1、用0806改造C616機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)指導(dǎo)老師：玄兆燕姓 名：班 級(jí)：學(xué) 號(hào)：目錄1、緒論,，32、機(jī)械設(shè)計(jì)部分,43、數(shù)控設(shè)計(jì)部分,144、匯編程序代碼,215、參考文獻(xiàn)，,，28橫向 0.3m/min5800w50ms4kw0.02mm/300mm橫向0.005mm/步橫向1m/min數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨 大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、 多變零件的加工問(wèn)題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度地提高生產(chǎn) 效率。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，一次性投 資較大使企業(yè)心有余而力不足。我國(guó)作為機(jī)床大國(guó)，對(duì)普通機(jī)床數(shù)控 化改造不

2、失為一種較好的良策。尤其對(duì)一些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，面對(duì)周 轉(zhuǎn)資金不足、而企業(yè)又要發(fā)展。可以說(shuō)時(shí)代在呼喚一些專(zhuān)業(yè)人員能夠 對(duì)企業(yè)里面原有的機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造。本文針對(duì)目前企業(yè)現(xiàn)狀，以 C616普通車(chē)床為例，提出簡(jiǎn)易型經(jīng)濟(jì)數(shù)控改造思路和設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)參數(shù)：1、工作臺(tái)重量：2、啟動(dòng)加速時(shí)間：3、主軸電機(jī)功率：4、機(jī)床定位精度：5、脈沖當(dāng)量：縱向0.01mm/步6、快速進(jìn)給速度：縱向2m/min7、切削進(jìn)給速度：縱向 0.6m/min640mm8、工作臺(tái)工作行程：I、機(jī)械部分設(shè)計(jì)一、計(jì)算降速比由設(shè)計(jì)條件橫向脈沖當(dāng)量 = 0.005mm/step ,初選步進(jìn)電機(jī)步距角0 =0,750 ,珠絲杠導(dǎo)程s=6mm查

3、機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)表6.6-26可知s 0.75 6i2.5360.：360 0.005二、切削力的計(jì)算最大切削功率Pmax = P =4 0,8 = 3.2KW式中P為主電動(dòng)機(jī)功率州為主傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)效率，查機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)知 州在0.750.85內(nèi)取值當(dāng)主電動(dòng)機(jī)輸出最大功率，切削速度最小時(shí)，主切削力Fc最大，查C616車(chē)床基本參數(shù)知其最低轉(zhuǎn)速nmin=45r/min。(軸彳全按50mm計(jì)算即：D=50mm由Fcmax 2二 nmin D 10 上 解得60Fcmax =13,59KN由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)知軸向力Ff =(0.30.4)Fc ,取系數(shù)為0.4 計(jì)算 Ffmax = 0.4 父 22.6

4、5 =5.43KN三、絲桿的選型1、 絲桿進(jìn)給牽引力Fm計(jì)算Fm = kFfmax f (Fcmax W) =15 5,43 0.16 (13.59 0.8) =8.55KN式中k=為考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，三角導(dǎo)軌k取1.15f'=導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，三角形導(dǎo)軌屬于普通滑動(dòng)導(dǎo)軌，f取0.15 0.18 ,這里取 f' =0.162、 等效轉(zhuǎn)速nm計(jì)算由設(shè)計(jì)條件知快速進(jìn)給速度vi=1m/min ,切削進(jìn)給速度 v2 = 0.3m/min。珠絲杠導(dǎo)程s=6mm由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-19 可知nm2 1000 v223 s1000 (1 2 0.3)3 6= 88.89r/m

5、in253、 計(jì)算載荷Fc的計(jì)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-19可知Fc -KfKh KlFm -1.3 1 1 8.55-11.12KN式中Kf為載荷系數(shù)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 17-20取Kf=1.3Kh為硬度影響系數(shù)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 17-20取K H =1Ki為短行程系數(shù)查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-20Ki =14、 必須的額定動(dòng)載荷Ca計(jì)算 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-21取壽命要求Lh =10000h由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-19可知5、'nm Lh1.67 104Fc88.89 10000二 31.67 104精度等級(jí)確定11.12 =41.83KN由設(shè)計(jì)條件機(jī)床定位精度0.

