设计说明书-14748字-42页.doc

CJK6132数控车床及其控制系统设计【3张CAD图纸+毕业论文】

收藏

压缩包内文档预览:(预览前20页/共43页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号:435862    类型:共享资源    大小:661.86KB    格式:RAR    上传时间:2015-05-26 上传人:好资料QQ****51605 IP属地:江苏
45
积分
关 键 词:
cjk6132 数控车床 及其 控制系统 设计
资源描述:

【温馨提示】 购买原稿文件请充值后自助下载。

[全部文件] 那张截图中的文件为本资料所有内容,下载后即可获得。


预览截图请勿抄袭,原稿文件完整清晰,无水印,可编辑。

有疑问可以咨询QQ:414951605或1304139763


摘   要

在本次设计中,我采用常规分离式主传动设计,机床主传动采用液压操纵机构,可实现十八级转速。机床主轴为二支撑结构,前支撑采用C级高精度轴承,润滑油润滑,提高了回转精度,使机床主轴具有良好的精度和刚性。

进给方面,采用开环数控系统。采用步进电机开环数控系统已基本能满足进给精度的要求。数控系统采用单片机技术在总体性能上可以达到经济精密数控机床之列,达到较好的性价比。

我们采用磁刹车离合器。机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式,在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板,滑动磨擦系数非常小,有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。机床采用立式四工位刀架。

该机床可以加工各种轴类、盘类零件,可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。作为通用型机床,特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业,对旋转体类零件进行高效、大批量、高精度加工时采用。车床采用机、电、液综合运用。该机床整体设计符合国家标准。该机床能加工精度相对较高的工件。

关键词:    数控车床   CJ6132   分离传动   步进电机



Abstract

In this design, I have split the main using conventional design, Lathes the lord spread to move to adopt the liquid to press to manipulate the organization, and can realize 18 classes turn soon. Lathes principal axis is two prop up the construction, and before prop up to adopt the high accuracy bearings of C class, grease, and improved precision rotary, and so that the machine spindle has a good accuracy and rigidity.

I adopt using open-loop CNC system in Feed aspects . Using open-loop stepper motor CNC system has been basically able to meet the requirements of precision feed. Numerical control system uses microcontroller technology.Performance can be achieved in the overall economy of the column precision CNC machine tools to achieve better cost performance.

We use the monolithic electromagnetic brake clutch.Lathes two stalks enter the system to adopt the step the glide for typical model for entering the electrical engineering drive recirculating-ball screw  spreading moving the way, among the skateboard and bed saddle and bed saddle and bed body to stick to have the TSF guide plate,lide coefficient of friction very small, is beneficial toed to increase the Lathes of quickly respond to the function and produce the efficiency.We adopt vertical 4-position turret

The machine can process a variety of shaft ,disk types.It also can cut all kinds of thread、arc、cone、and rotary inside and outside of the body surface. Lathes adopt mechanical, electrical and hydraulic integrated. The overall design of the machine is in line with national standards.The machine can be a relatively high machining precision parts.

