(完整word版)CA6140普通车床纵向进给系统的数控化改造(经济型)

1、目录目录1.一、设计任务书2.二、设计要求5.2.1 总体方案设计要求5.三、机械部分的改造设计和计算7.2.2 进给系统机械结构改造设计7.2.3 纵向进给伺服系统机械部分的计算与选型7.2.3.1、 传动计算8.2.3.2、 切削力计算8.2.3.3、 滚珠丝杠设计计算8.2.3.4、 交流伺服电机的选择1.02.4 横向进给伺服系统机械部分的计算与选型1.22.4.1、 传动计算1.22.4.2、 切削力计算1.22.4.3、 滚珠丝杠设计计算1.22.4.4、 交流伺服电机的选择1.4四、单片机型数控系统硬件电路设计1.74.1 设计内容1.7.4.2 控制系统的功能要求1.74.3

2、硬件电路的组成：1.84.4 选择电气元件及电路设计1.84.4.1 微机机型和扩展存储器的选择1.84.4.2 确定I/O接口2.04.4.3 键盘接口设计2.04.4.4 步进电机驱动电路设计2.14.4.5 其它辅助电路设计2.1五、系统控制软件的设计2.35.1 系统控制软件的主要内容2.35.2 软件设计2.3.5.2.1 系统控制功能分析2.35.2.2 系统管理程序控制2.45.2.3 交流伺服电机控制子程序设计2.45.2.4 编语言程序设计2.6六、心得体会3.0.七、参考文献3.1.设计任务书4.脉冲当量:=0.01mm课程设计题目CA6140普通车床纵向进给系统的数控化改

3、造（经济型）学院机械工程学院专业机械制造及其自动化年级2010已知参数和设计要求：1.工作台重量：W=800N（粗估）2.滚珠丝杆导程：T=6mm（供参考）3.行程：S=640mm5 .快速进给速度：V快=3m/min6 .快速进给速度：V进=1m/min7 .时间常数：t0100ms学生应完成的工作：1 .机械结构装配图A1图纸2张，要求视图基本完整、符合标准。2 .数控系统组成框图（或画在设计说明书里面）A2图纸1张。3 .数控系统电气原理图A1图纸1张。目前资料收集情况（含指定参考资料）：1 .机床设计图册哈工大华中纺织工业大学2 .机床设计手册机械工业出版社3 .机械设计手册化学工业出

4、版社4 .微机接口设计参考书5 .现代机械设计师手册机械工业出版社1.5天6.5天3.5天1.5天1天（约8000字）1天课程设计的工作计划:1 .方案论证2 .机械部分设计3 .电气部分设计4 .软件设计5 .编写说明书6 .准备答辩及答辩任务下达日期2013_年12月23完成日期指导教师（签名）（签名）:、设计要求2.1 总体方案设计要求总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择等。（ 1） 普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系统。（ 2） 车床数控化改装

5、后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下应简化结构、降低成本，因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。（3）根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求，经济型数控机床一般采用8位微机。在8位微机中，MCS51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性价比，因此，可选MCS51系列单片机扩展系统。（4）根据系统的功能要求，微机数控系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器、I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器，包括光电隔离电路和步进电机驱动电路，此外，系统中还应包括螺

6、纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。（5）设计自动回转刀架及其控制电路。（6）纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。（7）为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。（8）采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。（9）原机床的主要结构布局基本不变，尽量减少改动量，以降低成本缩短改造周期。（10）机械结构改装部分应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保正安装、调试、拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。经济型数控车床

7、总体方案框图加工H件4状1编程手工输入.计复机一"磁带方语箱步进电机三、机械部分的改造设计和计算3.1 进给系统机械结构改造设计进给系统改造设计需要改动的主要部分有挂轮架、进给箱、溜板箱、溜板刀架等改造的方案不是唯一的。以下是其中的一种方案：挂轮架系统：全部拆除，在原挂轮主动轴处安装光电脉冲发生器。进给箱部分：全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成丝杠、光杠和操作杠拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的另一端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。溜板箱部分：全部拆除，在原来安装滚珠丝杠中间支撑架和螺母以及部分操作按钮。横溜板箱部分：将原横溜板的丝杠的、螺母拆除，改装横