6、02mm/300mm查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-27,選取絲桿精度等級(jí)為4級(jí)。6、 選取滾珠絲杠副型號(hào)主要尺寸及材料由Ca MCa查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表 17-33 ,選取絲桿型號(hào)為CDM5006-7.5 , d0 =50mm, Ph=6mm, Dw= 3.969mm, d=49.5mmdi =45.9,循環(huán)圈數(shù)：2.5x2 , R=3882N/Rm螺旋導(dǎo)程角 =arctan-h- = arctan6 =2.19° =2°1115" 二d°二 50查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-24,螺桿的材料為20CrMoA滲碳淬火。螺母材料CrWMn7、 靜載荷驗(yàn)算由機(jī)械零件

7、設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-19可知KFKHFm =1.3 1 8.55 =11.12KN 工 C0a =182.5KN式中Kh為硬度影響系數(shù) 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-20取 Kh =1Coa為額定靜載荷查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-33知CDM5010-5Coa=182.5KN故滿足靜強(qiáng)度要求。8、 穩(wěn)定性驗(yàn)算因螺桿較長(zhǎng)，應(yīng)驗(yàn)算螺桿的穩(wěn)定性，由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-3可知臨界載荷為Fcr二2E1a 二77 二一2 2.06 105 294707 6一z = 1.89 10 N(0.7 804)2E為螺桿材料的彈性模量 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-3取一 一 一2E =206kN/mmIa為螺桿危險(xiǎn)截面的軸

8、慣性矩二 d4644二 49.564 4二 294707 mmN為端部系數(shù)，與螺桿的端部結(jié)構(gòu)有關(guān)，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手 冊(cè)表17-7,按一端固定，一端錢(qián)支 取N = 0.71i 為絲杠螺紋全長(zhǎng) 1i =lu +L =640 + 164 = 804mm（lu為工作臺(tái)行程640mm L為螺母寬度 查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手 冊(cè)表 17-33 L=164mn）又巳=1.65父10 = 192 > 2.5 4 故滿足穩(wěn)定性要求。Fm 0.855 1049、剛度驗(yàn)算按最不利情況考慮，即在導(dǎo)程內(nèi)受軸向力引起的彈性變形與受轉(zhuǎn)矩引起的彈性變形方向一致，此時(shí)變形量最大，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-3知計(jì)算公式為c 16T

9、ls24FmS16 9216.66 624 0.855 104 6S = -7T 7= -7：7 7O二 2Gdi4二 Ed12 二 28.33 10445.94二 2.06 10545.92=0.00015mm = 0.15/md4500 * ","T1 = Fm tan(v) =0.855 10 tan(2 1115 8 40 ) = 9216.66N22（式中摩擦系數(shù)按0.0025計(jì)，當(dāng)量摩擦角Pv=840"） 剪切彈性模量G=8.33 104N/mm2每米螺桿長(zhǎng)度上的螺距的彈性變形= 0.15 o =25m/m ： （-S）P =27.5m/m S 6 1

10、0S由設(shè)計(jì)要求知滾珠絲杠選4級(jí)，由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-9注知相當(dāng)于滑動(dòng)螺旋副為8級(jí)精度，查得（）p的一半為27.5Nm/m S故滿足剛度要求。10、效率計(jì)算0'''tan201115由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表17-3知效率=0.938一 tan = tan(:v)tan(201115' 8'40)四、滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算1、螺旋副摩擦轉(zhuǎn)矩Ti計(jì)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)17-1式d4500 * ","T1 =Fm 0tan( v) =0.855 10- tan(2 11158 40 ) =9216.66Nmm222、 支撐面摩擦轉(zhuǎn)矩T2, T

11、3計(jì)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)17-3式d3 d4450 50T2 =T3 = Fmf -=0.855 104 0.0025 =497.64Nmm44式中摩擦系f數(shù)按0.0025計(jì)d2 , d3為支撐端面內(nèi)外直徑，用絲杠公稱(chēng)直徑d0代替3、 滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tq計(jì)算由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)17-3式Tq =T1 T2 T3 =9216.66 497.64 497.64 = 10211.94Nmm五、 齒輪設(shè)計(jì)1、 選擇齒輪材料并初步確定參數(shù)1）、選擇齒輪材料，及熱處理。由機(jī)械設(shè)計(jì)表8-1選取：小齒輪：40Cr,調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260HBW大齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBW2）、初選齒數(shù)小