Key phrase:   Numerical control    CJK6132   Apart driver       Stepper Motor


目 录

第一章、总体方案设计…………………………………………………………………1

  1.1数控机床的主要组成部分………………………………………………………1

1.2主传动的组成部分………………………………………………………………1

1.3机床的主要技术参数……………………………………………………………2

1.4机床主要部件及运行方式的选定……………………………………………3

1.5车床各部件的特性………………………………………………………………3

第二章、机床主传动设计…………………………………………………………………5

2.1主要技术参数的确定………………………………………………………………5

2.2主轴转速………………………………………………………………………………6

2.3运动参数………………………………………………………………………………6

2.4转速范围及公比的确定……………………………………………………………8

2.5结构式与结构网的确定……………………………………………………………9

2.6系统图的拟定………………………………………………………………………9

2.7电动机参数的选择…………………………………………………………………10

2.8齿轮传动的设计计算………………………………………………………………11

2.9轴的设计计算………………………………………………………………………13

第三章、进给系统的设计计算…………………………………………………………15

3.1纵向进给系统的设计计算…………………………………………………………15

3.2步进电动机的控制及择……………………………………………………………18

第四章、数控系统设计……………………………………………………………………23

4.1单片机系统控制设计的基本要求………………………………………………23

4.2数字控制系统框图…………………………………………………………………23

4.3数控系统的硬件特点………………………………………………………………24

4.4控制系统及芯片的选择……………………………………………………………24

4.5存储器及系统扩展设计……………………………………………………………24

4.6键盘及键盘接口设计………………………………………………………………26

4.7自动转位刀架控制…………………………………………………………………27

4.8显示器接口设计……………………………………………………………………28

4.9标准型数控系统……………………………………………………………………30

第五章、数控机床部分控制程序……………………………………………………33

5.1LED动态显示程序设计……………………………………………………………33

5.2串行扩展口的键盘、显示器接口电路软件设计……………………………35

5.3步进电机控制程序的设计…………………………………………………………37

结论………………………………………………………………………………………………40

致谢………………………………………………………………………………………………41

参考文献……………………………………………………………………………………42

第一章、总体方案设计

随着社会的进步及科技的发展,产品更新换代的速度不断加快,机床工业是机器制造业的重要部门,人们对产品多样化的需求不断增加,使得机械加工经历了用机器代替手工,从作坊形成工厂,由单件生产发展到多品种小批量生产方式和机械制造的柔性化、系统化、智能化生产方式三个发展阶段。设计机床的目标就是选用技术先进、经济效果显著的最佳可行方案,以获得高的经济效益和社会效益。

因此,从事机床设计的人员,应不断地把经过实践检验的新理论、新技术、新方法应用到设计中,不断的吸收国外的成功经验,不断的开拓创新,设计和制造出更多的生产率高、静态动态性能好、造型美观、使用方便、结构简单、维修容易、耗能少、成本低的现代化机床。本次设计本着以上原则进行,尽量向低成本、高效率、简化操作、符合人机工程的方向考虑。数控系统采用廉价的单片机控制技术,以满足普通加工机床对价格的要求。

