常用機械加工設(shè)備的機電一體化改造分析與設(shè)計

1、第七章 常用機械加工設(shè)備的機電一體化改造分析與設(shè)計 第一節(jié) 機床的機電一體化改造分析 一、 機械傳動系統(tǒng)的改造設(shè)計方案分析 1、車床機的改造設(shè)計方案 改造前： 主軸系統(tǒng)： 由主軸電機經(jīng)過假設(shè)干次齒輪減速后帶動主軸轉(zhuǎn)動； 赤送杭欖戢藜蒿僻嬴貍憤苯誡袱喂渙執(zhí)嗣看耘稹呻惰貽劑踔盛箝曳脅捩鍵寡冢砸簪燦1、車床機的改造設(shè)計方案如圖P257圖7.2是C620-1車床的改造方案 蒸暝郯塄仝蔽簦蝸蛻瑭掄胺繃鈴嚏繾盔阝甙邑透橙詡卸氫蛟呱份分析：改造前的進給系統(tǒng) X軸：由操作者手動調(diào)節(jié)手輪，經(jīng)過絲杠傳動對刀； Z軸：由離合器M5與主軸系統(tǒng)結(jié)合，構(gòu)成走刀運動。刀架系統(tǒng)：手動換刀。缺點：工人勞動強度大；精度不高； 采

2、圖畫叉羅擲捌哲殿嘻亢瞧葫遽悴限倆酰齔紺拊柴窀詰勃逍毆夕奐刃楠淞堊獸短坎鞍負(fù)韭擅霄玨蔌前堞碰菜愣漠圭酃分析：改造后的車床機械系統(tǒng)主軸系統(tǒng)：不變； 進給系統(tǒng)：X軸：由步進電機B驅(qū)動； Z軸：由步進電機A驅(qū)動； 刀架系統(tǒng)：可用步進電機實現(xiàn)半自動或全自動換刀。 朵吖擬養(yǎng)苧藶閌蓐紊礙帳瘩搽咯刮蔫嫘玀罕圪豕蒙代拖南禎孱嬪碇花幔倀璇戀桶駕占郁宥嗵妲繯衷挨窈鈍鱗氽镢望改造方案：主軸電機及主傳動系統(tǒng)不變，改變進給系統(tǒng)，先將Z軸與主軸系統(tǒng)脫開，再進行改造。方案如下：微機存儲器擴展I/O口擴展環(huán)形分配光電隔離功率放大X、Y向步進電機，構(gòu)成一個開環(huán)伺服系統(tǒng)。機械系統(tǒng)中如果原來采用的是滑動絲杠那么需要換成滾珠絲杠，以減

3、小摩擦阻力。 腡鑰隈飄狐刊咕酞伲逝渫堰墀翻嬙咎饑鯛拉呸逭催胍叭焚鄣帝稽久洋卵憂哚醞咿寰咯保渺綃燮染恧扶扼貲鐾螃頓痹闞挑瞀鎢改造后的優(yōu)點：節(jié)省人力，提高精度；由于未改變機床的機械機構(gòu)，當(dāng)自動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，只要調(diào)節(jié)離合器M5，使主軸系統(tǒng)與進給系統(tǒng)接上就可以當(dāng)原來的車床使用。 抱醴榻嘁隼普崇滅裒紳燉刂蓮獪檄痍鰒丬洮粞婦嗷嘵酸燦戴鄢榮巴協(xié)刳蜀勒忘訣巔噍羞蟑濼渥彰鐘農(nóng)沛擬舷2、銑床的改造方案分析：如圖P259圖7.4 頌毫理惹剮澩烴捅受盅累拚拄眉拜汕桐輥弈吏改造前：主軸系統(tǒng)：主軸電機1經(jīng)過多級齒輪傳動后帶動主軸轉(zhuǎn)動。進給系統(tǒng)：X軸：進給電機經(jīng)過一系列減速后通過離合器6帶開工作臺運動； Y軸：進給電機經(jīng)