8、向进给滚珠丝杠螺母副、横向进给步进电机与齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠相连。刀架：拆除原刀架，改装自动回转四方刀架总成。3.2 纵向进给伺服系统机械部分的计算与选型进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括：计算切削力、滚珠丝杠螺母已知条件：1. 工作台重量：2. 滚珠丝杆导程：3. 行程：4. 脉冲当量：5. 快速进给速度：6. 切削进给速度：7. 时间常数：副的设计、计算与选型、齿轮传动计算、步进电机的计算和选型等。W=1200N（粗估）T=510mm（后面取的6mmS=1000mm=0.01mmV也=5m/min快V进=1.5m/mint<100ms321、传动计算uT3

9、60其中：a一步距角(本设计取0.75?),脉冲当量(本设计是0.01mm)T丝杠螺距(本设计取6mm)。3600.01360所以u0.8T0.756确定齿轮参数：取Zi=28,Z2=35,m=2mm则di=mZi=2>28mm=56mmd2=mZ2=2>35mm=70mmb=20mm3.2.2、 切削力计算技术基础】刀具角度:查表2-7:主切削力:切深抗力:走刀抗力:式中刀具选取加工材料为1CU8Ni9Ti141HBW,刀具材料硬质合金,圆纵车、横车、链孔；查表2-5Cfc2000,xfc1.0,yFc0.75,nFcKr75,r010,s5：KrFc0.92,KsFc1,Kr0

10、Fc1xFcyFcnFcFcCFcaspfVcKFc20000.92aspf0.7518402.50.30.751864.7NspFd(0.10.6)FC0.5FC0.51864.7932.35NpccFf(0.150.7)Fc0.6Fc0.61864.71118.82Nap切削深度，取ap=2.5mmf进给量，取f=0.3mm/r。3.2.3、 滚珠丝杠设计计算三角形一矩形综合导轨车床的轴向力按下列实验公式计算：FmKFf(FcW)1.151118.820.05(1864.71200)加工形式为外0;【机械制造1439.878N式中系数K=1.15,摩擦系数按氟塑料导轨取0.05。(1)疲劳

11、强度计算3LfwfmfHCm滚珠丝杠的当量动载荷Cm为:fa式中L工作寿命，L驾60V快1000T750(106转)。n为丝杠转速,106Ph106Ph为导程T为实用时间寿命，数控机床取T15000(h)ofw运载系数，取1.2;fa精度系数，取1储一硬度系数，取1因此滚珠丝杠的当量动负荷:3LfwfmfHfa37501430.8781.21115698.6N由该当量动载荷应小于丝杠的额定动负荷,且使用条件为纵向进给，故选择丝杠CMD3206-3。(2)刚度验算滚珠丝杠的刚度按照下式校核:123丝杠的支撑方式为两端端固定。故丝杠拉压弹性位移：Fml11439.8781284八八1"3

12、.6um4AE4(32)22.11054其中：111.2S10T1.210001461284mm丝杠副内滚珠与滚道的接触变形：Fm1439.8782k29501.52m,其中k2是预紧力为额定载荷的滚动轴承的接触变形：1/3时的接触刚度，查手册得k2=950N/um1、1/3_30.52(2)FmDwZ2/3初选推力球轴承51106,T=11,D=47,d=30;DwT5.5mm,Z-(d2T18,代入上式得，37.24m丝杠精度取4级，故12.3616,合格。3.2.4、 交流伺服电机的选择(1)负载转矩MLMl180Fm式中电机到丝杠的总传递效率，查机械设计手册取齿轮传递效率为0.99,滚

