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普通車床進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控化改造設(shè)計(jì)
本科學(xué)生課程設(shè)計(jì)（說(shuō)明書(shū)）
機(jī)電控制課程設(shè)計(jì)
（普通車床數(shù)控改造設(shè)計(jì)-交流伺服電機(jī)橫向X）
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
專 業(yè)：機(jī)械電子工程
機(jī)械工程學(xué)院
二O二O年三月
摘要
C6140型普通車床是一種加工效率高，操作性能好，并且社會(huì)擁有量較大的普通型車床。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，將其改造為數(shù)控機(jī)床，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)都是確實(shí)可行。一般說(shuō)來(lái)，如果原有車床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的數(shù)控車床，同時(shí)具有數(shù)控控制和原機(jī)床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有新的突破。
本設(shè)計(jì)主要是對(duì)C6140普通型車床進(jìn)行數(shù)控改造，用微機(jī)對(duì)縱、橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行控制。系統(tǒng)可采用開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制，開(kāi)環(huán)控制雖然有不穩(wěn)定、振動(dòng)等缺點(diǎn)，但其成本較低，經(jīng)濟(jì)性較好，車床本身所進(jìn)行的加工尺寸是粗、半精加工。驅(qū)動(dòng)原件采用伺服電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)傳動(dòng)主要有：滑動(dòng)絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)和滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)兩種，經(jīng)比較分析：前者傳動(dòng)效率及精度較低，后者精度和效率高，但成本高，考慮對(duì)車床的性能要求，故采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)。刀架性能要求是準(zhǔn)確快速的換刀，因此采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。
目錄
摘要 2
1 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 4
1.1 課程設(shè)計(jì)的目的 4
1.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求 4
2 總體方案確定 4
2.1 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 4
2.2 伺服系統(tǒng)的選擇 5
2.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇 5
3 機(jī)械部分的改造設(shè)計(jì)和計(jì)算 6
3.1 橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型 6
3.1.1 傳動(dòng)計(jì)算 7
3.1.2 切削力計(jì)算 7
3.1.3 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 8
3.1.4 交流伺服電機(jī)的選擇 9
4 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 11
4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 11
4.2 元器件選型 12
4.2.1 CPU選擇 12
4.2.2 儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 12
4.2.3 I/O擴(kuò)展電路 14
4.2.4 伺服電機(jī)控制隔離電路 15
4.2.5 LED顯示電路設(shè)計(jì) 15
4.2.6 掃描鍵盤(pán)輸入電路 16
4.2.7 其它輔助電路設(shè)計(jì) 17
5 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì) 20
5.1 系統(tǒng)控制軟件的主要內(nèi)容 20
5.2 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì) 20
5.3 鍵盤(pán)掃描程序設(shè)計(jì) 21
5.4 轉(zhuǎn)位刀架程序設(shè)計(jì) 24
5.5 插補(bǔ)程序設(shè)計(jì) 24
5.5.1 第三象限直線插補(bǔ) 25
5.5.2 第四象限順圓插補(bǔ) 28
6 心得體會(huì) 34
7 參考文獻(xiàn) 35
1 課程設(shè)計(jì)的目的和要求
1.1 課程設(shè)計(jì)的目的
機(jī)械電子工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械電子工程專業(yè)有關(guān)課程的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之是綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)知識(shí)而進(jìn)行的一項(xiàng)機(jī)電結(jié)合的基本訓(xùn)練。 其目的是：
（1） 能夠正確運(yùn)用機(jī)械電子學(xué)、機(jī)電一體化技術(shù)、機(jī)電液控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等課程的基本理論和有關(guān)知識(shí)，學(xué)會(huì)機(jī)電系統(tǒng)方案的擬定、比較、分析及進(jìn)行必要的計(jì)算。
（2） 通過(guò)對(duì)機(jī)電系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì),掌握機(jī)電系統(tǒng)典型零件的計(jì)算方法以及正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。
（3） 通過(guò)機(jī)電系統(tǒng)的控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì),掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)的基本方法。
（4） 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，初步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。提高應(yīng)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)及編寫(xiě)文件等資料的能力。
1.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求
本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：
（1） 總體方案的分析、比較、論證。機(jī)械部分設(shè)計(jì)。重點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及伺服電機(jī)的選擇計(jì)算。.