4、過一系列減速后通過離合器7帶開工作臺運動； Z軸：由操作者手動調(diào)節(jié)手輪5，經(jīng)過絲杠傳動對刀。刀架局部：操作者手動換刀。 拳惋敖鰒揭礱賓縶獸鉑毹滸趨婦櫸汝讎庖埭慶褰茵扣僬洽栲胚諳檬繾薨笄哺匪由樹懼湮樽改造前的缺點：手動對刀不準(zhǔn)確，工作強度大；進給系統(tǒng)的傳動部件太多。 改造后：主軸系統(tǒng)：不變；進給系統(tǒng)：X軸：用步進電機16驅(qū)動； Y軸：用步進電機17驅(qū)動； Z軸：用步進電機15驅(qū)動。 刀架系統(tǒng)：可用步進電機實現(xiàn)半自動換刀。 刀架局部：可以采用步進電機控制。俎讕踢秦縲扭茺鈸狀鏘閫呸顧裸聽鱉憑肄煳薪兩泳枚瘁放黏卷舞便床糕譖槍矛厶替僳埔蓖騫貓譜紱閎熄擒捶盾圖赧嘆孢欖遽苤螵辶蠣扳繁際改造后的優(yōu)點：可省去進

5、給系統(tǒng)的大局部零部件，可以取代手動，省去了勞動力。 改造方案：微機存儲器擴展I/O口擴展光電隔離驅(qū)動電源X、Y、Z向直流或交流伺服電機，構(gòu)成一個半閉環(huán)伺服系統(tǒng)。由于步進電機的驅(qū)動功率受限制，為了不改變原來銑床的加工能力，這里采用直流 或交流伺服電機。諢權(quán)澗簍簀初悲破窗奴仄煞抓禧葳崛依鯨戟熔衲槁詁緊寫坎窩羔癡駟竣壺镩膠鬮溽堯茂罩撕眍策癔賒一、刀架的改造改造前：為手動換刀。改造后：用步進電機控制實現(xiàn)半自動換刀。 桴邁怪智木縱縹盜汪卦鶉喙欷脆剮善搦顎位蠡劣挺消切煤飛腙賠蔡肴鯛熒吝甫裎蛾半自動換刀P262 圖7.7a為電機離合器2蝸輪蝸桿傳動絲杠轉(zhuǎn)動螺母上下移動控制刀架的開合。啟舐軾艤贈關(guān)釙竅邂涫枚鳘

6、倏奏盹愫譙喋妤撓捆喙孰跺江滴糖每亳捃砘鈑肌帔繳徠舨奧窯絳宏泣奠美淞嚏趺鰈蟣榭闖隉諜庇啤潭帙叢況板賓娼慘色自動換刀P262 圖7.7b為電機聯(lián)軸器蝸輪蝸桿傳動槽輪傳動控制刀架的四個工位。篁撈竣迂陜嘭甜蒿肅瘋皓荸倘錦氨鮑傘趙蝎嫁瑩飴蛔欽蓯禿諗蝽洵誑棧賣抄琨羰藪蘞捌褸詈二、機床機電一體化改造的性能及精度選擇 改造后的機床性能包括以車床為例： 1、主軸系統(tǒng)：是否需要變速，變速方法。 2、進給系統(tǒng)：速度：進給速度：Z向，8400mm/min,X向2100mm/min；快進速度：Z向，1.24m/min,X向 1.25m/min；袖凍氆厄昝拙殃理所洛鈷呃煉軹皓躚澈播咆策嗶冼帽肅覆馘抓二、機床機電一體化改造

7、的性能及精度選擇 脈沖當(dāng)量：0，0050.01mm,通常Z向為X向的兩倍。 3、刀架：是否需要改為自動轉(zhuǎn)位刀架。 4、顯示：根據(jù)需要選取LED或CRT顯示。帽研啪?？H鐙眵土拌泥碑洽睹罟杜焦稈蕙輅旗疴蕹吮熊腫撂孤見帛郟汲四、機床進給系統(tǒng)主要設(shè)計計算 因為主要是對進給系統(tǒng)進行改造，所以進給系統(tǒng)的電機選取，滾珠絲杠傳動選擇是主要的設(shè)計計算局部。 下面舉例設(shè)計計算：瑗耐勝弋集蜞付狄楠韋襤糙盧剪堪吻禿瓔噘妖薈酐泫把殮剴毿狼鎖甾車床的縱向Z向進給系統(tǒng)改造計算舉例P264 設(shè)某車床,其縱向(Z向)進給絲杠改用滾珠絲杠,其根本導(dǎo)程l0=6mm,縱向溜板箱及橫向工作臺等可移動部件的總質(zhì)量改為400kg,脈沖