12、齒輪齒數(shù)z1 =18大齒輪齒數(shù)z2 =iz1 =2.5 18=453）、選擇齒寬系數(shù)中d和精度等級(jí)初估小齒輪直徑d； =27mm參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-8取齒寬系數(shù)匕=1,則b川dd1' = 27mm '1k尤八 raf 國(guó)、* rfc 'nd 15tt 黑 27 黑 222.23四輪圓周速度 v = 0.134m/s60 100060 1000式中 n1 =in2 =inm =2.5 88.89 = 222.23r/min為保證系統(tǒng)傳動(dòng)精度選取6級(jí)齒輪精度4）、計(jì)算兩次輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N小齒輪 Ni =60n1 Lh =60 222.23 10000 = 1.3 108大齒輪

13、心=%=鋁也=5.3 107 i 2.55）、壽命系數(shù)Zn參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-24取Zni =1, Zn2 =1（不允許有一定量點(diǎn)蝕）6）、接觸疲勞極限lim由機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-20a,查M俄得Aimi =720MPa ,仃Him =580MPa7)、安全系數(shù)Sh參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-11 ,取Sh =18)、許用接觸應(yīng)力Eh】參照機(jī)械設(shè)計(jì)8-14式得!H1 jHlm1" = 720 1 = 720MPaSh1! 2 = -Him2ZN2 = 580=580MPa Sh12、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪的主要參數(shù)1)、確定各相關(guān)參數(shù)值計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 T =Tq J0211.94 =4084.7

14、8Nmm i 2.5確定使用系數(shù)Ka參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-4取Ka =1 確定動(dòng)載系數(shù)Kv參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-11取Kv=1.05齒間載荷分配系數(shù)K：.KaE2KaT 2 1 4084.78- -= 11.21Nmm ： 100Nmmbbd127 27參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-5,取1= 1.5齒向載荷分布系數(shù)K0由機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-14,a取載荷系數(shù) K=KaKvKK：=1 1.05 1.5 1.1 =1.732確定彈性系數(shù)Ze,參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-6得Ze =190七而百確定節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh,參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-16得Zh =2.5 確定重合度系數(shù)Z&,參照機(jī)械設(shè)計(jì)式8-8有_ 11_11；=1.88

15、-3.2() =1.88 -3.2 ()=1.63z1 z218 45參照機(jī)械設(shè)計(jì)式8-7有3、2)、Z34 -；4 一1.63 =0.889求所需小齒輪直徑d1參照機(jī)械設(shè)計(jì)式8-6有“ 2KT u 1/ZhZeZ；d1 _3'-(1-d)2_32 1.732 4084.78 2.5 1190 2.5 0.889：(2.5580)2= 21.89初估小齒輪直徑d1' =27mm符合條件。3)、確定中心距a,模數(shù)m等主要幾何參數(shù)Z11821.89 = 1.23參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-7取標(biāo)準(zhǔn)值m=1.5中心距a =分度圓直徑確定齒寬m(z1+z2) J.5X(18 + 45)47.25

16、mmd1 = mz1 =1.5 18= 27mmd2 = mz2 =1.5 45 = 67.5mmb2 = b = 27mmb 二 th 3mm = 30mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1)、計(jì)算許用彎曲應(yīng)力壽命系數(shù)Yn參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-29取Yn1 =Yn2 = 1極限應(yīng)力Aim參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-25a取二 Flim1 =300MPa 二 Flim =220MPa尺寸系數(shù)Yx參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-30取Yx1 =Yx2 =1安全系數(shù)Sf參照機(jī)械設(shè)計(jì)表8-11取Sf =1.6許用彎曲應(yīng)力2f參照機(jī)械設(shè)計(jì)8-16式2 F lim1YN1Yx1SF2 300 1 116二 375MPa20 f lim 2YN

17、2Yx2SF2 220 1 116二 275MPa2）、 計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力齒形系數(shù)YFa參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-18 取YFa1 = 2.9YFa2 = 2.33應(yīng)力修正系數(shù)Ysa參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖8-19 取Ysa1 =1.58Ysa2 =1.68重合度系數(shù)Y£參照機(jī)械設(shè)計(jì)式8-11Y . = 0.25 075 = 0.25 075 = 0.71；1.632KTYFa1Ysa1Y二 F1齒根彎曲應(yīng)力參照機(jī)械設(shè)計(jì)式8-9 有bd1m2 1.732 4084.78 2.9 1.58 0.7127 27 1.5= 42.1MPa “二F1 =375MPa一 一 YFa2Ysa2、F2 =；-F1Y