13、动轴承0.99,推力轴承0.99,联轴器0.99导程角:1,s、1,5、7tan()tan()4.550d20效率:tantan4.5500.965tan()tan(4.55010)因此总效率：总0.990.9940.990.9650.908Ml180Fm1800.011031439.8780.750.9091.21Nm(2)滚珠丝杠副预紧引起的附加转矩M0180KF。Mo0式中Fo丝杠螺母的预紧力，F。K预紧螺母内部的摩擦系数,1Fm3取478N0.2因此一180KFo180Mo0.20.010.753104780.073Nm(3)加速度转矩Maf1f0Ma(-0)J180t式中f1电机工作

14、频率。切削进给时:flv进1000360.,-i2500Hz60Ph0.75空行程时：f1v进1000360i60Ph0.758333Hzf0突跳起动频率，f。200Hzot加速时间，t0.1s。Ph-为导程。I传动比。J传动系统折算到电机轴上的等效转动惯量。对于一级齿轮传动系统，按下式计算：J(J0Ji)(马)2(J2J3)m(180-)2Z2d式中，J0为电机转子惯量；对于材料为钢的圆柱形零件，具转动惯量可按下式计算：J7.8104D4L齿轮转动惯量：J17.81045.6421.534104352441800.011032J13.2103.7510()(10.5101.53410)120

15、()3.6510280.75切削进给时：0.75,25002003Ma()3.65101.099Nm1800.1空行程时：0.7583332003Ma()3.651033.886Nm1800.1故总转矩：M1.210.0733.8865.169Nm交流伺服电机M'=1.1M1.5M=5.686N.m7.753N.m所选电机的额定转矩在M'范围内，能够满足要求。kgcm2J27.81047423.75104kgm2丝杆转动惯量：J37.81043.24128.410.5104kgm2电机初选为GS系列，120MB075廛号电机转子惯量J0为13.2kg.cm2,额定转矩M为7.1

16、6N.m3.3横向进给伺服系统机械部分的计算与选型滚珠丝杠螺母进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括：计算切削力、副的设计、计算与选型、齿轮传动计算、步进电机的计算和选型等。已知条件：工作台重量：W=450（粗估）滚珠丝杆导程：T=510mm（后面取的5mm行程：S=270mm脉冲当量：=0.005mm快速进给速度：V申=2.5m/min大切削进给速度：V进=1m/min时间常数：t0100ms3.3.1、 传动计算uT360其中:所以a一步距角（本设计取0.75?）,脉冲当量（本设计是0.005mm）T丝杠螺距（本设计取5mm）。3600.01360u0.48T0.756确定齿轮参数:取Z

17、二24mm,Z2=50,b=20mm贝d仁mZ1=1.5x24=36mmd2=mZ2=1.5x50=75mmb=20mm3.3.2、 切削力计算横向进给量为纵向的进给量的1/2,则切削力也约为纵向的1/2.3.3.3、 滚珠丝杠设计计算横向进给量为纵向的1/2,则切削力约为纵向的1/2.三角形一矩形综合导轨车床的轴向力按下列实验公式计算:768.38NFm1/2KFf(1/2Fc21/2FpW)1.151118.82/20.05(932.35932.35450)式中系数K=1.15,摩擦系数按氟塑料导轨取0.05。(3)疲劳强度计算滚珠丝杠的当量动载荷Cm为:faCm式中L工作寿命，L誓60V

18、快1000T450(106转)。n为丝杠转10Ph10速，Ph为导程T为实用时间寿命，数控机床取T15000(h)ofw运载系数，取1.2;fa精度系数，取1fH-硬度系数，取1因此滚珠丝杠的当量动负荷:CmLfwfmfHfa3750768.361.2117065.8N由该当量动载荷应小于丝杠的额定动负荷，且使用条件为纵向进给，故选择丝杠CMD2005-2.5(4)刚度验算滚珠丝杠的刚度按照下式校核：123丝杠的支撑方式为两端固定。故丝杠拉压弹性位移：Fml1768.38(1.227070)11.645um4AE4(20)22.11054丝杠副内滚珠与滚道的接触变形：Fm768.38k2729