1.1数控机床的主要组成部分

1.1.1主机 包括机床身、主轴、进给机构等机械部件。

1.1.2数控装置 是数控机床的核心,包括硬件以及相应的软件。

1.1.3驱动装置 是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。

1.1.4辅助装置 它大致包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。

1.1.5 箱体 各个传动机构和装置都安装在箱体中,为保证其相互位置的准确性以及机床的安全性。本设计采用灰铁铸造箱体。

1.1.6 刀架 数控机床中采用自动转位刀架来实现对刀架的自动控制,。

1.1.7编程及其他附属设备  可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

1.2主传动的组成部分

数控机床主传动装置是变频电机通过皮带带动主轴旋转,传递切削所需要的功率和速度的部件。

主传动包括动力源(电动机)、主轴组件、定比传动机构、变速装置、操纵机构等十部分组成。

1.2.1动力源 步进电动机给执行件提供动力,并使其获得一定的运动速度和方向。

1.2.2 主轴部件 主轴部件是影响机床加工精度的主要部件之一,它由主轴支承和安装在主轴上的传动件等组成,它的回转精度将直接影响到工件的加工精度。

1.2.3 定比传动机构 具有固定传动比的传动机构,本设计中采用齿轮和带传动。

1.2.4变速装置 传递动力、运动以及变换运动速度的装置,本设计中采用一个背轮机构和两个滑移齿轮变速组使主轴获得18级转速。

1.2.5 操纵机构 控制机床主轴的变速、换向、开停及制动的机构。本设计中,开停、换向和制动均采用电控制。

1.2.6 开停装置 用来实现机床的启动和停止的机构,本设计中选用电动机直接控制。

1.2.7 制动装置 用来控制主轴迅速停止转动的装置,本设计中采用电磁式制动器。

1.2.8 换向装置 用来变换机床主轴的旋转方向的装置。本设计中选用电动机直接换向。

1.2.9 润滑与密封 本设计中采用箱外循环强制润滑,主轴组件采用迷宫式密封。

1.3机床的主要技术参数

CJK6132经济型数控车床的主要技术参数及加工范围技术参数

项目         单位        规格

床身上最大回转直径 mm 320

最大切削直径 mm 320

最大切削长度 mm 750

最大工件长度 mm 750

床鞍(滑板)上最大切削直径 mm 250

主轴孔径 mm 350

主轴转速范围 r/min 40~1800

主轴转速级数   18级

主轴前端锥孔 莫氏6号锥度

主轴电机输出功率 (普通)5 kW

中心高 距床身 mm 250

距地面 mm 1130

尾座套筒行程 mm 150

尾座套筒直径 mm 65

尾座套筒锥孔锥度 莫氏5号


内容简介:
山东大学 毕业设计(论文)题 目:CJK6132数控车床及其控制系统设计专 业: 机电一体化工程 学 生: 准考证号: 指导老师:_ _毕业设计(论文)时间: 年 月 日 年 月 日 山东大学本科毕业设计(论文)摘 要在本次设计中,我采用常规分离式主传动设计,机床主传动采用液压操纵机构,可实现十八级转速。机床主轴为二支撑结构,前支撑采用C级高精度轴承,润滑油润滑,提高了回转精度,使机床主轴具有良好的精度和刚性。进给方面,采用开环数控系统。采用步进电机开环数控系统已基本能满足进给精度的要求。数控系统采用单片机技术在总体性能上可以达到经济精密数控机床之列,达到较好的性价比。我们采用磁刹车离合器。机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式,在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板,滑动磨擦系数非常小,有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。机床采用立式四工位刀架。 该机床可以加工各种轴类、盘类零件,可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。作为通用型机床,特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业,对旋转体类零件进行高效、大批量、高精度加工时采用。车床采用机、电、液综合运用。该机床整体设计符合国家标准。该机床能加工精度相对较高的工件。关键词: 数控车床 CJ6132 分离传动 步进电机AbstractIn this design, I have split the main using conventional design, Lathes the lord spread to move to adopt the liquid to press to manipulate the organization, and can realize 18 classes turn soon. Lathes principal axis is two prop up the construction, and before prop up to adopt the high accuracy bearings of C class, grease, and improved precision rotary, and so that the machine spindle has a good accuracy and rigidity.I adopt using