18、TFa1T sa1= 421 2.33 1.682.9 1.58= 35.97MPa “二 F2 = 275MPa結(jié)論齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。六、步進(jìn)電機(jī)的選型1）、折算到步進(jìn)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ji查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)表6.6-28知J1 =0.03973 =0.03975 1.045 = 0.04154kgf cm s2齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)表6.6-27知大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J2 =0.78d：b2 106= 0.78 6.754 2.7 10-6 -4.37 10,kgf cm s2小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J3 =0.78d14bl 10f= 0.78 2.74 3 106 =0.124 10

19、4kgf cm s2折算到步進(jìn)電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量查機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)表6.6-27知,1r, , W , S、，Jt = J3 ' _2' J 2 ' J1 ' （ ）i2g 2二= 0.0001240.00437 0.04154 813 -062.59802 二2 = 0.00874kgf cm s 一 / ,2 = 8.56 10 kg m式中i為傳動(dòng)比W 為 工 作 臺(tái) 重 量 （ kgf ）bS為絲杠導(dǎo)程（cm）g為重力加速度 取g = 980cm/ s22）、啟動(dòng)時(shí)步進(jìn)電機(jī)軸角加速度計(jì)算快速進(jìn)給時(shí)電機(jī)軸轉(zhuǎn)速n =i?=2 =416.67r/min2 二 416

20、.6760 0.05_ 2= 872.23rad /s3）、初選步進(jìn)電機(jī)由機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 3.8選取步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為 11BF003 ,其參數(shù)如下：相數(shù)3 ,步距角0.75 ,電壓80 V,相電流6 A ,最大靜轉(zhuǎn)矩7.84 Nm ,空載啟動(dòng)頻率1500步/s ,空載運(yùn)行頻率7000步/s ,分配方式3相6怕，外形尺寸“110x160仲11),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量_ 5 _246.1 10 kg m4)、驗(yàn)證步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T =(Jt J0” =(8.56 104 4.6 104) 872.23 = 1.15N m小于步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，故滿足使用要求。n、數(shù)控部分設(shè)計(jì)微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)深入

21、到機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，在本設(shè)計(jì)中所謂經(jīng)濟(jì)型計(jì)算機(jī)數(shù)控是采用八位微機(jī)系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)租場(chǎng)開(kāi)環(huán)兩坐標(biāo)進(jìn)給的簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)。電氣部分設(shè)計(jì)包括硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。一、數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的工作性能，有了硬件軟件才能有效地進(jìn)行。數(shù)控系統(tǒng)的基本硬件電路由以下幾部分組 成：控制器、存儲(chǔ)器、接口電路、光電隔離電路、功率放大器。1、控制器：本系統(tǒng)選用8086cpu系統(tǒng)作為數(shù)控系統(tǒng)的控制器件。一般計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)有速度、字長(zhǎng)、內(nèi)存的大小、軟件配置等。8086 一般有cpu、I/O電路、存儲(chǔ)器三部分組成。 時(shí)鐘脈沖頻率是計(jì)算機(jī)工作速度的主要因素，8086

22、cpu的時(shí)鐘頻率為10MHZ2、存儲(chǔ)器20位的地址在CPLft可尋址，1M字節(jié)的內(nèi)存空間，而機(jī)構(gòu)內(nèi)的存儲(chǔ)器是 16位的，只能尋址64k字節(jié)，8086系統(tǒng)把1M存儲(chǔ)空間系統(tǒng)分成16個(gè)邏輯 段，每個(gè)邏輯段允許在存儲(chǔ)空間浮動(dòng)，即段與段之間可以部分重疊、完全重 疊、連續(xù)排列、斷續(xù)排列非常靈活。在整個(gè)存儲(chǔ)空間中可以設(shè)置若干個(gè)邏輯 段，對(duì)任意一個(gè)物理地址可以唯一的被包含在一個(gè)邏輯段內(nèi)，也可以包含在 多個(gè)相互重疊的邏輯段內(nèi)，只要有段地址和段內(nèi)偏移地址就可以訪問(wèn)到這個(gè) 物理地址所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間。在8086存儲(chǔ)空間中，把16k字節(jié)的存儲(chǔ)空間成為一節(jié)，為簡(jiǎn)化操作，要 求各個(gè)邏輯段從節(jié)的整數(shù)邊界開(kāi)始，也就是說(shuō)段首地

