普通铣床X52K纵向进给传动机构设计（有全套图纸） .pdf

本科毕业设计 论文 通过答辩 本科毕业设计 论文 通过答辩 1 1引言引言 随着现代工业的迅猛发展 普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳 动生产率的要求 数控机床已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志 目前中国 大多数制造行业和企业的生产 加工装备绝大多数是普通机床 机床数控化率远低于 美国 日本等国家 如果大量添置全新的数控机床 不仅资金投入量大 成本高 而 且又会造成原有设备的闲置浪费 把普通机床改造为数控机床则不失为一条提高数控 化率的有效途径 普通机床的数控化改造 顾名思义就是在机床上增加微机控制装置 使其具有一定的自动化能力 以实现预定的加工工艺目标 这种机床改造花费少 改 造针对性强 时间短 改造后的机床大多能克服原机床的缺点和存在的问题 生产效 率高 尤其适合中国机床拥有量大 生产规模小的具体国情 经调查显示在实际生产过程中普通铣床主要用于加工平面或成型表面 若要在 普通铣床上加工圆弧 凸轮等特殊类平面时 就要借助于圆工作台 分度头等机床附 件 并对机床进行整体调整 加工精度较低 基础调整工作费事 1 所以 为提高工 件的加工精度 保证产品质量 便于加工圆弧面和凸轮的曲面等 可以利用数控方法 对铣床进行数控化改造 本设计是对普通铣床 x52k 纵向进给传动机构数控化改造的 设计 由于普通铣床 x52k 传动机构系统加工零件的效率较低 如若对其纵向数控化 改造后不仅可以实现复杂零件的自动铣削 并且大大缩短了加工时间 提高了零件的 加工精度及生产效率 1 11 1机床数控化改造的现状及发展趋势机床数控化改造的现状及发展趋势 数控技术是运用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 具有高精度 高效率 柔性自动化等特点 对制造业实现柔性自动化 集成化和智能化起着举足轻 重的作用 它是当今工业产品自动化发展中处于核心地位的一种高技术 而数控系统 已成为我国机械制造工业和国民经济的重要装备 其发展直接关系到我国的多个领域 2 1 1 1机床数控化改造的现状 长期以来 我国的数控系统以传统的封闭式体系结构为主 在传统的封闭式结构 中 cnc 只能作为非智能的机床运动控制器 加工过程变量根据经验以固定参数形式 事先设定 加工程序在实际加工前用手工方式或通过 cad cam 及自动编程系统进行编 程 cad cam 和 cnc 之间没有反馈控制环节 整个制造过程中 cnc 只是一个封闭式 本科毕业设计 论文 通过答辩 的开环执行机构 在复杂环境以及多变条件下 加工过程中的刀具组合 工件材料 主轴转速 进给速率 刀具轨迹 切削深度 步长 加工余量等加工参数 无法在现 场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整 更无法通过反馈控制环节随机修正 cad cam 中的设定量 因而影响 cnc 的工作效率和产品加工质量 由此可见 传统 cnc 系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构 限制了 cnc 向多变量智能化控 制发展 已不适应日益复杂的制造过程 因此 对数控技术实行变革势在必行 3 目前我国机床总量 380 余万台 而其中数控机床总数只有 11 34 万台 即我国机 床数控化率不到 3 近 10 年来 我国数控机床年产量为 0 6 0 8 万台 年产值约为 18 亿元 机床年产量数控化率为 6 我国机床年龄在 10 年以上的占 60 以上 10 年 以下的机床中 自动 半自动机床不到 20 fmc fms 等自动化生产线更屈指可数 美 国和日本自动和半自动机床占 60 以上 大多数制造行业和企业的生产 加工装备绝 大数是传统的机床 而且半数以上是役龄在 10 年以上的旧机床 用这种装备加工出 来的产品普遍存在质量差 