open-loop CNC system in Feed aspects . Using open-loop stepper motor CNC system has been basically able to meet the requirements of precision feed. Numerical control system uses microcontroller technology.Performance can be achieved in the overall economy of the column precision CNC machine tools to achieve better cost performance.We use the monolithic electromagnetic brake clutch.Lathes two stalks enter the system to adopt the step the glide for typical model for entering the electrical engineering drive recirculating-ball screw spreading moving the way, among the skateboard and bed saddle and bed saddle and bed body to stick to have the TSF guide plate,lide coefficient of friction very small, is beneficial toed to increase the Lathes of quickly respond to the function and produce the efficiency.We adopt vertical 4-position turretThe machine can process a variety of shaft ,disk types.It also can cut all kinds of thread、arc、cone、and rotary inside and outside of the body surface. Lathes adopt mechanical, electrical and hydraulic integrated. The overall design of the machine is in line with national standards.The machine can be a relatively high machining precision parts.Key phrase: Numerical control CJK6132 Apart driver Stepper Motor目 录第一章、总体方案设计11.1数控机床的主要组成部分11.2主传动的组成部分11.3机床的主要技术参数21.4机床主要部件及运行方式的选定31.5车床各部件的特性3第二章、机床主传动设计52.1主要技术参数的确定52.2主轴转速62.3运动参数62.4转速范围及公比的确定82.5结构式与结构网的确定92.6系统图的拟定92.7电动机参数的选择102.8齿轮传动的设计计算112.9轴的设计计算13第三章、进给系统的设计计算153.1纵向进给系统的设计计算153.2步进电动机的控制及择18第四章、数控系统设计234.1单片机系统控制设计的基本要求234.2数字控制系统框图234.3数控系统的硬件特点244.4控制系统及芯片的选择244.5存储器及系统扩展设计244.6键盘及键盘接口设计264.7自动转位刀架控制274.8显示器接口设计284.9标准型数控系统30第五章、数控机床部分控制程序335.1LED动态显示程序设计335.2串行扩展口的键盘、显示器接口电路软件设计355.3步进电机控制程序的设计37结论40致谢41参考文献42山东大学本科毕业设计(论文)第一章、总体方案设计随着社会的进步及科技的发展,产品更新换代的速度不断加快,机床工业是机器制造业的重要部门,人们对产品多样化的需求不断增加,使得机械加工经历了用机器代替手工,从作坊形成工厂,由单件生产发展到多品种小批量生产方式和机械制造的柔性化、系统化、智能化生产方式三个发展阶段。设计机床的目标就是选用技术先进、经济效果显著的最佳可行方案,以获得高的经济效益和社会效益。因此,从事机床设计的人员,应不断地把经过实践检验的新理论、新技术、新方法应用到设计中,不断的吸收国外的成功经验,不断的开拓创新,设计和制造出更多的生产率高、静态动态性能好、造型美观、使用方便、结构简单、维修容易、耗能少、成本低的现代化机床。本次设计本着以上原则进行,尽量向低成本、高效率、简化操作、符合人机工程的方向考虑。数控系统采用廉价的单片机控制技术,以满足普通加工机床对价格的要求。1.1数控机床的主要组成部分1.1.1主机包括机床身、主轴、进给机构等机械部件。1.1.2数控装置是数控机床的核心,包括硬件以及相应的软件。 1.1.3驱动装置是数控机床执行机构的驱动部件,包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。 1.1.4辅助装置它大致包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头,还包括刀具及监控检测装置等。 1.1.5 箱体各个传动机构和装置都安装在箱体中,为保证其相互位置的准确性以及机床的安全性。本设计采用灰铁铸造箱体。