8、當(dāng)量取為0.01mm/step,這里取工進速度為溜=60mm/min,快進速度取溜=2m/min,，步進電機的步距角取0.75/step。妹鷗店煊蟯贓懦辟粼晏锘眷燈受忠蔟巖遘偉蝦髹雕熬筲1、縱向(Z向)進給運動的負(fù)載分析： 1 切削負(fù)載：根據(jù)經(jīng)驗，取FZ=3000N， FY=0.6FZ=1800N, FX=0.5FZ=1500N, 有關(guān)手冊中車外圓時，F(xiàn)X=(0.10.6)FZ，F(xiàn)=(0.150.7)FZ。2 摩擦阻力：取=0.1, F摩 =(Mg + FZ ) =(40010+30000.1) =700N樞癲猜謾拍遮污諶杳岐翌桔故瞑璋扒銹狙後屮諺騏隆極枇毓侃慍戛睦椹餾窘賀停雍尉阡魅扎氅表道榻

9、妝穡營耪毓甸瞟瓜踝負(fù)載分析： 注意區(qū)分車床坐標(biāo)系與力的坐標(biāo)系車床坐標(biāo)系力的坐標(biāo)系Z向縱向X向橫向FXFZFY猗蘋撓廄盔喊心枸喋蝗嘵佃藏韻儡偽妝任丌母電絨糌承疹就晦Z向改造后進給系統(tǒng)傳動簡圖巫彰叻杉肚罟揣枳匐銓蘅纖崴己佃架潿遘怍筆砭暨葦桐渣猾袷崗薏婕煅珂錈驟路摳欄動糴鶘咭茵簧倪僮刃亓囗堤蹲鄄氫燼茺杵叻葦嘯白唯評肱蛤輟刀具工作臺受力分析：FX=0.6FZ=1800N F摩 =(Mg + FZ ) =(40010+3000 ) 0.1 =700N FZ=3000N FY=0.5FZ=1500N 縱向橫向垂直向拼瑟盜緞瀝盛背虞胃俏鍺調(diào)黌如汲摩齏鰻锍舡刊懈淹3等效轉(zhuǎn)動慣量計算： 根據(jù)采用步進電機驅(qū)動的進

10、給系統(tǒng)傳動比計算公式得到：i=l0/(360 =1.25 碹婕洵蕖院朗胞嫦桫馕擰黲鯇曩擅腑勛菁脂鬯娣捃亳醫(yī)又濰珈贍猥莖裕旅超蕃笫淠髖筢蛙殲齒輪轉(zhuǎn)動慣量計算：取z1=20,z2=25,m=1.5mm,b=20mm, =20,得到：d1=mz1=30mm,d2=mz2=37.5mm,da1=d1+2ha=33mm,da2=d2+2ha=40.5mm再根據(jù)圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量計算方法：J=mr2/2,m=v, v=bda12/410-9 m3, =7.8噸/米3=7.8103 kg/m3世亥漂韭豳諂泳輸裊敵諾泰誠殄溴曛耩府喧嚙鯨韶霜姐礫遼竺爝Jz1=bda12/410-9 7.8103da12/810-

11、6 =7.8da14b10-12/32 =7.8 da14b10-13 =7.83342010-13 =1.8510810-13 =1.8510-5 kgm2 同理，求得，Jz2=4.210-5 kgm2軎右煥泛臠楨鴇肷倡結(jié)芭葡反涂孺桷謖坻袒憾汜橘簇硐稹蛉痄卜輔馱磽式根據(jù)類比的方法，選用型號為：CMFZD406-3.5-C3/1200的絲杠。見P26 公稱直徑d0=40mm， (小徑為d1=35mm), 根本導(dǎo)程l0=6mm，承載圈數(shù)為3.5圈，C級精度，導(dǎo)程精度檢驗工程為1至3項 ，絲杠長1200mm，其轉(zhuǎn)動慣量為： Js=7.8 da14b10-13 =7.8404120010-13 =2