（2） 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件部分完成微機(jī)控制系統(tǒng)電氣原理圖設(shè)計(jì);軟件部分包括主要程序框圖和部分匯編程序(不少于20句)設(shè)計(jì)。
（3） 編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
說(shuō)明書(shū)是課程設(shè)計(jì)的總結(jié)性技術(shù)文件,應(yīng)敘述整個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,包括總體方案的確定,系統(tǒng)框圖的分析,機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算，電氣部分的設(shè)計(jì)說(shuō)明，選用元器件及其參數(shù)的說(shuō)明，軟件設(shè)計(jì)及其說(shuō)明等。說(shuō)明書(shū)字?jǐn)?shù)約8千字。
（4） 圖紙(要求手工繪圖，另有計(jì)算機(jī)繪圖可考慮加分)
1)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)械部分方案圖 A2~A3 1張
2) 數(shù)控系統(tǒng)面板圖 A2~A3 1張
3) 數(shù)控系統(tǒng)總體方案圖 A2~A3 1張
4) 改造布置外觀圖 X Z A1 1張
5) 進(jìn)給系統(tǒng)裝配圖 X Z A1 1張
6) 數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖 A1 1張
7) 軟件框圖 A2~A3 1張
2 總體方案確定
2
2.1 機(jī)械部分設(shè)計(jì)
二維進(jìn)給運(yùn)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，主要是傳動(dòng)系統(tǒng)方案的確定。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無(wú)間際、高諧振以及有適宜阻尼比的要求。在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用以下設(shè)計(jì):
(1)采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件。采用滾珠絲杠螺母副、采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。
(2)盡量消除傳動(dòng)間隙。包括絲杠、齒輪的傳動(dòng)間隙，軸承游隙及鍵聯(lián)接的間隙。
(3)縮短傳動(dòng)鏈?？s短傳動(dòng)鏈不僅可以減小傳動(dòng)誤差，還可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度，因此采用一級(jí)齒輪減速。
此外，通過(guò)滾動(dòng)副預(yù)緊以提高系統(tǒng)傳動(dòng)剛度，采用加預(yù)載荷的滾珠杠副和滾動(dòng)導(dǎo)軌及滾動(dòng)軸承。絲杠支承設(shè)計(jì)成兩端軸向固定，并加預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)等以提高傳動(dòng)剛度。
2.2 伺服系統(tǒng)的選擇
開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)在負(fù)荷不大時(shí)多采用小功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服電機(jī)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)由于沒(méi)有檢測(cè)反饋部件，因而不能糾正系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差。但開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)整維修容易，在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。
2.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇
計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)一般由微處理器、 存貯器、外設(shè)接口電路、輔助控制接口電路及伺服驅(qū)動(dòng)電路等幾部分組成。在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)中，大多采用位微處理器的微型計(jì)算機(jī)。如可采用ZCPU或MCS-51單片機(jī)組成的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)中采用8031處理器，配合儲(chǔ)存芯片等來(lái)組成系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)的總體方案見(jiàn)圖 1圖 2。
35
圖 1 數(shù)控部分機(jī)械方案圖