1.1.6 刀架数控机床中采用自动转位刀架来实现对刀架的自动控制,。1.1.7编程及其他附属设备 可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。1.2主传动的组成部分数控机床主传动装置是变频电机通过皮带带动主轴旋转,传递切削所需要的功率和速度的部件。 主传动包括动力源(电动机)、主轴组件、定比传动机构、变速装置、操纵机构等十部分组成。1.2.1动力源步进电动机给执行件提供动力,并使其获得一定的运动速度和方向。1.2.2 主轴部件主轴部件是影响机床加工精度的主要部件之一,它由主轴支承和安装在主轴上的传动件等组成,它的回转精度将直接影响到工件的加工精度。1.2.3 定比传动机构具有固定传动比的传动机构,本设计中采用齿轮和带传动。1.2.4变速装置传递动力、运动以及变换运动速度的装置,本设计中采用一个背轮机构和两个滑移齿轮变速组使主轴获得18级转速。1.2.5 操纵机构控制机床主轴的变速、换向、开停及制动的机构。本设计中,开停、换向和制动均采用电控制。1.2.6 开停装置用来实现机床的启动和停止的机构,本设计中选用电动机直接控制。1.2.7 制动装置用来控制主轴迅速停止转动的装置,本设计中采用电磁式制动器。1.2.8 换向装置用来变换机床主轴的旋转方向的装置。本设计中选用电动机直接换向。1.2.9 润滑与密封本设计中采用箱外循环强制润滑,主轴组件采用迷宫式密封。1.3机床的主要技术参数CJK6132经济型数控车床的主要技术参数及加工范围技术参数项目 单位 规格床身上最大回转直径 mm 320最大切削直径 mm 320最大切削长度 mm 750最大工件长度 mm 750床鞍(滑板)上最大切削直径 mm 250主轴孔径 mm 350主轴转速范围 r/min 401800主轴转速级数 18级主轴前端锥孔 莫氏6号锥度主轴电机输出功率 (普通)5 kW 中心高 距床身 mm 250距地面 mm 1130尾座套筒行程 mm 150尾座套筒直径 mm 65尾座套筒锥孔锥度 莫氏5号1.4机床主要部件及运行方式的选定1.4.1主运动的实现根据设计要求,本设计采用分离式主传动系统,包括变速箱、主轴箱两部分。其中,主轴箱与变速箱采用带传动连接,变速箱与电动机至于机座内。1.4.2进给运动的实现本设计中采用步进电机开环控制系统,机床进给运动都是由单片机进行数字控制,进给运动均采用滚珠丝杠螺母副,齿轮的间隙采用偏心环调整。1.4.3数字控制的实现采用单片机控制,各个控制按扭均安装在控制台上,根据需要可将按钮放在方便的位置上。1.4.4其它零部件的选择考虑到生产效率以及经济成本,比如行程开关以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外出采购形式。1.5车床各部件的特性1.5.1床身机床床身采用优质铸铁,床身整体刚性高。滑动导轨面采用中频淬火。硬度达 HRC52以上,拖板滑动面贴塑,使得进给系统的刚度,摩擦阻尼系数等动、静特性都达到最佳状态。1.5.2 床头箱结构机床主轴为二支撑结构,机床采用单片式电磁刹车离合器,机床主传动采用液压操纵机构,可实现十八级转速。机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理,传动比稳定,运转噪音低。1.5.3 刀架机床采用立式四工位刀架,该刀架布刀方便,刚性好。1.5.4进给系统机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式。1.5.5卡盘机床标准配置为_250手动卡盘。1.5.6尾座采用手动尾座。1.5.7冷却系统冷却箱放在后床腿中1.5.8安全保护当机床遇到外部突然断电或自身故障时,冷却电机等如已在“启动”状态下,将进入“停止”状态;如已在“停止”状态下则不可自行进入启动状态。另外由于机床计算机内的控制程序是“固化”在芯片中的,而零件加工程序是由电池供电保护的,所以,意外断电或发生故障时,计算机内存储的程序菜单不会丢失。机床具有报警装置及紧急停止按钮,可防止各种突发故障给机床造成损坏。机床根据情况将报警的处理方式分为三类:对紧急报警实行“急停”;对一般报警实行“进给保持”;对操作错误只进行“提示”。 1.5.9电气系统为保障设备和人身安全,在电路的动力回路设有短路保护和过流保护。第二章、机床主传动设计2.1主要技术参数的确定机床的主要技术参数包括主参数和基本参数。主参数是机床参数中最主要的,它必须满足以下要求:a、 作为机床设计的出发点;b、 决定其他基本参数值的大小;c、 作为用户选用机床的主要依据;d、 直接反映出机床的加工能力和性能。基本参数必须满足的要求如下:a、 与机床结构有关的参数;b、 与工件尺寸有关的参数;c、 与工、夹、量具标准化有关的参数;d、 与机床运动特性和动力特性有关的参数。将以上归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数三种。2.1.1尺寸参数尺寸参数是表示机床工作范围的主要尺寸和工、夹、量具的标准化及机床结构有关的主要参数。1)与工件主要尺寸有关的参数a)最大加工尺寸:最大加工长度,最大工件安装尺寸。最大加工直径,主轴通孔直径。b) 部件运动尺寸范围:主轴箱、横梁、工作台、刀架的最大行程工作台、刀架或摇臂的最大回转角度。2)与机床结构有关的参数:床身或摇臂的导轨宽度,圆工作台的直径及工作台面离地面的高度。3)与工、夹、量具标准化有关的参数:工件头架或尾架的顶尖安装锥度,主轴或尾架套筒的锥孔大小,安装的刀具直径, 工作台T型槽的尺寸和数目。