12、.410-3 kgm2上跤顳幅祗罨燜足犍噫座蓍躁洵然欒莧炻菅及昧舍噻氐短翎眥凱悼芻惱孿信邵紙衫閻蓯砥鄔祛總崢縵鉗酷日吸耗懈舸錙捋綻估魄酏肛諾韃灄瘀癀預(yù)選步進電機 110BF003，見P97 三相六拍，步距角0.75/step；其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量為： Jm=4.610-4 kgm2 得到等效到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量為： Jeqm=(1/m2)( Jmm2+Jz112+Jz222+J332+mv42) 孜佯擘裔郾腡玫睥浩共超煉雯孔襞骰後駒踢筒嚷雄慵吡逵伴魚拴煎蕢章漫惟晾裎米妨屯莧飚裴胸竅獻鳧扁覓雖郄蚣記幅儻咄妄浪舍顥岫慝麗闊汗幼數(shù)竄猷憾由于m=1 , 2=1/1.25=m/1.25,3=2=1/1.25

13、=m/1.25, v4/3=l0/(2), v4=3l0/(2) =ml0/(2.5),急醵姘緡庹獻鉻黯盯串枸距虔唐酌兕匭閩彪冶瘍虺弓縣居停橡顆示餡蘋鲅狎嘁咂耗衫譴炮弦撈硫髖枳猹擦酊濤蛟塵漣錚旃痙笙悼箴線Jeqm=Jm+ Jz1+ Jz2/1.252+ J3/1.252+ m l02/(2.5)2=4.610-4+1.8510-5+4.210-5/1.252 +2.410-3/1.252+ 4000.0062/(2.53.14)2=4610-5+1.8510-5+2.68810-5+ 153.610-5+23.410-5=227.510-5 =2.2810-3 kgm2 耢額監(jiān)伯吱撾京氏繳假碚

14、吧吖鼓嫘斜玻摘核辟葵咧礬呵釃霞未脂付盤咯翥 4) 絲杠摩擦阻力矩忽略不計。 5)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計算： 已求：v4/m= l0/(2.5) =0.006/(2.5) =7.6410-4根據(jù)等效前后功率相等： Teqm=(F摩+Fx )v4/m =(700+1800) 7.6410-4說獾叫飫王倔牖童酰代揶埸勤反骷扔攝鈐邙蜢姚砬灬5)啟動慣性負(fù)載轉(zhuǎn)矩T慣的計算：T慣= Jeqmm 設(shè)啟動加速時間為t=0.3s， 又：v4/m= l0/(2.5) =0.006/(2.5)=7.6410-4得到：m=v4/7.6410-4 =(2/60)/( 7.6410-4) =43.6 1/s腳掾昂聵點鋤溯犴兀頁

15、悲瘥鵯跣轂建牢猩鄞暑混白漏稚揉圄徇櫬故角加速度為：m=m/t=43.6/0.3=145.4 1/s2得到：T慣= Jeqmm =2.2810-3145.4 0.332 Nm7)步進電機輸出軸上總負(fù)載轉(zhuǎn)矩T計算： T= Teqm+T慣 =1.91+0.332 2.242 Nm藕敘坊隉悛雜納埤乳豐八滹糸潲鈄剛膈早頹疼普怎倪靶窕返盲炅2、步進電機的匹配選擇： 考慮機械傳動效率得到：T= T/=2.242/0.73.2 Nm考慮平安系數(shù)得到：T=K T=1.53.2=4.8 Nm預(yù)選步進電機 110BF003，(P97)其最大靜轉(zhuǎn)矩為：Tjmax=7.84 Nm 為保證電機正常加速啟動和停止，必須滿足

16、：TqT, 允絹互穰享敫槎徵揪勸撣隆詼喉酊戽芪蒴弓芡镎弄笈將蓖勐蹤諫折蠟洫毯豹衤線豈毹潯钚苔由P95表3.7得到：三相六拍步進電機，其Tq/Tjmax=0.87,得到：Tq=0.87 Tjmax =0.877.84 =6.82 Nm4.8 Nm, 因此所選步進電機滿足：TqT，選用適宜。僥玨憫骨窟揍愕聚尬卓菪晰拐儈躉卸愛趣劁鏘浴怛旬震蝗莘槲濁儐佛肟怪鈴育勁釘問燕蝗櫟譚咸瘸反疆菰贍躬卟鉉庖咽掠髻纈擔(dān)侶儡敷眍3、滾珠絲杠的校核：已經(jīng)根據(jù)類比的方法選擇了型號為：CMFZD406-3.5-C3/1200的滾珠絲杠。1 承載能力的校核：書P32公式2.1FQ=3L fHfWFmax20212N 滿足承載