19、1.054m,其中k2是预紧力为额定载荷的1/3时的接触刚度，查手册得k2=729。滚动轴承的接触变形：1、1/32/30.52(2)Fm，DwZ初选推力球轴承Dw6mm,251202,T=12,D=32,d=15;Z(Dd)T39,代入上式得，35.548m丝杠精度取3级，故38.24712,合格。3.3.4、 交流伺服电机的选择(4)负载转矩Ml180FmMl式中电机到丝杠的总传递效率，查机械设计手册取齿轮传递效率为0.99,滚动轴承0.99,推力轴承0.99,联轴器0.99导程角:1stan(7)1,5、c。tan()4.55020效率:tantan()-tan4,5500.965tan

20、(4.55010)因此总效率：总0.990.9940.990.9650.908一180Fm1800.01103768.38ML切m0.452Nm0.750.909Ml空180uW1800.00510360一0.05Nm0.750.909(5)滚珠丝杠副预紧引起的附加转矩Mo0180KFoMo式中Fo丝杠螺母的预紧力，F。K预紧螺母内部的摩擦系数,3Fm取256.12N,0.2因此一180KFo1800.2Mo一0.01310256.120.039Nm0.75(6)加速度转矩Ma式中Ma商(ff0)Jf1电机工作频率空行程时：fi4687.5Hz500J0.31044.94104()2(0.40

21、431040.0262104)6.68104kgm2450(1800.01100.753-)2切削进给时：fiv进1000360i1875Hz60Ph0.75v进1000360.i60Ph0.75f0突跳起动频率，f0200Hzot加速时I可,t0.1s°J传动系统折算到电机轴上的等效转动惯量。对于一级齿轮传动系统,按下式计算：J(J0J1)eZ1)2(J2J3)m(180-)2Z2d式中，J°为电机转子惯量，对于材料为钢的圆柱形零件，具转动惯量可按下式计算：J7.8104D4L齿轮转动惯量:_4_4_42J17.8104_42J27.8107.524.9410kgm丝杆转

22、动惯量：J37.81042439.40.4043104kgm2电机初选为GS系列，60CB040C电机转子惯量0.3kg.cm2,额定转矩为1.27N.m(2.41,5)420.262104kgcm2切削进给时：0.75,18752004Ma()6.68100.39Nm1800.1空行程时：0.75.46872003Ma()3.65100.15Nm1800.1故总转矩：M0.4520.220.391.062Nm交流伺服电机M'=1.1M1.5M=1.1621.593N.m所选电机的额定转矩M=1.27N.m在M'范围内，能够满足要求四、单片机型数控系统硬件电路设计4.1 设计内

23、容（ 1） 按照总统方案以及机械结构的控制要求，确定硬件电路的方案，并绘制系统电气控制的结构框图；（ 2） 选择计算机或中央处理单元的类型；（ 3） 根据控制系统的具体要求设计存储器扩展电路；（4）根据控制对象以及系统工作要求设计扩展I/O接口电路，检测电路，转换电路以及驱动电路等；（ 4） 择控制电路中各器件及电气元件的参数和型号；（ 5） 制出一张清晰完整的电气原理图，图中要标明各器件的型号，管脚号及参数；（ 7） 说明书中对电气原理图以及各有关电路进行详细的原理说明和方案论证。4.2 控制系统的功能要求（ 1） z向和x向进给伺服运动控制（2）自动回转刀架控制（3）螺纹加工控制（4）行程

24、控制（5）键盘及显示（6）面板管理（7）其他功能：单段、功率放大、暂停、急停、启动。4.3 硬件电路的组成:后面所画大图采用MCS-51系列单片机组成的控制系统硬件电路原理图。电路的组成如下：(1)CPU采用8031芯片；(2)扩展程序存储器2732两片，6264一片;(3)扩展可编程接口芯片8255两片；(4)地址锁存器，译码器个一个；(5)键盘电路，显示电路；(6)光电隔离电路，功率放大功率；(7)越程暂停电路，急停电路，启动电路；(8)面板管理电路。数控系统结构框图4.4 选择电气元件及电路设计4.4.1 微机机型和扩展存储器的选择确定微机机型就是选择CPU。单片机价格低、可靠性较高，适