品种少 档次低 成本高 供货期长 从而在国际 国内 市场上缺乏竞争力 直接影响一个企业的产品 市场 效益 影响企业的生存和发展 4 因此 低成本普通机床数控化改造是一项适合中国实际情况的先进适用技术 也 是一项提升中国机床数控化改造的有效途径 然而在发达国家 运用数控技术改造机床和生产线已形成新的行业 成为新的经 济增长点 在美国 机床改造业称为机床再生业 remanufacturing 从事再生业的 著名公司有 bertsche 工程公司 ayton 机床公司 devlieg bullavd 得宝 服务集 团 us 设备公司等 且美国得宝公司已在中国开办公司 在日本 机床改造业称为机 床改装业 retrofitting 从事改装业的著名公司有 大隈工程集团 岗三机械公司 千代田工机公司 野崎工程公司 滨田工程公司 山本工程公司等 1 1 2机床数控化改造的发展趋势 从 1952 年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统 到现在已走过了五 十多年的历程 近 10 年来 随着计算机技术的飞速发展 各种不同层次的开放式数 控系统应运而生 发展很快 目前正朝着标准化开放体系结构的方向前进 由分析可 得目前数控系统技术发展的总体趋势为 1 向高速 高效 高精度 高可靠性方向发展 2 为增强通信功能 控制性能与驱动装置 向模块化 智能化 柔性化 网络 化和集成化方向发展 本科毕业设计 论文 通过答辩 3 向 pc based 化和开放式体系结构方向发展 4 出现新一代数控加工工艺与装备 机械加工向虚拟制造的方向发展 5 信息技术 it 与机床的结合 机电一体化先进机床将得到发展 6 纳米技术将形成新发展潮流 并将有新的突破 7 节能环保机床将加速发展 占领广大市场 5 事实上机床的数控化改造是一个跟随机床类型变化而变化的工作 同时它也跟随 数控系统技术的发展而不断地进步着 且未来会更进一步与网络技术 信息技术和控 制技术相结合 向网络化 集成化和智能化方向发展 1 1 3机床数控化改造的优越性 经实践证明数控化改造后的机床的优越性具有以下几点 1 机床数控化改造可以大大的减少资金的投入 提高零件的加工精度和生产效 率 企业可依照实际需要对机床性能 操作与维修等方面做出改进意见 2 机床数控化改造可以提高机床的性能和质量 加工出普通机床难以加工或者 不能加工的复杂型面零件 可实现多工序的集中 减少零件在机床间的频繁搬运 降 低工件的定位误差 3 由于操作者对改造前的机床特性比较熟悉 因而在操作使用和维修方面可缩 短培训时间 数控加工降低了工人的劳动强度 节省了劳动力 减少了工装 缩短了 新产品试制周期和生产周期 并可对市场需求做出快速反应 4 机床数控化改造后拥有自动报警 自动监控 自动补偿等多种自检功能 更 好地调节了机床加工状态 还可以提示操作者机床故障或编程错误等机床运行中出现 的问题 5 机床数控化改造后可以实现加工的柔性自动化 效率可比传统机床提高 3 7 倍 6 7 1 1 2 2本本课题的设计内容课题的设计内容 由上面的介绍可以看出 如今对现有普通机床的数控化改造具有十分重要的意 义 本课题设计重点则是对 x52k 铣床纵向传动机构的数控化改造 该 x52k 型普通铣 床主要用于加工中小型零件的平面 成型表面及具有一定斜度的平面 经改造后与原 来机床加工相比可实现其自动化铣削 且具有高精 高效及加工产品范围广等特点 具体研究内容如下 1 对普通铣床 x52k 的基本机械传动结构进行了解分析 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 对数控机床的基本机械传动结构及电气控制系统结构进行详细分析 3 系统的总体方案设计 研究其各个部分的设计原理 拟定设计方案 4 系统的详细设计 对机械传动系统的设计和控制系统的设计等 5 总结自己的设计理念及设计思路 得出本课题的设计流程 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 