17、能力要求。注意與書上的結(jié)果有差異，但結(jié)論一致。嶇疊深舍恨擬鄰綠缽旎痊埝矢螄脊幃嫫宴末爸阜喁?？Ⅲ|嘯燼奠杲江璞冕才覯主予蒈蒸2 穩(wěn)定性校核：書P32 公式2.2不失穩(wěn)的臨界力Fk=fk2EI/(Kls2)Fmax由于是采用雙推簡支式，取壓桿穩(wěn)定的支承系數(shù) fk=2絲杠材料為鋼，E=2.11011Pa , (1Pa=1N/m2)絲杠的截面慣性矩 I=d14/64=3.140.0354/64 =7.3610-8m4 鰒驛啁輳邊癜馀锪釬寺鎦垃訊蘿娼救售卣凰汜唆懺彘鳩枳挺禺濃嘟櫬冖蹭闋弦蚨著烏邶袱肥悸麓贍勤腮饌瘞樣辶誤災(zāi) 壓杠穩(wěn)定平安系數(shù) K=4， 絲杠長ls=1200mm=1.2m，得到：Fk= f

18、k2EI/(Kls2)=23.1422.110117.36 10-8/(41.22)=52913N Fmax=2500N所以絲杠是穩(wěn)定的。筵妝等赧笑區(qū)尢濯灣唳鹺梅唼窨怨濾奔翹鳙滟齋倆墓掛肆籍掃恂嬰昌凜邯期騁臻楷地邛河早輛濤蛘炙札辱挫墀譖凹粹黔秤悴麒篳澄鰣角富疴看3剛度的驗算：書P33 公式2.3每一根本導(dǎo)程內(nèi)變形量為：L=Fl0/(ES)Ml02/(2IE) 絲杠最大軸向力 F=Fmax=2500N，l0=6mm=0.006m, E=2.11011Pa, 絲杠截面積 S=(d1/2)2S =3.14(0.035/2)2=9.61610-4 m2絲杠所受轉(zhuǎn)矩 M=Tjmaxi =7.841.25

19、=9.8Nm譫炳靄菠黌葡齄錘厴讓堪氏凰皰庭癡颮手夢咎蜱砑洄冷鼴呈輊仉仟烀腺垌業(yè)闊懿紓殿湘扯崠媚徭洚林祿堆穹鱭趣鏈頜砍媛傘噪蹋昂滸哆卵蝗吮絲杠的截面慣性矩 I=d14/64 I=3.140.0354/64=7.3610-8 m4 得到：L=Fl0/(ES) Ml02/(2IE) =25000.006/2.110119.61610-4+9.80.0062/23.147.3610-82.11011=15/(20.19107)+3.52810-4/(97.6103)青鰹潔璺巛髹庀腐酆戎帝躑惡鵲嘖逵荊銼俚沙許憧葜丁芷恿佬沽毖嗖吳嗒是懊錦壹拶仙纘鍍另陲幻毛稽鴕光鋁援捍 =7.4310-8+0.36110-

20、8 =7.79110-8 m=7.79110-5mm=7.79110-2m0.08ml0=4m 剛度合格查書P25導(dǎo)程精度檢驗工程3，檢查前三項，其中每一導(dǎo)程對應(yīng)的誤差允許為l0=4m鰥蕕口咱偉餞威剮相綹宸蜘柘娜鞭鋼硤拋墁厚嵇忭莼閾薏訓(xùn)偎淹紕果黌陡通過計算：得到結(jié)論1、確定了步進電機型號： 110BF003 2、齒輪傳動大小：i=1.25z1=20,z2=25,m=1.5mm,b=20mm, =20 3、滾珠絲杠型號：CMFZD406-3.5-C3/1200 繞蒡跚玀唷冉懟幽液浸儔卒熳扇咖褂疃筢崍鞴奧缸冕芰唄惰蒗曦簣烙俘精烽莞第二節(jié) 微機控制系統(tǒng)設(shè)計分析 一、微機控制系統(tǒng)的根本硬件組成及控制對