25、用于控制，选择单片机做控制器比较合适。根据总体方案的确定，微机采用MCS-51系列单片机。51系列有三种型号：8031是无ROM的8051;8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控机中应用最多的是8031单片机。本设计就采用8031单片机。8031单片机是美国Intel公司的产品MCS51系列单片机的一个型号，是目前性能较高的8位单片微型计算机。8031单片机内部包含一个8位CPU,128字节的RAM，两个16位定时器，四个八位并行口，一个全功能串行口，可扩展的外部程序存储器和数据存储器的容量为64K字节，具有5个中断源并配有两个优先级，还有21个特殊功能寄存器。所以8031单片

26、机是一种理想的8位微型计算机，在各种数控系统中的到广泛的应用。A.程序存储器的扩展a.选用2732芯片常用的EPROM存储器有2716，2732，2764，27128，27256等，容量分别为2K、4K、8K、16K,32K。由于车床数控系统包括系统控制程序和加工程序，采用4KBX8的2732芯片。2732芯片是一个有24根引脚的双列直插式集成元件。该芯片共有13根地址线A0A12,8根数据线DAD7,其余的为控制线。2732低八位地址线和74LS373的输出端连接，高六位地址线直接与8031的P2.0P2.5连接。它的八位数据线直接与8031的P0口连接。b.地址锁存器74LS373单片机规

27、定P0口提供低8位地址线，同时又要作为数据线，所以P0是一个分时输出低8位地址和数据的通道口。为了把地址信息分离出来保存，提供外接存储器的低8位地址信息，通常采用74LS373作为地址锁存器。除74LS373外，74LS273、8282、8212等芯片也可用作地址锁存器，使用时接法稍有不同，由于接线稍繁，多用硬件和价格稍贵，故不如74LS373用得普遍。74LS373作为地址锁存器。D1D8是输入端，Q1Q8是输出端，CE是片选端，片选端G与8031单片机的地址锁存信号ALE连接。当片选端G=1时，74LS373的输出端与输入端相通，当G端从高电平返回低电平（下降沿）时，输入的地址信息就被锁入

28、Q1Q8中。B.数据存储器的扩展a.选用6264芯片数据存储器选用8Kx8位的6264芯片。6264低8位地址线通过地址锁存器74LS373与8031P0口相接，高5位地址线分别与P2.0P2.4相连，8位数据线直接接到8031P0口，读写控制引脚OE,W凹8031的读写控制引脚RD,WM接相连，片选端CE1通过译码电路与8031相连。b.地址译码器74LS138外部芯片都通过总线与单片机连接，单片机数据总线分时地与各个外部芯片进行数据传送，故需进行片选控制。若芯片内有多个地址单元时，还要进行片内地址选择。8031单片机应用系统的地址译码规定，外部扩展芯片与数据存储器统一编址，所以外部芯片不仅

29、占用数据存储器一定数量的地址单元，而且要使用读/写信号与读/写指令完成数据传送。经济型数控硬件结构中采用全地址译码方式。所谓全地址译码是：低位地址作为片内地址，高位地址用译码器译码，译码器输出的地址选择信号作为片选线连至每个外部芯片的片选端。地址译码常用74LS138译码器，G1、G2所口G2B是赋能端，ABC是选择端，Y0Y7是输出端。74LS138地址译码电路输入端出占用了8031单片机的P2.5P2.7三根高位地址线，剩余的13根地址线用作数据存储器的内地址线。74LS138译码器每一个输出端可接一个外部芯片的片选端实现分时片选控制，因此，一个74LS138译码器的8根输出端可以连接8个