2系统的总体方案设计系统的总体方案设计 机床数控化改造改造方案的确定关系到数控改造的性能和经济性 由于本设计是 针对普通机床数控化改造 所以要考虑数控系统是使用经济型还是使用全功能高档 型 是使用开环还是半闭环 全闭环 这就要根据精度高低 经济性来考虑 8 2 12 1具体改造方面具体改造方面 为节省资金 且考虑加工元件的精度等要求 现决定选用经济型的数控系统为此 次数控化改造的主要方案 一般说来 对现有的普通机床进行数控改造 包括以下几个方面 1 机械部分改造 主传动系统一般不作变动 进给系统采用滚珠丝杆螺母副替换 进给轴原有的普通丝杆副 并选用液动导轨 2 控制系统及电机驱动电路设计 伺服控制采用开环控制 选用步进电机 在 机械部分改造完成后 采用单片机作为数控系统 控制步进电机驱动工作台进给运 动 2 22 2机械传动系统改造方案的确定机械传动系统改造方案的确定 由于主传动系统不作变动 下面针对进给传动机构的选择进行分析 2 2 1传动机构结构类型的选择 在机械设备中 常用的传动机构主要有以下几种 1 齿轮传动机构 齿轮机构应用在中心距较小 传动精度较高等各种不同传递 动力范围的场合 2 螺旋传动机构 在许多机械设备中大量应用着螺旋机构 又称丝杠传动 它 主要用于将回转运动转变为直线运动 3 带传动与链传动 带传动及链传动多用于中心距较大的传动 4 连杆传动机构 连杆机构结构简单 易于制造 在机械设备及日常生活中有 大量应用 5 凸轮传动机构 凸轮机构可以精确实现要求的运动规律 在自动机械中有广 泛的应用 但它是高副接触 因而这种机构重要用于传递运动 9 由以上分析可见 本设计此次采用的为第二种螺旋机构 螺旋传动机构又称丝杠螺母机构 它主要用来将旋转运动转变为直线运动或将直 线运动变为旋转运动 有以传递能量为主 如螺旋压力机 千斤顶等 也有以传递 本科毕业设计 论文 通过答辩 运动为主的 如工作台的进给丝杠 还有调整零件之间相对位置的螺旋传动机构等 显然本设计是以传递运动为主要目的的 丝杠螺母机构有滑动摩擦和滚动摩擦之分 滑动丝杠螺母机构结构简单 加工方 便 制造成本低 具有自锁功能 但其摩擦阻力大 传动效率低 30 40 滚动丝 杠螺母机构虽然结构复杂 制造成本高 但其最大优点是摩擦阻力小 传动效率高 92 98 因此选用滚动丝杠螺母机构 滚珠丝杠副是在丝杠和螺母的滚道之间放入适量的滚珠 使螺纹间产生滚动摩 擦 丝杠或螺母转动时 带动滚珠沿螺纹滚道滚动 螺母的螺旋槽两端设有滚珠回程 引导装置 滚珠通过此装置自动返回其入口 形成循环回路 滚珠丝杠副的外形及构 成原理如图 2 1 和图 2 2 所示 a 双螺母型b 单螺母型 图 2 1滚珠丝杠副的外形 外滚道 内滚道 图 2 2 滚珠丝杠副构成原理 1 反向器 2 螺母 3 丝杠 4 滚珠 滚珠丝杠副具有传动效率高 运动平稳 使用寿命长等特点 广泛应用与各种工 业设备 精密仪器和数控机床等 滚珠丝杠副由专门工厂制造 当型号计算选定后 可以外购或定制 2 2 2进给伺服系统的选择 按照调节理论分类 进给伺服系统可分为以下几类 1 开环控制系统如图 2 3 所示 这类系统的驱动元件主要是步进电机或电源脉 冲马达 系统工作时 驱动元件将数字脉冲转换成角度位移 转过的角度正比于指令 本科毕业设计 论文 通过答辩 脉冲的个数 转动的速度取决于指令脉冲的频率 系统中无位置反馈 也没有位置检 测元件 开环伺服系统的结构简单 控制容易 稳定性好 但精度较低 低速有振动 高速转矩小 一般用于轻载或负载变化不大的场合 比如经济型数控机床上 图 2 3开环伺服系统结构图 2 闭环伺服系统如图 2 4 所示 这类系统是误差控制伺服系统 驱动元件为交 流或直流伺服电动机 电动机带有速度反馈装置 被控对象装有位移测量元件 图 2 4闭环伺服系统结构图 由于闭环伺服系统是反馈控制 测量元件精度很高 所以系统传动链的误差 环 内各元件的误差 以及运动中造成的随机误差都可以得到补偿 大大提高了跟随精度 和定位精度 3 半闭环伺服系统如图 2 5 所示 