圖 2 數(shù)控部分總體方案圖
3 機(jī)械部分的改造設(shè)計(jì)和計(jì)算
3
3.1 橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型
進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計(jì)算與選型內(nèi)容包括：計(jì)算切削力、滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選型、齒輪傳動(dòng)計(jì)算、步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型等。
已知參數(shù)和設(shè)計(jì)要求：
1. 工作臺(tái)重量：W＝600N（粗估）
2. 滾珠絲桿導(dǎo)程：T＝4mm（供參考）
3. 行程：S＝190mm
4. 脈沖當(dāng)量：δ＝0.005mm
5. 快速進(jìn)給速度：V快＝3m/min
6. 快速進(jìn)給速度：V進(jìn)＝1m/min
7. 時(shí)間常數(shù)：t≤100ms
3.1.1 傳動(dòng)計(jì)算
δ=α360uT
其中： α——步距角（本設(shè)計(jì)取0.72?），
δ——脈沖當(dāng)量（本設(shè)計(jì)是0.005mm）
T——絲杠螺距（本設(shè)計(jì)取4mm）。
所以 u=δ×360α×T=0.005×3600.72×4=0.625
確定齒輪參數(shù)：
取 Z1=24，Z2=40，m=2mm
則 d1=mZ1=2×24mm=48mm
d2=mZ2=2×40mm=80mm
大齒輪齒寬b1取20mm，小齒輪b2略寬取25mm。齒寬系數(shù)此時(shí)為Ψd=2048=0.41符合對(duì)稱配置且載荷較小的要求。
3.1.2 切削力計(jì)算
由《金屬切削原理》知，車削時(shí)（外圓車削、橫車、內(nèi)孔車削）
主切削力：FC=1840apf0.75=1840×2.5×0.150.75=1108N
切深抗力：Fp=(0.1-0.6)Fc=0.5Fc=0.5×1108=554N
走刀抗力：Ff=(0.15-0.7)Fc=0.5Fc=0.5×1108=554N
式中 ap——切削深度，取ap=2.5mm
f——進(jìn)給量，取f縱=0.3mm/r，橫向進(jìn)給量為縱向的1/2，故最終
f橫=0.15mm/r 。
3.1.3 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算
燕尾型導(dǎo)軌車床的軸向力按下列實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算：
Fm=KFf+μ(Fc+2Fp+W)==1.4×554+0.05(1108+2×554+600)=916N
式中 系數(shù)K=1.4，摩擦系數(shù)μ按氟塑料導(dǎo)軌取0.05。
（1） 疲勞強(qiáng)度計(jì)算
滾珠絲杠的當(dāng)量動(dòng)載荷Cm為:
Cm=3LfwfQFa
式中 L——工作壽命，L=60nT106=60×V快×1000T2×Ph×106=338(106轉(zhuǎn))。n為絲杠轉(zhuǎn)速，Ph為導(dǎo)程。
T為實(shí)用時(shí)間壽命，數(shù)控機(jī)床取T=15000(h)。
fw——運(yùn)載系數(shù)，一般情況取1.3；
fa——精度系數(shù)，4級(jí)取1.1
因此滾珠絲杠的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷：
Cm=3LfwfQFa=3338×1.2×1.1×916=8422.5N
由該當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)小于絲杠的額定動(dòng)負(fù)荷，且使用條件為橫向進(jìn)給，故選擇絲杠BIF 2004-10，絲杠外徑為20mm，基本額定動(dòng)載荷為8.6kN。
圖 3 絲杠選型表
（2） 剛度驗(yàn)算
滾珠絲杠的剛度按照下式校核：
δ=δ1+δ2+δ3≤δ
絲杠的支撐方式為兩端端固定。
故絲杠拉壓彈性位移：
δ1=Fml14AE=916×2684×π（17.82）2×2.1×105=1.174×10-3mm
其中：l1=1.4S+10T=1.2×190+10×4=268mm
絲杠副內(nèi)滾珠與滾道的接觸變形:
δ2=Fmk2=9161400=0.654μm，
其中k2是預(yù)緊力為額定載荷的1/3時(shí)的接觸剛度，查手冊(cè)得k1=700N/um，則k2=1400 N/um
滾動(dòng)軸承的接觸變形：
δ3=0.52（1DwZ2）1/3?Fm2/3，
初選推力球軸承51104,Dw=5.56，Z=14，代入上式得，δ3=4.76μm 當(dāng)軸承預(yù)緊時(shí)候可以取上述值的1/2，則δ3=2.38μm。
絲杠精度取4級(jí)，故δ=δ1'+δ2'+δ3'l1=1.174+0.654+2.380.268=15.7<δ=16，合格。
3.1.4 交流伺服電機(jī)的選擇
（1） 負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML
ML=180π×δFmαη