30、8K字节地址空间。单片机的读/写信号经过与门后控制译码器的赋能端G2AG2B这就保证只有在读/写状态时译码器输出端才会输出片选。4.4.2 确定I/O接口8031只有P1口可作为普通I/O口用，所以需扩展。键盘需要32个键，采用矩阵式键盘，需12个I/O口；显示器采用6个LED,需6个I/O接口；两个三相步进电机，采用软件环行分配器，需6个；刀架需4个；紧急停需1个。采用一片8279芯片和一片8255A即可。键盘/显示器接口采用8279芯片，因为8279芯片是专用的键盘/显示器接口芯片，还可以编程。8279芯片具有消颤（去抖动）、双键同时按下保护功能。显示控制亦按扫描方式工作，可以显示8或16

31、个数码（字符）。LED的个数应满足显示值的要求和便于显示。8279与单片机8031的连接无特殊要求，除数据线、RESET、WR、RD直接连接外，CS与74LS138译码器输出线Y1相连；8279的IRQ经反相器与8031的中断请求输人线INT1相连；时钟输人端CLK与8031的地址锁存控制端ALE相连。8279键盘最大可配置8X8个键，实际用了32个键。扫描线信号为SL0SL2,经74LS138译码器输出的4个列选信号，接入键盘列线。键盘行查询用了RL0RL7的8根回馈线，接人键盘行线。8279配置的8位共阴极LED显示器，其字位线由扫描线SL0SL2经译码器、驱动器提供，字段线由OUTA0O

32、UTBA3、OUTB0OUTB3通过驱动器提供。4.4.3 键盘接口设计首先判断键盘上有无键闭合，先送8255的PA口一个数据为00H,使列线PAgPA7的电平均为0,然后读PB口的PBAPB2的状况；若不全为“1”，则有键闭合，此时延时10ms去掉抖动后再判断有无键闭合。如无则继续扫描，如有则判断按下的键号。如确定有键按下时，便开始计算键值。当采用8行4列的键盘时，定义第一行的键为00H03H,定义第二行键的键值为04H07H,依次类推。首先判断是哪一行有键闭合，若第一行有键闭合，设置初值为00H,若第二行有键闭合，则设置初值为04H,依次类推。接着对列线进行扫描以判断是哪一列闭合。方法上使

33、PA0对应的列线输出低电平，其余均为高电平，判断一下是否第一列有键闭合，如有则列计数为00H,与初值相加则为键值，也即是键盘的键号，如无则把低电平移到第二列上再判断，直到四列线全判断完毕，找出列线为止。然后计算键值，最后可根据键号跳转到相应的键功能程序的入口。4.4.4 步进电机驱动电路设计(1)脉冲分配器步进电机的控制方式由脉冲分配器实现，其作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲按一定的分配方式和顺序输送给步进电机的各相绕组，实现电机正反转。数控系统中通常使用集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。本设计采用集成脉冲分配器YB013。(2)光电隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后

34、控制步进电机的励磁绕组。如果将输出信号直接与功率放大器相连，将会引起电气干扰。因此在接口电路与功率放大器间加上隔离电路实现电气隔离，通常使用光电耦合器。(3)功率放大器脉冲分配器的输出功率很小，远不能满足步进电机的需要，必须将其输出信号放大产生足够大的功率，才能驱动步进电机正常运转。因此必须选用功率放大器，需根据步进电机容量选择功率放大器。本设计选用功率放大器。4.4.5 其它辅助电路设计(1)8031的时钟电路单片机的时钟可以由两种方式产生：内部方式和外部方式。内部方式利用芯片的内部振荡电路，在XTAL1XTAL2引脚上外接定时元件，如下图所示。晶体可以在1.212之间任意选择，耦合电容在5