这类系统的位置检测元件不是直接安装在进 给系统的最终运动部件上 而是经过中间机械传动部件的位置转换 称为间接测量 半闭环系统的驱动元件即可以采用交流或直流伺服电动机 也可以采用步进电机 该 类系统的传动链有一部分处在位置环以外 环外的位置误差不能得到系统的补偿 因 而半闭环系统的精度低于闭环系统 但调试比闭环 系统方便 所以仍有广泛应用 10 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 3 总体方案的确定及框图 2 3 1 总体方案的确定 根据设计任务的要求 决定采用点位控制 用步进电机驱动的开环 控制系统 这样可使控制系统结构简单 成本低廉 调试和维修都 比较容易 为确保数控系统的传动精度和工作平衡性 采用低摩擦 的传动和导向元件 此工作台采用滚珠丝杆螺母副和液动导轨 为 尽量消除传动间隙 可设法调整传动齿轮的中心距以消除齿侧间隙 计算机系统采用高性能价格比的 mcs 51 系列单片机扩展系统 2 3 2 总体方案框图 环形分配器 微机 环形分配器 方向 cp 方向 环形分配器 cp 方向 cp 光 电 耦 合 功 率 放 大 功 率 放 大 光 电 耦 合 升降台 功 率 放 大 光 电 耦 合 x步进 电机 工作台 y步进 电机 z步进 电机 2 4 机械部分设计计算 2 4 1 工作台外形尺寸及重量估算 纵向 x 1250mm 本科毕业设计 论文 通过答辩 工作加工范围 纵向 x 320mm 工作台及夹具工件策略 gx 2800n 横向 z 400 工作加工范围 横向 z 300mm 工作台及夹具工件策略 gz 5500n 2 4 2 钻削计算 pz1 gfd xf f yfk f 查得 c f 304 11 xf 1 yf 0 8 kf 1 取 f 0 005mm r 则 pz1 304 11 41 0 05 8 0 1 111n 2 4 3 铣削力计算 p 2z 9 81 22 6a 86 0 e a f 72 0 dt 86 0 a pz ae 0 05dt 铣凸轮 铣削接触弧深 a f 0 1mm z 每齿进给量 铣刀直径 dt 12 铣削深度 ap 8 铣刀齿数 z 3 p 2z 9 81 22 6 2 86 0 0 1 72 0 12 86 0 8 3 217 查表得 ph pf 1 则走刀抗力 ph pf 217n 2 4 4 滚动导轨的参数确定 1 导轨形式 在原有滑动导轨的基础上 采用贴塑处理 摩擦特性好 耐磨性好 减振特性好等特点 且工艺较简单 2 4 5 滚珠丝杆的设计计算 本科毕业设计 论文 通过答辩 滚珠丝杆的负荷包括铣削力及运动部件的重量所引起的进给抗力 应 按铣削时情况计算 1 最大动负荷 q 的计算 q 3 lfwp 运转系数 fw 2 寿命值 l 6 10 60nt n 0 1000 l vs 式中 l 寿命 以 10 6转为一单位 n 丝杆转速 r min vs 为最大切前力条件下的进给速度 m min 可取最高进给速度的 1 2 1 3 纵向 vs 0 6m min l0 丝杆导程 mm t 为使用寿命 h 对于数控机床取 15000h fw 运转系数 表 3 14 初选丝杆螺距 l0 6mm 得丝杆转速 n 为 n 0 1000 l vs 60r min 所以 l 6 10 150006060 54 x 向丝杆牵引力 p x p2z 1 414fg x 217 1 414 0 001 3500 222n 式中 f 当量摩擦系数 取 0 01 所以最大动负荷 x 向 q x 3 lfwp 2229n 查表取滚珠丝杆直径 d0 30 选用滚珠丝杆螺母副的型号为 nl3005 型 单 螺母变导程预紧 见附录 a 表 a 7 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 滚珠丝杆螺母几何参数计算如下 名称符号计算公式和结果 mm 螺纹滚道 公称直径d030 螺距t6 接触角 45 0 钢球直径 dq 3 969 螺纹滚道法面半径r2 064 螺杆 偏心距ee