式中 η—— 電機(jī)到絲杠的總傳遞效率，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取齒輪傳遞效率為 0.98，滾動(dòng)軸承0.99，推力軸承0.99，聯(lián)軸器0.99
導(dǎo)程角：γ=tan-1(2sπd)=tan-1(2×4π×20)=7.25。
效率： η=tanγtan(λ+φ)=tan7.25°tan(7.25°+10')=0.977
因此總效率：η總=0.98×0.995×0.977=0.910
故 ML=180π×δFmαη=180π×0.005×10-3×9160.75×0.919≈0.380N?m
（2） 滾珠絲杠副預(yù)緊引起的附加轉(zhuǎn)矩M0
M0=180π?K?δ?F0α
式中 F0——絲杠螺母的預(yù)緊力，F(xiàn)0=13Fm≈306N，
K ——預(yù)緊螺母內(nèi)部的摩擦系數(shù)，取0.2
因此 M0=180π?K?δ?F0α=180π×0.2×0.005×10-3×3060.75=0.023N?m
（3） 加速度轉(zhuǎn)矩Ma
Ma=πα180(f1-f0t)J
式中 f1—— 電機(jī)工作頻率。
切削進(jìn)給時(shí)：f1=v進(jìn)×100060δ=0.5×100060×0.005=50003Hz
空行程時(shí)：f1=v快×100060δ=3×100060×0.005=10000Hz
f0——突跳起動(dòng)頻率,f0=200Hz。
t ——加速時(shí)間,t=0.1s。
J ——傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對(duì)于一級(jí)齒輪傳動(dòng)系 統(tǒng)，按下式計(jì)算：J=(J0+J1)+(Z2Z1)2[(J2+J3)+m(180δπd)2]
式中，J0為電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量；對(duì)于材料為鋼的圓 柱形零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式計(jì)算：J=7.8×10-4D4L
齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
J1=7.8×10-4D14L1=7.8×10-4×4.84×2.5=1.035kg?cm2
J2=7.8×10-4D24L2=7.8×10-4×84×2=6.38kg?cm2
絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
J3=7.8×10-4D34L3=7.8×10-4×24×26.8=0.3344kg?cm2
電機(jī)初選為MHMF系列系列，MSMF202L1C5型號(hào)
電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量J0為4.06kg.cm2,額定轉(zhuǎn)矩M為6.37N.m
J=(J0+J1)+(Z2Z1)2[(J2+J3)+m(180δπα)2]
=4.06+1.035+1.62[6.38+0.5616+6009.8(180×0.005×10-1π×0.75)2]
=23.094kg?cm2
切削進(jìn)給時(shí)：
Ma=π×0.75180×(50003-2000.1)×2.3×10-3=0.44N?m
空行程時(shí)：
Ma=π×0.75180×(10000-2000.1)×2.3×10-3=2.95N?m
故總轉(zhuǎn)矩：
因此選取Mm(空)
因此M總=ML+M0+Mm（空）=0.38+0.023+2.95
=3.353N?m
圖 4 伺服電機(jī)的速度轉(zhuǎn)矩圖
因?yàn)轭~定轉(zhuǎn)矩為6.37N.m,因此符合M的1.5到2倍，選擇該電機(jī)。
4 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
4.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1） 按照總統(tǒng)方案以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的方案，并繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖；
（2） 選擇計(jì)算機(jī)或中央處理單元的類型；
（3） 根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路；
（4） 根據(jù)控制對(duì)象以及系統(tǒng)工作要求設(shè)計(jì)擴(kuò)展Ｉ／Ｏ接口電路，檢測(cè)電路，轉(zhuǎn)換電路以及驅(qū)動(dòng)電路等；
（5） 選擇控制電路中各器件及電氣元件的參數(shù)和型號(hào)；
（6） 繪制出一張清晰完整的電氣原理圖，圖中要標(biāo)明各器件的型號(hào)，管腳號(hào)及參數(shù)；
（7） 說(shuō)明書(shū)中對(duì)電氣原理圖以及各有關(guān)電路進(jìn)行詳細(xì)的原理說(shuō)明和方案論證。
4.2 元器件選型
4.2.1 CPU選擇
（1） 8031單片機(jī)的基本特性
（2） 具有8位中央處理單元(CPU)。
（3） 片內(nèi)有時(shí)鐘發(fā)生電路(6MHz或12MHz),每執(zhí)行一條指令時(shí)間為2μs或1μs。具有128字節(jié)RAM.