35、30pF之间,对时钟有微调作用。采用外部时钟方式时，可将XTAL1直接接地，XTAL2接外部时钟源。(2)复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现。在时钟工作后，只要在RESET引脚上出现10ms以上的高电平，单片机就实现状态复位，之后CPU便从0000H单元开始执行程序。在实际运用中，若系统中有芯片需要其复位电平与8031复位要求一致时，可以直接相连。五、系统控制软件的设计5.1 系统控制软件的主要内容数控系统是按照事先编好的控制程序来实现各种控制功能。按照功能可将数控系统的控制软件分为以下几个部分：1、系统管理程序：它是控制系统软件中实现系统协调工作的主体软件。其功能主要是接受操作者的命令，

36、执行命令，从命令处理程序到管理程序接收命令的环节，使系统处于新的等待操作状态。2、零件加工源程序的输入处理程序。该程序完成从外部I/O设备输入零件加工源程序的任务。3、插补程序。根据零件加工源程序进行插补，分配进给脉冲。4、伺服控制程序。根据插补运算的结果或操作者的命令控制伺服电机的速度，转角以及方向。诊断程序。包括移动不见移动超界处理，紧急停机处理，系统故障诊断，查错等功能。5、机床的自动加工及手动加工控制程序。6、键盘操作和显示处理程序。包括监视键盘操作，显示加工程序、机床工作状态、操作命令等信息。5.2 软件设计5.2.1 系统控制功能分析数才5X-Y工作台的控制功能包括：（1）、系统初

37、始化。如对I/O接口8155,8255A进行必要的初始化工作，预置接口工作方式控制字。（ 2） 、工作台复位。开机后工作台应该自动复位，亦可手动复位。（ 3） 、输入和显示加工程序。（ 4） 、监视按键，键盘及开关。如监视紧急停机键及行程开关，键盘扫描等功能。（ 5） 、工作台超程显示与处理。工作台位移超过规定值时应该立即停止工作台的运动，并显示相应的指示字符。（ 6） 、工作台的自动控制。(7)、工作台的手动控制。(8)、工作台的联动控制。5.2.2 系统管理程序控制管理称许是系统的主程序，开机后即进入管理程序。其主要功能是接受和执行操作者的命令。在设计管理程序时，应确定接收命令的形式，系统

38、的各种操作功能等。数控X-Y工作台的基本操作功能有：输入加工程序，自动加工，刀位控制，工作台位置控制，手动操作，紧急停机等。5.2.3 交流伺服电机控制子程序设计(1)直线插补查任务书，我的直线插补为，二象限;由计算：当Fi0时，X走一步，FiFizZ走一步，FiFiXe流程图如下:(2)圆弧插补查任务书，我的直线插补为，二象限；由计算：当Fi0时，X走一步，XX1,FiFi2X1Z走一步，YY1,FiFi2Y1程序流程图如下：5.2.4 编语言程序设计(1)内存地址分配加速脉冲数计数器N0地址设为20H;恒速脉冲数计数器N1低8位字节地址为21H,高8位字节地址位22H;减速脉冲数计数器N2

39、地址位23H。加速，减速，恒速脉冲总数寄存器N低位字节地址位24H,高位字节地址位25H；步进电机进给控制子程序FEED首地址位0E80H。每调用一次该程序，步进电机按规定方向进给一步。（2）程序清单7;加速;恒速;减速;脉冲总数寄存器；地址指针偏移量N0EQU20HN1LEQU21HN1HEQU22HN2EQU23HNLEQU24HNHEQU25HDSEQU26HFEEDEQU0E80HORG0E00H0E007581600E03758901START：MOVP，#60HMOVTMOD，#01H；设计数器工作方式为1，16位定时器MOVN0，#01A4H；设N0为320MOVN2，#1A4HMOVA，N0；计算2XN0RLAMOVR0，ACLRC；计算N1=N-2N0MOVA，NLSUBBA，R0MOVN1L，AMOVA，NHSUBBA，#00HMOVN1H，AMOVDPTR，#1000HMOVDS，#00HMOVCA，A+DPTRMOVTL0，AINCDSMOVA，DSMOVCA，A+DPTRMOVTH0，AINCDSSETBEASETBET0SETBTR0WAIT：JBEA，WAITR