r dq z sin 0 045 螺纹升角 arctg 0 d t 3 2 螺杆直径d d d 0 0 2dq 29 5 螺杆内径d1d1 d0 2e 2r 26 8 螺杆接触直径dz d z d0 dqcos 27 8 螺母螺母螺纹外径dd 60 螺母内径d1d1 50 3 传动效率的计算 tan tan 0 96 式中 摩擦角 约等于 10 螺纹升角 4 刚度验算 滚珠丝杆受工作负载 p 引起的导程 l0的变化量为 l1 ef pl0 本科毕业设计 论文 通过答辩 式中 l1 在工作负载 p 作用下引起每一导程的变化量 mm p 工作负载 即进给牵引力 n l0 滚珠丝杆导程 mm e 材料弹性模数 n mm 2 对钢为 20 6 10 4 n mm 2 f 滚珠丝杆截面积 按内径确定 x 向 p 222n l0 5mm e 20 6 10 4 n mm 2 f r 2 5 638cm 2 所以 l1 638 5 10 6 20 5 0295 6 1 27 10 6cm 丝杆因受扭矩而引起的导的变化量 l2很小 可忽略所以导程总误差 l 100 l0 2 53 m m 查表知 e 级精度的丝杆允许误差 1 5 m 故刚度足够 6 步进电机的选用 1 步进电机的步距角 b 对步进电机施加一个脉冲信息 步 进电机就回转一个固定的角度 因为系统分辨率为 0 01mm 所以取系统脉冲当量 p 0 01mm step 初选步进电机步距角 b 1 5 2 步进电机启动转距的计算 设步进电机等效负载转矩为 t 负载力为 p 根据能量守恒原理 电机所做的功与负载力做的功有如下关系 t ps 式中 电机转角 s 移动部件的相应位移 本科毕业设计 论文 通过答辩 机械传动效率 若取 b 1 5 则 s p p ph g pz 所以 t b p 2 36 p h g pz 式中 ph 铣削时走刀抗力 n g 移动部件重量 n p z 与策略方向一致的切削力 n 导轨摩擦系数 取 0 005 b 步进电机的步距角 t 电机轴负载转距 n cm 代入数据得 t 10 45n 估算起动转矩 tq 5 0 3 0 t 3 0 45 10 n cm 34 8n cm 对工作方式为三相六拍的步进电机 0 866 可求出最大静转矩 t maxj 866 0 q t 46 4 3 步进电机的最高起动频率 fmax及运行频率 fe计算 fmax p v 60 1000 max 2333hz fe p s v 60 1000 1000hz 4 确定步进电机型号 根据以上计算 从表 3 2 3 中选出 130bf001 型电机可以满足要求 因为加工材料为青铜 切削力小 故不再进行校核计算 尺寸如下图 本科毕业设计 论文 通过答辩 7 确定齿轮传动比及模数和有关尺寸 因为步进电机中距角 b 1 5 滚珠丝杆螺距离 t 5mm 要实现脉冲当 量 p 0 01mm step 在传动系统中应加一级齿轮降速传动 降速传动比 i 2 1 z z 55 1 360 p 0 48 选 z1 24 z2 50 因传递的扭矩较小 取模数 m 2 齿轮有关尺寸如下表 关系式z1z2 z2450 d mz48100 da d 2m 52104 d f d 2 1 25 4395 本科毕业设计 论文 通过答辩 b 3 6 mm1010 a 2 21 dd 74 2 5 进给伺服系统结构设计 纵横向进行机构装配图 2 5 1 经过计算 本设计采用 130bf001 型步进电机 内循环 nl3005 滚珠丝 杆副 齿轮箱中装有三个齿轮 z1 24 z2 52 z3 25 模数 m 2 内循 环螺纹调整的双螺母滚珠丝杆副 nl4006 2 5 2 齿轮箱体在工作台的右侧 设计中将一对齿轮水平放置 图中没画出 避免箱体高工作台面影响工人操作 步进电机装在齿轮箱盖 14 上 为了保 证电机与滚珠丝杆平衡度 在装配之前 应将端盖 14 与箱体 11 用螺钉坚固 后打销孔 在上镗床 在一次装夹中镗出 100h8 和 68h8 两个孔 再将端 盖坼下 进行装配 2 5 3 将原回转台 8 