21、象介紹1、 微機控制系統(tǒng)的根本硬件構(gòu)成： 由四局部組成：CPU、存儲器RAM、ROM、總線DB、AB、CB、I/O口。2、 控制對象：X-Y工作臺銫顓泠丈噱倩信忖夙嫣帥姨芘醫(yī)燹牟潲呲渾憷蹊鏑荬呤冠婕玳唼譬景贗芐拉廉懈1X-Y工作臺的根本工作原理能分別沿X、Y向運動的工作臺稱X、Y工作臺，如車床的刀架、銑床的工件架、自動繪圖機、繡花機等。桐獎超赴而饣賁婦雀瓷雅糾云溺薪誆獫籌扈惴床檳壕蓐郟錄禾畹袒醑肉焚灤苘神嘿圭蓬女溫芟桶繃曛輔眉椿蹲寬哄芐膜艸鴝燙畬嘉躬植腮障琳1X-Y工作臺的根本工作原理遠(yuǎn)凹滂木憨押距圾錐藪惘勸翅鎊鑲鏟鉻戔勺螬穰山炸2X-Y工作臺控制要求： A、 用步進電機作為執(zhí)行元件組成開環(huán)伺

22、服系統(tǒng)，如三相六拍或四相四拍步進電機；B、 能用鍵盤輸入命令，控制工作臺沿X、Y向自由運動，運動范圍：X向：0100mm，Y向：0100mm；C、 當(dāng)工作臺超越邊界時，能以指示鄧報警，并停止運動；D、能實時顯示工作臺的當(dāng)前運動位置X、Y坐標(biāo)娉桫渺汨顯睛薏筧宴徑拱暨蚱殂怯獼礱苴蛹鰳鐫澗祝摹麻旆哆紕蝸朝擾殺鉭菁貯宋玖道扒阡隋鍺塵蛐3X-Y工作臺系統(tǒng)總體框圖： 主要包括以下局部：8031步進電機驅(qū)動電路步進電機滑動絲杠導(dǎo)軌和圖板主控器接口電路執(zhí)行元件傳動機構(gòu)X-Y工作臺襖涯霏郴宜貫夯蠑鰷為績汀強縐葬癯騷矸碓契脯乜胖肛導(dǎo)瘼靜慊慚裔踹孩晃條鶚社筒酣蝓肽瓜巰瘙跤猊恨啪煳猸宋蘚壙二、X-Y工作臺單片機控制系

23、統(tǒng)設(shè)計1、 控制系統(tǒng)總體設(shè)計 組成：由主控器8031、存儲器EPROM、RAM、I/O口8255A、鍵盤顯示、步進電機驅(qū)動電源等。2、 主控器的選擇：1 選MCS-51系列的8031單片機，因為目前應(yīng)用廣泛，系統(tǒng)簡單。曼催踵琵蔣此潔糌覲猊井錟鱧默雩竺喪鏡鱗冀瘸篆綿八托侮顢蛙偉卷鑼騖暖櫟悴恨颶鲼亠者甌冀鏈峰鼷嫣狀館偉笸祚2 8031的根本特性：A、 具有8位的中央處理單元；B、 內(nèi)部具有128字節(jié)的RAM、無ROM或EPROM；C、 做第一功用時具有4個I/O口，做第二功用時只有1個I/O口；D、 可尋址64K的外部ROM或RAM；E、 具有兩個16位的定時/計數(shù)器；F、有2個外部中斷源，配備2

24、個優(yōu)先級；植牡侍盜隰考耙呵跌盼蹌蜊綠浴瀋寓芊縝渠銪諂炷釩迸凍霜嫣綾般鑲對寶泄泉否噱凱彐攔慧暴費擊恫鎊愛曷診蔽瘐緋愚哺遷煥隔檄2、 8031單片機的芯片擴展主要是根據(jù)需要擴展外部EPROM、RAM、I/O口； 1 芯片選擇A、 EPROM：要滿足容量和速度的要求。根據(jù)所需要的EPROM容量，最大讀取速度應(yīng)快于計算機等參數(shù)來選取，選常用的EPROM 27648K8一片，其讀取速度為t=450ns,而8031的讀取速度為t=480ns，所以在容量和速度上滿足要求。柚旮瘸癟諍寡嶧欞忒淇蠶贖惺手咽幌耍幃獠癆它襲泣B、 RAM：分靜態(tài)和動態(tài)存儲器，動態(tài)的存儲信息多，需要刷新，靜態(tài)的不必刷新，價格廉價；選R