23、址第四位應(yīng)該是“0”，因此，應(yīng)該把段首地址的高16位稱(chēng)為段基址，存放在受寄存器中，段間偏 移地址存放在IP或SP中，DS CS SS ES的段基址分別為2058H 250AH 8FFB書(shū)口 EFFOH3、光電耦合電路光電耦合在微機(jī)系統(tǒng)中具有非常重要的作用，具通過(guò)發(fā)光二極管的光輝 推動(dòng)光敏三極管導(dǎo)通，從而實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)中的光電隔離。光電耦合器左右：隔離功能使微機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)隔離，防止現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)入微機(jī)，從而保證微機(jī) 可靠工作。實(shí)現(xiàn)信號(hào)電平轉(zhuǎn)換可以將來(lái)自微機(jī)的輸出信號(hào)電平很方便地轉(zhuǎn)換為執(zhí) 行機(jī)構(gòu)所需的信號(hào)電平或者將來(lái)自生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為危機(jī)所需的 信號(hào)電平。載驅(qū)動(dòng)達(dá)林頓管可將電流放大很多，具有較強(qiáng)的負(fù)

24、載驅(qū)動(dòng)能力8255輸出口的放出及吸入電流均較大， 故可直接用高電平來(lái)推動(dòng)三極管 驅(qū)動(dòng)發(fā)光管。由于8255在上電復(fù)位時(shí)，端口初置為輸入狀態(tài)，即高阻抗?fàn)?態(tài)，為不使開(kāi)機(jī)輸出額外的信息，三極管基極應(yīng)拉成低電平。4、功率放大器功率放大電路分為單電源和雙電源，單電源線路簡(jiǎn)單，但效率不高，所 以選用雙電源型。雙電源采用高低壓供電路，如下圖。工作原理:無(wú)脈沖輸入時(shí)VT1 VT2 VT3 VT4均截止，電動(dòng)機(jī)繞組 W無(wú)電流通過(guò)，電 動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。有脈沖輸入時(shí)，VT1 VT2 VT4飽和導(dǎo)通，在VT2由截止到飽和期間，其 集電極電流，也就是脈沖變壓 TI的一次電流急劇增加，在變壓器三次側(cè)感 生一個(gè)電壓，使VT3導(dǎo)通

25、，80V的高壓經(jīng)高壓管VT3加到繞組W上，使電流迅速上升，當(dāng)VT2進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)后，TI 一次側(cè)電流暫時(shí)恒定，無(wú)磁通量變化，二次側(cè)的感應(yīng)電壓為零，VT3截止。這時(shí)，12V低壓電源經(jīng)VD1加到電動(dòng)機(jī)繞組W上并維持繞組中的電流，輸入脈沖結(jié)束后，VT1 VT2 VT3 VT4又都截止，存儲(chǔ)在 W中的能通過(guò)18歐姆的電阻和VD2放電，該電路由于采用高壓 驅(qū)動(dòng)，電流增長(zhǎng)加快，脈沖電流的前沿變陡，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和運(yùn)行頻率都得 到了提高。二、數(shù)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)采用步進(jìn)電機(jī)伺服機(jī)構(gòu)的開(kāi)環(huán)機(jī)床，數(shù)控系統(tǒng)控制對(duì)象為機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)X、Z工作臺(tái)，用逐點(diǎn)比較法，插補(bǔ)法加工已知直線，故主程序調(diào)出插補(bǔ)子程序，由8255A中

26、斷服務(wù)子程序完成越界急停報(bào)警。1 .主程序功能8255A 的初始化，8259A的初始化，調(diào)用插補(bǔ)加工子程序。2 . 8255A的設(shè)置本設(shè)計(jì)采用AD的8根引線來(lái)控制X、Z電機(jī)，紅燈，綠燈。其中紅燈 于警鈴相連，紅燈亮，警鈴響，作輸出作業(yè)。其控制字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D010000000標(biāo)志位 端口 AI工作方式0 A 作輸出控制字：1000 0000B=80H8255A作為基本的輸入、輸出口、 AD工作方式為0PAPA分別控制X電機(jī)的xa、xb、Xc相PAPA分別控制Z電機(jī)的za、zb、Zc相PA控制綠燈，綠燈亮，表示運(yùn)行正常PA控制紅燈，紅燈亮，表示有緊急情況3 .三相六