中的锥齿轮 滑动螺母等零件去掉 将回转台稍作加工 装入滚珠螺母 再装调左端的丝杠支架和右端的箱体 11 使滚珠丝杠与 导轨平行 滚珠丝杠带动工作台运行灵活 无阻滞现象 再坚固螺钉 并 打定位销 2 5 4 在水平面内应使丝杆中心线距导轨的距离尽量小 否则将会产生颠 复力矩 增大摩擦力使运动不平稳 此外设计中常见的错误是为了在大齿 轮端面与箱壁的矩 任意加长电机伸出轴这是不允许的 如果齿轮端面与 箱壁矩离太小 不便于装配 可以用加长齿轮轮毂的方法来解决 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 5 5 本图的消隙齿轮 是采用两个薄片齿轮 中间开有三个月牙形的槽 放入压簧 并用三个内六角螺钉固定 m m 和 n n 这种消隙 齿轮的装配顺序是 首先将双片齿轮相对转过一个齿距 使双片齿轮对齐 弹簧 29 受压 上紧螺钉 26 装入箱体后 将螺钉 26 松开 弹簧 40 将双片 齿轮沿周向错开 以消除与齿轮 23 的侧隙 此时再将螺钉 26 上紧 设计 时弹簧两端用削扁的销子压住 2 3 6 将原来机床横向进给手轮 刻度盘及前面的护盖拆去 将螺杆换成 nl3005 滚珠丝杆 仍利用原来的一对圆锥滚子轴承 齿轮箱体直接装在 升降台上 为了将步进电机装在升降台右侧 齿轮箱体的后面 以便工人操作 必须加大丝杆中心与电机轴的中心距 故此设计中采用齿数为 52 的中间 介轮 因 z 52 齿轮直径较大做成双片齿轮 用以消除齿侧间隙 箱体上的电机止口孔 100 中间轴轴承外圈孔 42 及与升降台上寂 位座圈 7 作止口配合的孔 75 是在镗床上一次镗出 其也中心距分别是 77 0 023 与 76 0 023 装配时将箱体止口孔 75h8 装在定位座圈 4 上 则保证了滚珠丝杆上装的齿轮 8 z 25 m 2 与箱体中问轴上的齿轮 10 z 52 m 2 的中心距 使齿轮能正确啮合 旋塞件 4 是为了旋下后 能从孔中伸进内六角杆 用来松紧介轮上的 3 个螺钉 使消隙齿轮错齿 以消除上下齿轮与之啮合的侧隙 具体见装配图 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 6 硬件部分电路的设计 2 6 1 控制系统的功能 1 x 向 y 向 z 向的进给伺服运动 2 键盘显示 3 面板管理 4 行程控制 5 其他功能 例如光隔离电路 功率放大电路 红绿灯显示 2 6 2cpu 和存储器 cpu 采用 8031 芯片 由于 8031 芯片内无程序存储器 需要有 外部程序在存储器的支持 同时 8031 内部只有 128b 的数据存 储器也远不能满足控制的要求 故扩展了 16kb 程序存储器由两 片 2764 组成 又扩展了一片 6264 数据存储器 8031 芯片的 p0 和 p2用来传送外部低 8 位地址和数据 p2口传送高 8 位地址 p0口传送低 8 位地址和数据 故要采用 74ls373 地址锁存器的 输入和输出透明 即输入的低 8 位存储器地址在输出端出现 此时不需锁存 当 alen 高电平弯低电平 出现下降沿时 低 8 位地址锁存入地址锁存器中 74ls373 的输出不再随输入变 化 这样 p0口就可用来传送读写的数据了 8031 芯片的 p2口 和 74ls373 送出的 p0口共组成 16 位地址 2764 和 6264 芯片都 是 8kb 需要 13 根地址线 a0 a7低 8 位接 74ls373 芯片的输 出 a8 a12接 8031 芯片的 p 0 2 p 4 2 系统采用全地址译码 两 片 2764 芯片片选信号ce分别接 74ls138 译码器的 0 y和 1 y系统 复位以后程序从 0000h 开始执行 6264 芯片的片选信号 1 ce也 本科毕业设计 论文 通过答辩 接 74ls138 的 1 y 单片机扩展系统允许程序存储器和数据存储 器独立编址 即允许地址重叠 8031 芯片控制信号psen接 2764 的oe引脚 读写控制信号wr和rd分别接 6264 芯片的we和 oe 