膠棒內(nèi)膠量不足的報(bào)警子程序。每一工件涂完膠后提醒工人換件,這樣就可以節(jié)省不必要的時(shí)間,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。 詳細(xì)圖見(jiàn)圖紙第六章 結(jié)論 1、此次設(shè)計(jì)的涂膠機(jī)體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,有利于它的通用性。 2、此次設(shè)計(jì)的自動(dòng)涂膠機(jī)完全脫離了手工涂膠,實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)涂膠