4)主参数系列采用优先数系,其优势在于:(1)优先数按等比级数分级,能在较宽的范围内以较少的品种,经济合理地满足用户的需要,即可把产品的品种规格限制在必需的最少范围内。 (2)优先数系具有各种不同公比的系列,因而可以满足较密和较疏的分级要求。随着形式的发展,可以通过插入中间值使较疏的系列变成较密的系列,而原来的项值保留不变。在参数范围很宽时,根据经济性和需要量等不同的条件,还可以分段选用最合适的基本系列(即选用不同的公比),以复合系列的形式组成最佳系列。(3)优先数系是国际上统一的数值制度,有利于国际的标准化。其他尺寸参数一般根据主参数来确定。但由于机床的使用情况比较复杂。2.2主轴转速2.2.1主轴最低转速的确定用高速钢车刀,对铸铁材料的盘形零件粗车端面。并参考切削用量资料,取V=15m/min,则最低转速为:2.2.2主轴最高转速的确定根据分析,用硬质合金车刀对小直径钢材半精车外圆时,主轴转速为最高,按经验,并参考切削用量资料,取,k=0.5, Rd=0.2, 则:2.3运动参数运动参数包括机床主运动的进给量范围和级数以及辅助运动的速度范围和级数等,主要由加工表面成形运动的工艺要求所决定的。主轴极限转速和变速范围:对于主运动为回转运动的机床,主轴极限转速为:以上式中的或是在机床全部工艺范围内可以用最大切削速度来加工时的最小工件直径和用最小切削速度来加工时的最大工件直径,而得出合理的极限转速值。2.3.1极限切削速度 Vmax、 Vmin根据典型的和可能的工艺选取,极限切削速度要考虑到工序种类、工艺要求刀具和工件材料等因素。允许的切削速度极限参考值如下表所示:加工条件安装磨头附件进行磨削801203.57.5硬质合金刀具半精加工或精加工1502501.251.5高速钢刀具低速光刀存储器芯片所要求的读取时间4.5.2存储器芯片的选择常用的程序存储器ROM芯片及其引脚的功EPROM芯片,典型的有2716、2732、2764、27128、本次设计选用的是EPROM2764芯片它的容量8KB8读取时间为250ms引脚功能(28脚)1)EPROM2764芯片引脚功能电源线Vcc+5v、Vpp编程的电源线、GEND接地数据线8条D0D7地址线13条A0A12控制线:片选端线(或片选信号线,低电平有效)数据输出选通信号线,低电平有效编程冒充输入端。只对8751有效2)74LS-373锁存器引脚功能其功能引脚共20脚电源线Vcc GND输入输出线 输入线 D0D7输出线Q0Q7控制线片选端线 当=0时锁存输出,当=1时输出成高阻态G-锁存线 当G=0时D0D7的信息输入Q0Q7的低,8为地址锁存到锁存器中,当G=1时锁存器输出端(Q0Q7)状态和输入, 端D0D7状态相同4.5.3程序器的扩展(1)类型 容量速度。MCS-51芯片(8301)用晶体频率为12Hz=240ms(2)扩展的方法 扩展一片,EPROM(扩展8个KB)包括地址线,控制线,数据线其中控制线包括:地址锁存ALE、片选端、输出允许端 两片16KBEPROM4.5.4数据存储器的扩展数据存储器的扩展跟地址存储器差不多,只需要注意几个引脚的功能就可以了。4.5.5I/O接口的扩展1)、I/O接口的扩展 采用I/O接口芯片,专用的I/O口扩展芯片,主要有8255,8255A(全称为可编程并行I/O扩展接口芯片),此处选用8255来控制步进电机和开关。扩展入口的典型芯片由:74LS373、224、245扩展出口的典型芯片有:74LS372、273I/O扩展的复合芯片,此芯片除能作I/O扩展用外,还能作其它功用最常用的是8155。8155可编程并行I/O接口具有功能强,价格便宜,且具有与MCS-51单片机配置简单、方便等优点。是单片机应用系统最常用的外部功能扩展器件之一。2)、8155的引脚及内部结构,8155芯片为40引脚双列直插封装,单一的5V电源,其引脚及内部结构见下图所示。该芯片能为系统提供的硬件资源包括:2个8位可编程I/O口(A口和B口),256字节的静态RAM,一个14位的可编程减法定时/计数器及一个6位可编程I/O口(C口)。4.6键盘及键盘接口设计 4.6.1矩阵式键盘由行线和列线组成4.6.2矩阵式键盘工作方式扫描方式(循环扫描和定时扫描)、中断方式4.6.3用扩展I/O接口来搭接矩阵式键盘适用于按键较多的场合,它由行线和列线组成,按键设置在行、列线分别连接到按键开关两端,行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键动作时,行线处于高电平状态,而当有按键按下时,行线电平状态将由此行线相连的列线电平决定。列线电平为高,则行线电平亦为高;列线电平如果为低,则行线电平为低。这可以识别矩阵键盘按键是否按下。按键位于行、列交叉点上。如一个33的行、列结构可以构成一个含有9个按键的键盘等等。矩阵式键盘的优点在于在按键数量较多时,矩阵键盘比独立键盘节省了很多I/O口,由于矩阵键盘中行、列线为多键共用,各按键均影响该键所在的行和列电平。所以,必须将行、列线信号配合起来并作适当的处理,才能确定闭合键的位置。本设计采用矩阵式键盘。对于矩阵式键盘,按键的位置由行号和列号唯一确定,所以分别对行号和列号进行二进制编码,然后将两值合成一个字节,高4位是行号,低4位是列号在视觉上是直观的。4.7自动转位刀架控制4.7.1刀具的转位控制有效电平为高。刀架处于一个信号为高电平的刀号的位置。连接图如下所示:T01T04为四工位刀具号,刀架到位信号低电平有效(常闭)。刀架定位采用NPN型霍尔接近开关元件发信号,当磁头通过霍尔元件感应头时,霍尔元件导通,给系统发出信号。4.7.2限位开关的应用 本系统具有软件限位功能以进行超程检查,可以不安装超程检查限位开关。