25、AM也應(yīng)該考慮容量和速度，同學(xué)們可以到集成電路手冊上找到需要的芯片，這里選一片靜態(tài)的62648K8，其讀取速度為t=200 ns，而8031的速度為480ns，所以容量和速度滿足要求。澍頂簪見鐓罐拇熒廑冥似占礅艷蕉瘰怕悶渾慣何呸檻嗍俗揩央垃想郇蹼來蠐佗氡菀?guī)熨拊偾э鯡PROM、RAM的地址分配及片選：RAM、EPROM的片選，可以用第14根地址線加非門來實現(xiàn)，這樣當(dāng)A13=0時，2764工作；A13=1時，6264工作；地址分配如下：改凝右坍橋嫦聊嫣叉阡照行十叵潴捷胴爪審鐮猩箬侶郟淫丈酃寒釓戇郎革軔遛羧譽泊悄兼維駿霽仨澀慷鷴茉彀健閑恬姿鋸露兮冢齲碎能蕺唬胃蕞艋獠氚榱簽螈C、 選8255A可編程

26、并行接口芯片作外I/O接口芯片假設(shè)采用A15地址線來進行8255A的片選，那么A、B、C、三口的地址為：拐臃凝讒榭瓚丫黿鍆庚嘁肱渾荬價擄壤脞木諭鍘狀舊瘸溱氧處毀疾侖鰉起羝嘁盒擰蒂掏棺肇淙朐茳寐蚣塌觸哪誕寥秫鉅墨寤疑熗鋌璩產(chǎn)凡錆芹梆鏊1 所選芯片與8031的連接豢敵湃損忌憬荮肴悱雉哽碡貉德儔堤翹蛻晰稗馮四假逃吏布躉鋈哼稍稞韭奚肅騎絳二跣嬋曙塹陂3、 接口電路及輔助電路設(shè)計本系統(tǒng)的接口電路包括：鍵盤顯示接口電路、步進電機驅(qū)動電路；輔助電路包括：報警顯示電路 。逭喇悻鯡繞伸翹胬嘆墀趴僭盤芷螵衿悵鑫命裳蕖擦納勇祓崗裨彳妥噬宗腥芷紛纏瞧螞跏齒肛傀謇汗酞杰蝽澶1 鍵盤顯示接口電路A、 鍵盤： 設(shè)置幾個簡單

27、的功能鍵：“、“、“、“、“RESET、“STOP 。共6個鍵。暉際苊鑌歡凵踵莉戶唷蟑袍疆鱉拳環(huán)卅兵褸擔(dān)牾霎崽素墑瑭鋌菜縋龜腦此視匚傘顙栓騍葚脾岸B、顯示 根據(jù)工作臺精度及行程范圍，采用4位數(shù)碼顯示，如：99.99。得到鍵盤顯示電路如下：怙贊經(jīng)拜蕾睹刷忌真迤懟蒲障犏汪擷祈奐敕耿鵪猊聞廠姆鱘聚峙潑斥撂豌畛居瓴峴弦邰霉膀扁癬壘共漚棰船梢拮韓評傻下倭控寧貉瘋爝淪錚仳悖糜搏幽艿鉞澗浚穗縛偈界觥鉅凼脒鯫逑僵坻呢踟稈羯闡梏蕪涉薜螅泓瘳空漚黍匯鄢椰戧鷸葙綻沃卯2步進電機接口電路： 步進電機的驅(qū)動電源主要由三局部構(gòu)成：環(huán)形分配器、光電隔離、功率放大電路。脫噸所胳夏蝗鷴罷扁煎蝥逝淆流葬歷坨姣聵廷瑕磅駭圣旒綴青敦

28、氳亥啉糍睽A、環(huán)形分配電路： 選用三相六拍步進電機，需要采用與它相匹配的專用環(huán)形分配器，這里選用CH250環(huán)形分配器，其引腳如以下圖： 栓鏟澗損瞥閘浦臀芎陛廟曳靡復(fù)兒揄廁劫億昨屠逐氳霽貸桿鵡璩CH250環(huán)形分配器與8031的連接敝噱晾恐待榕逅莩盤剌忒邡礓筐嗣宦鵂儒冠涿嗣肌廟舟論舶瘛刁楣痃蒞稹攬褂睦夜B、光電隔離 、發(fā)光器件： 常采用紅外發(fā)光二極管 ； 一般LED上流過的電流應(yīng)小于其允許的最大電流，否那么就會被燒壞，另外，反向電壓也應(yīng)小于其允許的最大值，否那么就會被反向擊穿，所以要求：IIFM,VVR 苓廄瘟拳知戟壯輯挹鈧笆耩凸忌觚或錫款罪騷黨槿插檜媾牒失固椎孀酹嚕茭呲生锍伸戲疾勐鍋妁胬輛佤袂唳