（4） 具有21個(gè)特殊功能寄存器。
（5） 可尋址64k字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64k字節(jié)的外部程序存儲(chǔ)器。
（6） 具有4個(gè)I/O端口。
（7） 具有兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。
（8） 具有5個(gè)中斷源，配備兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。
（9） 具有一個(gè)全雙功串行接口。
（10） 具有位尋址能力，適用邏輯運(yùn)算。
8031單片在處理速度快，可擴(kuò)展儲(chǔ)存器能力強(qiáng)，指令系統(tǒng)功能強(qiáng)，I/O擴(kuò)展能力強(qiáng)，開(kāi)發(fā)手段多樣，均符合設(shè)計(jì)要求，故選擇8031處理器。
4.2.2 儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)
單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中擴(kuò)展用的程序存儲(chǔ)器采用EPROM芯片。常用的EPROM存儲(chǔ)器有2716，2732，2764，27128，27256等，容量分別為2K、4K、8K、16K，32K。選擇芯片時(shí)，要考慮CPU與EPROM時(shí)序的匹配。即8031所能讀取的時(shí)間必須大于EPROM所要求的讀取時(shí)間。此外，還需考慮最大讀出速度、工作溫度及存儲(chǔ)器的容量。在滿足容量要求時(shí),盡量選擇大容量芯片，以減少芯片數(shù)量，使系統(tǒng)簡(jiǎn)化。因此選取一片2764EPROM芯片。
（1） 2764EPROM芯片介紹
2764與27128、27256的管腳分布完全相同，都是雙列直桶式28腳芯片。圖4-5為其引腳排列圖。共有13根地址線A0~-412，8根數(shù)據(jù)線Do~D7，其余為控制線，定義分別是：CE——片選信號(hào)端: OE——取指允許; PGM——編程控制器; Vp——編程電壓端(21V或125V); Vc2—— +5V 電源; Vss——地電平; NC——空腳， 不用。
（2） 地址鎖存器74LS373
單片機(jī)規(guī)定P0口提供低8位地址線，同時(shí)又要作數(shù)據(jù)線，所以為分時(shí)輸出低8位地址和數(shù)據(jù)的通道口。為了把地址信息分離出為保存，以便為外接存儲(chǔ)器提供低8位地址信息，一般采用74LS373作為地址鎖存器,并由CPU發(fā)出地址允許鎖存信號(hào)ALE的下降沿，將地址信息鎖存入地址鎖存器中。74LS373 是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，用作地址鎖存器時(shí)，應(yīng)使其使能端E為低電平(接地),輸入端G與8031的地址鎖存信號(hào)ALE聯(lián)接。當(dāng)G=1時(shí)373的輸出端1Q~8Q與輸入端的1D-8D 相同，當(dāng)G從高電平返回低電平時(shí)將輸入的數(shù)據(jù)鎖入1Q-8Q.