27、拍環(huán)分器脈沖通電代碼X電機(jī)通電代碼PA7PA6PA5PAPA3PA2PAPA0相代碼10000001A81H10000011AB83H10000010B82H10000110BC86H10000100C84H10000101CA85HY電機(jī)通電代碼PA7PA6PA5PAPA3PA2PAPA0相代碼10001000A88H10011000AB98H10010000B90H10110000BCB0H10100000CA0H10101000CAA8H中斷時(shí)PA7PA6PA5PA4PA3PA2PAPA0代碼0100000040H4 . 8259A的設(shè)置8259A可編程中斷控制器，一共可接收 8個(gè)中斷，

28、本次設(shè)計(jì)共用5個(gè)中 斷口，分別用來(lái)控制+X、-X、+Z、-Z方向的越界和急停按鈕。8259A的預(yù)置命令字的設(shè)置，其端口地址為偶地址A 7 6 5 4 3 2 1 00 0 0 0 1 0 0 1 1命令字為13H采用邊緣觸發(fā)：?jiǎn)渭?jí)使用，需要設(shè)置ICW2的設(shè)置，其端口地址為奇地址A0 7 6 5 4 3 2 1 01 0 1 1 0 0 0 0 0命令字為60HICW4的設(shè)置，其端口地址為奇地址A0 7 6 5 4 3 2 1 01 0 0 0 0 0 0 0 1命令字為01H采用非特殊完全嵌套方式，非自動(dòng)8259A的操作命令字ICW1的設(shè)置，其端口地址為奇地址A 7 6 5 4 3 2 1 0

29、1 1 1 1 0 0 0 0 0命令字為E0H舊。舊4都可引入中斷OCW的設(shè)置，其端口地址為偶地址A 7 6 5 4 3 2 1 00 1 0 1 0 0 0 0 0ICW4EOI方式命令字為A0H采用普通EOI循環(huán)方式5 .用逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)加工程序設(shè)計(jì)<1>直線插補(bǔ)計(jì)算原理根據(jù)逐點(diǎn)比較法的原理，每走一步必須把動(dòng)點(diǎn)的實(shí)際位置與給定軌跡的理想位置間的誤差以“偏差”形式計(jì)算出來(lái)，然后根據(jù)偏差的正負(fù)決定下一步的 走向，已逼近給定軌跡。<2>逐點(diǎn)比較插補(bǔ)加工中由四個(gè)環(huán)節(jié)組成a.偏差判別通過(guò)偏差計(jì)算確定刀具的位置，當(dāng)偏差 FS2 0時(shí)，刀具在被加工斜線上方，當(dāng)FsW0時(shí)，刀具在

30、被加工斜線下方b.刀具進(jìn)給由上一步偏差判斷結(jié)果，確定刀具進(jìn)給方向，由此糾正偏差。若F之。向X方向移動(dòng)，若F M0向Z方向移動(dòng)。C.偏差計(jì)算Fii =丁憶| F=Fi |XJd.終點(diǎn)判別判別刀具是否達(dá)到終點(diǎn)，到終點(diǎn)時(shí)則停止，否則繼續(xù)插補(bǔ)。6 .三相六拍環(huán)分子程序步進(jìn)電機(jī)的各繞組必須按一定的順序通電才能正常工作。環(huán)形脈沖分配器可用硬件實(shí)現(xiàn)也可用軟件實(shí)現(xiàn)。采用軟件環(huán)分是利用查表或計(jì)算方法來(lái)進(jìn) 行脈沖的環(huán)形分配，通過(guò)正向順序讀取和反向順序讀取可控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正 反轉(zhuǎn)，通過(guò)控制讀取一次數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔可控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。該法能充分利用計(jì)算機(jī)軟件資源以降低硬件成本， 尤其是對(duì)多相的脈沖分配具有更大的 優(yōu)點(diǎn)。