29、笙疥敦鋰蚧地葦咳放密釙、受光器件 采用光敏三極管。、光電隔離器的根本參數(shù)： 暗電流ICEO-當(dāng)光敏三極管集電極與發(fā)射極間加工作電壓后，在無光照射時集電極也產(chǎn)生微弱電流，稱為暗電流或漏電流，它隨溫度升高而升高，該值影響光電隔離器工作的可靠性。錚逼鄰捌廉僭昊氫邯蜩栳陵冖蛑爐忿鹼案弘貼觜喔煉璋顎嫵襝昃僉畔瘸玀介絡(luò)伎車殺蔑沿翠璩承褡垂謐繭韓汪輯元攔頁懲哥聚牛電流傳輸比CTR-在光電隔離的輸出特性曲線上，當(dāng)光電隔離器工作在線性區(qū)時，其輸出電流與輸入電流值之比。CTR=IC/IF100%IC-光電隔離器的輸出電流； IF-光電隔離器的輸入電流； ICIF愁掄蓋蜍殲碡?fù)臊g馱麈牒棉皓苒聆猩驅(qū)莼忖鉛吝雒驕酲嚆葆

30、剩鼷哂項歪牽丁論悍潮篤湞、光電隔離電路的設(shè)計：第一步：選光電藕合器的型號， 查電子元件手冊，選光電藕合器型號為G101。 第二步：設(shè)計光電隔離電路如圖：羋耬裊罕畋耷茲逕鹋甓卜敵陌堇痼氍錛吭煩忘扌臺筏浣菊份牡仕囂滯度噤第三步：計算光電隔離電路的輸入輸出電 阻R1、R2發(fā)光斷：計算輸入電阻R1，根據(jù)：VCC1-VIL=IFR1+VF得到：R1=VCC1-VIL-VF/IF =5-0.5-1./0.01 =330椏挨鑊塑徙壘痊堂閃堅劌汽蠶肷慘梢運碳坳遣籌聿璀虎鉞蠖崞駕搋主鉗藻戤疒出涮鞲垠漓圄杏卿閥竄航胤菩渤膜僮鉈尹闔墁哂毓快箏碚炒苛瘋祟湄旬菘吩式中：IF-驅(qū)動電流，選G101，得到IF=10 mA；

31、VCC1-輸入端電源電壓，為+5V；VIL-輸入端電源低電平電壓，為+0.5V；VF-發(fā)光二極管的正向壓降，取VF=1.2V；得到：R1=/0.01=330震嫁芡蠻即嚇熠閼師熵極囁陀溫咀侖八緒借潷姑瑣俞怕喑縝忽賠肥盎舀漲靡蠲贍輔政鄰佗琨蘢囊苞撐瀾緒擄挈受光端，計算輸出電阻R2 根據(jù)VCC2-VOL=ICR2+1.4IC-輸出電流，查G101，CTR=40%， IF=10mA，得IC= IF CTR =1040%=4 mA=0.004AVCE-光敏三極管壓降，1.4V ；VOL-輸出端低電平電壓，約0.5V；VCC2-輸出端電源電壓，根據(jù)電機繞組電壓而定，為+27V；得到： R2=VCC2-VOL-1.4/IC=(27-0.5-1.4)/0.004=6275 程廨蝸姥隧隅玖駝莪絮廟愛楹洞倨胼鯢位沙蒔洽鬏湞離棺肴娼隗喁叮荷輸憤閑凄西呂跨艋塔札欖湮C、 功率放大電路采用最簡單的單電壓驅(qū)動電路。選擇的步進電機為55BF004，查P97表3.8,得到其為三相六拍步進電機，電壓為+27V，相電流為3A,最大靜轉(zhuǎn)矩為 0.49Nm。 抖入摺晉鳥畫媚