（3） 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264
6264低8位地址線通過(guò)地址鎖存器74LS373與8031P0口相接，高5位地址線分別與P2.0～P2.4相連，8位數(shù)據(jù)線直接接到8031P0口，讀寫(xiě)控制引腳OE,WE與8031的讀寫(xiě)控制引腳RD,WR直接相連，片選端CE1通過(guò)譯碼電路與8031相連。
（4） 譯碼電路
外部芯片都通過(guò)總線與單片機(jī)連接，單片機(jī)數(shù)據(jù)總線分時(shí)地與各個(gè)外部芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，故需進(jìn)行片選控制。若芯片內(nèi)有多個(gè)地址單元時(shí)，還要進(jìn)行片內(nèi)地址選擇。8031單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的地址譯碼規(guī)定，外部擴(kuò)展芯片與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，所以外部芯片不僅占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器一定數(shù)量的地址單元，而且要使用讀/寫(xiě)信號(hào)與讀/寫(xiě)指令完成數(shù)據(jù)傳送。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控硬件結(jié)構(gòu)中采用全地址譯碼方式。所謂全地址譯碼是：低位地址作為片內(nèi)地址，高位地址用譯碼器譯碼，譯碼器輸出的地址選擇信號(hào)作為片選線連至每個(gè)外部芯片的片選端。地址譯碼常用74LS138譯碼器，G1、G2A和G2B是賦能端，A、B、C是選擇端，Y0～Y7是輸出端。
74LS138地址譯碼電路輸入端出占用了8031單片機(jī)的P2.5～P2.7三根高位地址線，剩余的13根地址線用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)地址線。74LS138譯碼器每一個(gè)輸出端可接一個(gè)外部芯片的片選端實(shí)現(xiàn)分時(shí)片選控制，因此，一個(gè)74LS138譯碼器的8根輸出端可以連接8個(gè)8K字節(jié)地址空間。單片機(jī)的讀/寫(xiě)信號(hào)經(jīng)過(guò)與門(mén)后控制譯碼器的賦能端G2A、G2B，這就保證只有在讀/寫(xiě)狀態(tài)時(shí)譯碼器輸出端才會(huì)輸出片選。
最終儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路如圖 5 儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路圖 5所示。
圖 5 儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路
4.2.3 I/O擴(kuò)展電路
8255A是一種可編程的I/O接口芯片，可以與MCS-51系統(tǒng)單片機(jī)以及外設(shè)直接相連，廣泛用作外部并行I/O擴(kuò)展接口。數(shù)據(jù)總線（8條）：D0~D7，用于傳送CPU和8255A間的數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)字。 CS：片選線，低電平有效。與譯碼電路相連。 /RD/WR：/RD為讀命令線，/WR為寫(xiě)命令線，皆為低電平有效，與8031讀寫(xiě)端相連。A0、A1：地址輸入線：用于選中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一個(gè)工作。與地址總線最低兩位相連。 并行I/O總線（24條） ：用于和外設(shè)相連，共分三組。
圖 6 IO擴(kuò)展電路
4.2.4 伺服電機(jī)控制隔離電路
圖 7 光電耦合隔離
在伺服電機(jī)控制電路中，由于伺服控制器需要的驅(qū)動(dòng)電壓較高(24伏),電流也較大，如果將輸出信號(hào)直接與控制器相聯(lián)，將會(huì)引起強(qiáng)電氣干擾。輕則影響計(jì)算機(jī)程序的正常進(jìn)行，重則導(dǎo)致計(jì)舞機(jī)和接口電路的損壞。所以一般在接口電路與功率放大器之間都要加上隔離電路，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，通常使用最多的是光電耦合器，如圖 7所示。