以实现外部数据存储器的读写 由于 8031 芯片内部没有 rom 故始终要选外部存储器 故其ea必须接地 2 6 3t o 接口电路 由于 8031 只有 p1口和 p3部分能提供用户作为 i o 口使用 不能 满足输入输出口的需要 因而系统必须扩展输入输出接口电路 从附录 h 图 h 2 可以看出 系统扩展了一片 8155 和一片 8255 可编程 i o 接口芯片 8155 的片选信号ce接 74ls138 的y 8255 芯片片选信号cs接到 74ls138 的 2 y端 74ls138 译码器有三个 输入 a b c 分别接到 8031 的 p 5 2 p 6 2 p 7 2 输出 0 y 7 y8 个输出 低电平有效 y0 y7对应输入 a b c 的 000 至 111 的 8 种组合 其中 0 y对应 a b c 为 000 y7对应 a b c 为 111 74ls138 还有三个使能端 其中 2 上 ag2和gb 为低 电平使能 另一个 g1为高电平使能 只有当使能端处于有效电 平时 输出才能产生 否则输出处于高电平无效状态 i o 接口芯片与外设的连接是这样安排的 8155 芯片 pa0 pb7是显示器的位选信号输出 pc0 pc45 要线是键盘扫描 输入 8155 芯片的 io m引脚接 8031 芯片的 p 0 2 因为使用 8155 的 i o 口 故 p 0 2 为高电平 8255 芯片 pa0 pa6接 x 向 y 向和 z 向步进电机硬件环形 分配器 为输出 pb pb 为三个方向的点动及回零输入 pc pc 本科毕业设计 论文 通过答辩 为面板上的选择开关是输入 设有编辑单步运行 单段运行 自动 手动 i 手动 ii 等方式 系统各芯片采用全地址译码 各存储器及 i o 接口芯片的地 址编码如下表 芯片 接 74ls138 引脚 地址选择线 片内 地址 单元 地址编码 2764 1 0 0 0 8kb 0000h 1fffh 2764 2 0 0 1 8kb 2000h 3fffh 62640 0 1 8kb 2000h 3fffh 8155 ram1 0 0 1 1 1 1 0 256b 9e00h 9effh i o1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6b 9ff8h 5fffh 82550 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4b 5ffch 5fffh x 向 y 向步进电机硬件环形分配器采用 yb015 3 2 相通电五相十拍 方式工作 故 a0 a1引脚均接 5v z 向步进电机硬件环形分配器采用 本科毕业设计 论文 通过答辩 yb014 是以 2 3 相通电四相八拍试工作 a0 a1接高电平 三个芯片的 选通输出控制 0 e分别接 8255 的 pa0 pa3 pa5 清零r接 8255 的 pa 正 反转 8255 的 pa2 pa4 pa6 时钟输入端 cp 接 8155 芯片的 timrout 用以决定脉冲分配器输出脉冲的频率 为实现插补时不同的进给速度 可 给 8155 芯片定时 计数器中设置不同的时间常数 1 其他辅助电路 此控制系统中设有越界报警和急停处理电路 x y z 方向的 越界和急停信号经或门引入 8031 的 p 2 3 中断源 同时接到 8031 的 p1口 采用硬件申请中断和软件查询的方法 这样无论哪个方向 越界都会引起 中断 在中断服务程序中通过软件查询的方法 便可确定是哪个方向越界 当 x y z 等方向越界 则相应的红灯这报警 另外 还有上电 和按钮 相结合的复位电路 光电隔离电路和功率放大电路等 面板面板 本科毕业设计 论文 通过答辩 2 7 凸轮加工程序 数控铣床铣削加工程序 图示为压缩机壳焊接机上的仿形零件 零件曲线是二段圆弧和三条直 线构成 零件的上下两面和中心孔已加工好 现要在数控铣床上铣削零件 的轮廓曲线 并一次铣削加工成形 本科毕业设计 论文 通过答辩 零件的交点坐标 a