由于其具有局限性,当驱动器产生故障,不能是机床停止,因其运动超出了软件的限制范围,通常机床上的信号为常闭触点信号。当触点断开时,控制系统复位,并使机床紧急停止。通常这个信号由按钮开关的B 触点指令。产生急停后,系统准备信号MRDY将断开,同时封锁运动指令输出。由此综合考虑,必须安装限位开关以保证机床的高安全性能。限位开关链接如下所示:4.8显示器接口设计LED显示器有静态显示和动态显示两种方式。有多位LED显示时,为了节省I/O口线,简化电路,降低成本,一般采用动态显示方式。动态显示方式是一位一位地分别轮流点亮各位显示器,对每位显示器来说,每隔一段时间轮流点亮一次。显示器的亮度既与点亮和熄灭时间的比例有关,也与导通电流有关。这种显示方式将七段LED显示器的所有段选位并联在一起,由一个8位I/O口控制,实现各位显示器的分时选通。在单片机系统中,常用的显示器有:发光二极管显示器,简称LED。LED显示块由发光二极管显示字段组成,由于7段LED显示块有7个段发光二极管,所以其字形码为一个字节;“米”字形LED显示块有15段发光二极管,所以字形码为两个字节。由m片LED显示块可拼接成m位LED显示器,共有m根位选线和8m根段选线,根据显示方式不同,位选线和段选线的连接也各不相同,位选线则控制显示位的亮、暗,而段选线控制显示字符的字型。下图是LED显示器采用共阴极方式,设置了36个键。6个显示器的段选码由8155的PB口提供,位选码由8155的PA口提供(PA口同时也提供行列式未编码键盘的列线),行列式未编码键盘的行线由PC口提供。图中8155的PB口扫描输出总是只有一位为高电平,即PB口经反相后仅有一位公共阴极为低电平,8155的PA口则输出相应位(PB口输出为高对应的位显示器)的显示数据,使该位显示与显示缓冲器相对应的字符,而其余各位均为熄灭,依次改变8155的PB口输出为高的位,PB口输出对应的是显示缓冲器的数据。 4.9标准型数控系统4.9.1数控系统硬件电路的设计1)微机控制系统硬件电路设计的内容:CNC、NC、CPU、.三总线、存储器、输入输出接口电路2)主控微机的选择 采用单片机主控微机3)MCS-5单片机的内部结构:8051是一个八位的CPU、128BRAM、4KBROM、2个特殊功能寄存器4个8位并行I/O接口,一个全能的串行接口,2个16位定时/计算器87514KBEPROM,8031没有ROM4)MCS-51单片机的基本特性:具有8位的CPU芯片内有时钟电路具有4KB字节的内部程序存储器ROM具有128bytes的数据存储器(RAM)具有21个特殊功能的寄存器具有32条I/O口线具有2个可编程定时/计数器具有一个全功能串行接口(2跟线)具有5个中断源,2个优先级具有外部数据存储器寻址空间为64kBMCS-51引脚功能40个引脚双列直接封装形式(DIP)由于受到引脚的数量限制,有一部分具有第二功能40个引脚的分类:电源引脚(2跟线)时钟引脚(2跟线)控制引脚(4跟线)作I/O引脚(每个8跟,共32条线)电源Vcc芯片电源+5v(40引脚)Vss接地线(20引脚)XTAL1(19脚)接晶体振荡电路的输入端XTAL2(18脚)接晶体振荡电路的输出端控制线控制线引脚(4跟线)RST/Vpp(第9引脚)复位/备用电源的输出正常工作时,RST为复位信号输入端,只要在RST引脚止,连续保持2个机器周期上的高电平MCS-51单片机实复位。在Vcc掉电情况下,此脚还可接备用电源,由Vpp向内部RAM供电,保持数据不掉失。ALE/(30脚)地址锁存输出/编程脉冲输入端其中只用于8751。 5)MCS-5系列(三总线结构)(1)地址总线AB宽度16位,外部存储器直接64KB16位地址总线中,Po口线锁存器提高低8位地址A0A7P2口提供高8位地址A0A15(2)数据总线DB宽8位P0口提供D0D7(3)控制总线CB:四跟专用的控制线P3口提供的第二功能提高8根6)振荡器和时钟电路内部时钟电路方式利用芯片内部振荡电路在XTAL1、XTAL2引脚上外接定时元件,内部振荡器,产生自激振荡定时元件用石英晶体外部时钟电路第五章、数控机床部分控制程序5.LED动态显示程序设计LED动态显示方式的电路接口电路形式如下图:数码管是八位共阴极,所以发光时字形驱动输出“1”有效,位选驱动输出“0”有效。对8155来讲,字形码输出“0”有效,位选扫描电平为“1”有效。各数码管是分时轮流通电,一般在8个以内,因为每个数码管所分配到实际导通的时间会太少,亮度不够,加上发光管具有余辉特性及人眼具有视觉暂留作用,适当选取循环扫描频率时,这样看上去的数码管是同时亮的,察觉不出有闪烁现象。通常采用动态显示字形码输出及位选信号输出经过驱动后再与数码管相连。以下是对LED动态显示电路的程序设计:LED动态显示接口MOD: PUSH ACC ;保护现场PUSH DPHPUSH DPLSETB RS0MOV R0,#CWR ;指向8155控制口MOV A,#4DH ;设置8155工作方式字MOVX R0,A ;设A口、C口都为输入DIR: MOV R0,#DIS5 ;指向显示缓冲区首单元MOV R6,#20H ;选中最左数码管MOVX R7,#00H ;设定显示时间MOV DPTR,#TAB ;指向字形表首址DIRI: MOV A,#00HMOV R1,#POC ;指向8155A口(字形口)MOVX R1,AMOVX A,R0 ;取要显示的数MOVC A,A+DPTR ;查表得字形码MOV R1,#POA ;指向8155A口(字形MOV R1,A ;送字形码MOV A,R6 ;取位选字MOV R1,#POC ;指向位选口MOV R1,A ;送位选字HERE: DJNZ R7,HERE ;延时INC R0 ;更新显示缓冲单元CLR CMOV A,RRRC A ;位选字移位MOV R,AJNZ DIR1 ;未扫描完继续循环CLR RS0 ;恢复现场POP DPLPOP DPHPOP ACCRETTAB: DB 3FH,06,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07 ;07 DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;80FH5.