4.2.5 LED顯示電路設(shè)計(jì)
圖 8 LED顯示電路
如圖 8所示顯示電路由一個(gè)“米”字形數(shù)碼管，和六個(gè)八段數(shù)碼管組成分別由第一片8255A的B、C控制，和第二片8255A的B、C口進(jìn)行控制。顯示方式分別采用靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示即采用掃描方式顯示。由8255APB口送出的八段碼，只有LED公共端為低時(shí)，這一位顯示塊才能顯示出字形，通過(guò)8255APC驅(qū)動(dòng)器分別接至各LED的公共端。計(jì)算機(jī)以人眼不能分辯的速度輪流對(duì)6根字位線(PC2~PC7)輸出低電平,可在6個(gè)顯示器上顯示出不同的數(shù)字，從而實(shí)現(xiàn)掃描顯示。
4.2.6 掃描鍵盤(pán)輸入電路
鍵盤(pán)工作過(guò)程是:無(wú)鍵按下時(shí)C口引線由10k電阻上拉至高電平，B口的8條列線按一定時(shí)間間隔輪流送出低民平。當(dāng)被掃描到某一列線 上有一鍵按下時(shí)，
行線被讓成低電平(=0)。這個(gè)“0”電平信號(hào)被C口捕獲后，計(jì)算機(jī)讀取信息，并根據(jù)此鍵對(duì)應(yīng)的行線和列線計(jì)算出鍵值，完成鍵掃描的全部工作。如圖 9所示。
圖 9 鍵盤(pán)掃描電路
數(shù)控系統(tǒng)的硬件框圖如圖 10所示。
CPUU
I/O接口
光電隔 離
驅(qū)動(dòng)
伺服電機(jī)機(jī)
RAM
ROM
外 設(shè)
鍵盤(pán)、顯示器
圖 10數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖
4.2.7 其它輔助電路設(shè)計(jì)
（1） ８０３１的時(shí)鐘電路
單片機(jī)的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部方式和外部方式。
內(nèi)部方式利用芯片的內(nèi)部振蕩電路，在XTAL1，XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，如圖 11所示。晶體可以在１.２～１２之間任意選擇，耦合電容在５～３０pF之間，對(duì)時(shí)鐘有微調(diào)作用。
圖 11時(shí)鐘電路
（2） 復(fù)位電路
單片機(jī)的復(fù)位都是靠外部電路實(shí)現(xiàn)。在時(shí)鐘工作后，只要在ＲＥＳＥＴ引腳上出現(xiàn)１０ms以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，之后ＣＰＵ便從００００Ｈ單元開(kāi)始執(zhí)行程序。在實(shí)際運(yùn)用中，若系統(tǒng)中有芯片需要其復(fù)位電平與８０３１復(fù)位要求一致時(shí)，可以直接相連。
圖 12 復(fù)位電路
5 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)
5.1 系統(tǒng)控制軟件的主要內(nèi)容
數(shù)控系統(tǒng)是按照事先編好的控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制功能。按照功能可將數(shù)控系統(tǒng)的控制軟件分為以下幾個(gè)部分：
（1） 系統(tǒng)初始化程序：它是控制系統(tǒng)軟件中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的主體軟件。其功能主要是當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)機(jī)以后初始化系統(tǒng)。如對(duì)I/O接口8155，8255A進(jìn)行必要的初始化工作，預(yù)置接口工作方式控制字。
（2） 鍵盤(pán)掃描程序。通過(guò)掃描方式形成鍵值，對(duì)比進(jìn)行輸入。
（3） 轉(zhuǎn)位刀架控制程序
（4） 插補(bǔ)程序，3直線4象限順園插補(bǔ)程序。
5.2 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的初始化就是要對(duì)外設(shè)進(jìn)行控制字的輸入，而控制字的輸入難點(diǎn)在于外設(shè)地址的確定，根據(jù)連接方式確定3片8255A的地址。具體控制字如圖 13所示。
外設(shè)
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