31、7 .輔助電路為防止機(jī)床行程越界，在機(jī)床上裝有行程控制開(kāi)關(guān)，為防止意外裝有急 停按鈕。由于這些開(kāi)關(guān)離控制箱較近，故容易產(chǎn)生電器干擾，為避免這種情 況發(fā)生，在電路和接口之間實(shí)行光電隔離：當(dāng)綠燈亮?xí)r，表示工作正常，當(dāng) 紅燈亮?xí)r表示溜板箱已到極限位置。8 .控制系統(tǒng)的程序1主程序NAME JG；定義數(shù)據(jù)段DATA SEGMENTMDW4 DUPTDW?FDW0HSDB?CDB0HDDB0HXTDB81H.83H.82H.86H.84H.85H ;X 電機(jī)通電代碼YTDB88H.98H.90H.B0H.A0H.A8H;Y 電機(jī)通電代碼DATA ENDSSTACKEGMENT STACKSTA DW 1

32、00DUPSTACKNDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE, DS:DATASS:STACK,ES:DATA;寄存器說(shuō)明STAR:CLIMOV AX,00HMOV DS,AXMOV AX,SEGINTRMOV BX,OFFSETINTRMOV SI,60HMOV SI,BXMOV SI+2, AXMOV AX,DATAMOV DS,AXMOV DX,2003HMOV AL,80HOUT DX,ALMOV DX,2800HMOV AL, 13HOUT DX,ALMOV DX,2801HMOV AL,60HOUT DX,ALMOV AL,01HOUT DX,ALMOV AL,0

33、E0HOUT DX,ALMOV DX,2800HMOV AL,0A0HOUT DX,AL;中斷向量的段基址送DS;取中斷子程序的段基址;取中斷子程序的偏移地址;中斷類(lèi)型碼送SI;將中斷偏移量送到SISI+1中;將中斷段基址送到SISI+1中;恢復(fù)DS;初始化8255A;定義 8259A ICW1;定義 8259A ICW2;定義 8259A ICW4;定義 8259A OCW1;定義 8259A OCW2STI；中斷打開(kāi)CALL CBHTL2直線插補(bǔ)子程序；調(diào)用插補(bǔ)程序JCB3#CB PROCPUSH AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSHFMOV AH,0HSAHFMOV A

34、X,MMOV BX,M+2SUBBX,AXJGEB1NEG BX81: MOV AX,M+1MOV DX,M+3SUBDX,AXJGEB2NEG DX82: ADD DX,BXMOV CX,DXMOV AX,FXH: CMP AX,00HJC B4MOV 5, 0H;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng);標(biāo)志位清零;取起點(diǎn)終點(diǎn)的X坐標(biāo);取終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)橫坐標(biāo)的絕對(duì)值Xe;取起點(diǎn)，終點(diǎn)的Z坐標(biāo);取終點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)的 Z坐標(biāo)的絕對(duì)值 Ye;計(jì)算總進(jìn)給步數(shù);將偏差值送AX;判斷向哪個(gè)方向走;跳向Z向;寫(xiě)X電機(jī)狀態(tài)字（X/Z正/反）CMP M+2, MB3: ORS,00HCALL HFSUBAX,CALL TIMEJMEB6DX

35、B4: MOV 5,02HCMP M+3,JCB5M+1ORS,00HB5: ORS,CALL HF01HADD AX,CALL TIMEB6: DEC CXLOOPXHPOPFPOPDXPOPCXPOPBXPOPAXRETCB ENDPBX3三相六拍環(huán)分子程序HF PROCPUSH AXPUSH BXPUSH DXPUSHFOR5,00HMOV BL,S調(diào)用環(huán)分子程序，X電機(jī)走一步；計(jì)算偏差值調(diào)用延時(shí)程序?qū)慫電機(jī)狀態(tài)字（X/Z,正/反）調(diào)用換分子程序，Z電機(jī)走一步;計(jì)算偏差值;調(diào)用延時(shí)子程序總步數(shù)減1;出棧，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng);壓棧；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)送電機(jī)操作字給 BLJZL429AND BL,01H;判斷正反轉(zhuǎn)CMP BL,0HJNZFR;調(diào)轉(zhuǎn)至反轉(zhuǎn)MOV BL,S;判斷XZ電機(jī)AND