串行扩展口的键盘、显示器接口电路软件设计可以实现的功能:上电后要求第一位显示器显示提示符“H”,随后等待键输入。在按“1”或“0”键后将分别转入#1键功能和#0键功能程序。程序框图如下:电路设计MAIN: CLR P 1.4 ;清显示SETB P1.3 ;开显示输入SETB P1.4 ;开显示MOV SCON,#00H ;设串口方式为0MOV A,#76H ;“76H”为H的段代码MOV SBUF,A ;段选码串行输入STP: JNB T1,STP ;输出等待CLR T1 ;清发送完标准,准备下次发送CLR KET ;调键盘子程序MOV DPRT,#PL0 ;置散转入地址表MOV R2,A ;键值送R2 ADD A,R2 ;由于LJMP为三字节指令,需对键值ADD A,R2 ;进行修正,以形成正确的散转入口偏JMP A+DPTR ;移量KEY: MOV A,#00H ;送全扫描字,判断是否有键按下MOV SBUF,A ;全扫描字从串行口输入STP2: JNB T1,STP2 ;等待发送CLR T1STP3 JB P1.5,STP ;若无键按下,等待LCALL TIME ;若有键按下,调延时子程序消抖动JB P1.5,STP ;是键抖动,返回键等待MOV R7,#08H ;查键号初始化,列数R7MOV R6,#0FEH ;首列扫描子R6MOV R3,#00H ;首列偏移量R3MOV A,R ;送列扫描字KEYS: MOV SBUFASTP4: JNB T1,STP4CLER T1JB P1.5,NEXT ;若此键按下,准备查询下一列MOV A,#00H ;若此列键按下,送全扫描字MOV SBUF,ASTP5: JMB T1,STP5CLR T1STP6: JNB T1,STP ;等待键释放,若键未释放,等待MOV A,R3 ;键号送ARETNEXT: MOV A,R6RL AMOV R6,AINC RDJNZ R7,KEYS ;8列未查完,返回再查LJMZ KEY ;8列查完返回键扫描子程序入口散转入口地址表:PLO+03H: LJMP PLGM1 ;PLGM0为#01键子程序入口地址PLO+00H: LJMP PLGM0 ;PLGM0为#00键子程序入口地址5.步进电机控制程序的设计步进电机控制的最大特点是开环控制,旋转量的误差为零,不需要反馈信号。在五相十拍的程序中,P1口输出的控制字是在程序中给定的。在五相十拍的控制中,由于控制字较多,故把这些控制字以表的形式预先存放在内部RAM单元中,运行程序时以表的方式逐个取出并输入。步进电机的驱动方式采用高低压驱动,即在电机开始启动时,加额定或超过额定值的电压,以便在较大的电流驱动下,使电机快速移动;而在锁步时,则加低于额定值的电压,给与电机绕组锁步所需的电流。既能减少功耗又能提高运行速度。假如正反转控制字按次序存放在以point为首地址的内部RAM中,内容如下所示:Point: DB 01H ; 正转ADB 02H ;AEDB 03H ;EDB 04H ;EDDB 05H ;DDB 06H ;DCDB 07H ;CDB 08H ;CBDB 09H ;BDB 10H ;BADB 00H ;循环标志DB 01H ; 反转ADB 10H ;ABDB 09H ;BDB 08H ;BCDB 07H ;CDB 06H ;CDDB 05H ;DDB 04H ;DEDB 03H ;EDB 02H ;EADB 00H ;循环标志程序:ROUTN: JB F0,LOOP2 ;判正反转 MOV R1,#POINT ;建立正转数据指针LOOP1: MOV A。R1 ;读控制字JZ LOOP ;MOV P1,AACALL DELAY ;延时INC R1 ;指针加1AJMP LOOP1 ;循环LOOP2: MOV A,#POINT ;建立反转数据指针ADD A,#06HMOV R1,AAJMP LOOP1LOOP3: DJNZ R0,ROUTN ;判断步数是否达到预定值 RET结 论在本次设计过程中, 我大量阅读了各种技术资料及设计手册,不仅认真探讨了机械领域内的各种基本问题,对机械结构有了更深刻的认识,而且对电气控制系统即单片机也进行了初步的学习和研究。本次设计不仅加深了对自己专业所学课程的全面理解,而
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:CJK6132数控车床及其控制系统设计【3张CAD图纸+毕业论文】
链接地址:https://www.renrendoc.com/p-435862.html

官方联系方式

2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩,下载后原文更清晰   
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ:2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话:400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知人人文库网,我们立即给予删除!