8255(1)
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
8255(2)
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
8255
(3)
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
初始化源程序如下：
ORG 0000h;上電復(fù)位
SJMP START
PORTA EQU #4000H
PORTB EQU #4001H
PORTC EQU #4002H
CTRL EQU #4003H
KA EQU 0BBH
KB EQU 0B7H
START:
MOV DPTR,#2003H; 第一片8255A地址為：0100 0000 0000 0011
MOV A,#10001001B; 方式0，設(shè)置AB口輸出，C口輸入，米形數(shù)碼管與功能按鍵輸入
MOVX @DPTR,A;
MOV DPTR,#3003H，;第二片8255A地址為：0110 0000 0000 0011
MOV A,#10000000B; 方式0，設(shè)置ABC口輸出控制電機(jī)與八段六位數(shù)碼管
MOV @DPTR,A;
MOV DPTR,#4003H，;第三片8255A地址為：1000 0000 0000 0011
MOV A,#10011001B; 方式0，設(shè)置B口輸出，AC口輸入，功能按鍵與掃描鍵盤(pán)
MOVX @DPTR,A;
圖 13 8255A控制字詳細(xì)解釋
5.3 鍵盤(pán)掃描程序設(shè)計(jì)
由于I/O口的限制與成本限制，使用掃描鍵盤(pán)可以節(jié)約I/O口。源程序設(shè)計(jì)如下。
源程序：
KSCAN: MOV R0,0DFH ;從Q5列開(kāi)始掃描
NXTCOL: MOV A,R0
MOV DPTR,PORTB
MOVX @DPTR,A ;送出列信號(hào)
PUSH A;
MOV DPTR,PORTC ;讀入行信號(hào)
MOVX A,@DPTR
ANL A,3FH
CJNE A,3FH,FNDKEY ;有鍵按下 跳轉(zhuǎn)
RR R0,1 ;調(diào)整列信號(hào)
JC NXTCOL
JMP KSCAN ;無(wú)鍵按下 重新掃描
FNDKEY:
CALL NUM;
MOV R2,A
MOV B,A ;列信號(hào)存儲(chǔ)到R2 行信號(hào)存儲(chǔ)到R3 形成鍵特征值
POP A;
CALL NUM;
MOV R3,A;
INC R3
MOV A,R3
MUL A,B
ADD A,R2;
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR; 最終鍵值序號(hào)被儲(chǔ)存在A中
CALL DLY0
KEYUP: MOV A,0 ;判斷按鍵是否釋放
MOV DPTR,PORTB
MOVX @DPTR,A
MOV DPTR,PORTC
MOVX A,@DPTR
ANL A,3FH
CJNE A,3FH,KEYUP
JMP KSCAN
WT: JMP WT
NUM：;計(jì)數(shù)子程序，計(jì)算是第幾行或者第幾列鍵盤(pán)；
MOV R5,0;
CLR C
NUM0: RRC A;
JNC JIAYI
INC R5;
JMP NUM0;
JIAYI: MOV A,R5
RET
DLY0：;延長(zhǎng)時(shí)間子程序
PUSH CX
MOV CX,8FH
DLY0AGN: NOP
LOOP DLY0AGN
POP CX
RET
TABLE:
DB '0','1','2','3','4','5'
DB '6','7','8','9','.','+'
DB '-','G','I','K','T','M'
DB 'F','U','W','N','L','Z'
DB 'X','l','C','→','%','↑';l代表LF,C代表copy
DB 'O','H','D','←','*','↓';O代表YON，H代表SON,D代表DEL
END
5.4 轉(zhuǎn)位刀架程序設(shè)計(jì)
圖 14 刀架電機(jī)連接端口
如圖 14所示為刀架電機(jī)的端口連接為刀架電機(jī)的I/O口為為第二片8255A的A6端口，與A7端口因此地址為3001H，因此控制刀架電機(jī)的源程序?yàn)?。而刀架位置信?hào)由P1.5反饋，如果轉(zhuǎn)到位則為“1”。
部分源程序如下所示：
MOV DPTR,3001H
MOV A,0100 0000B
GOON: ;啟動(dòng)電機(jī)
MOVX @DPTR,A
JNB P1.5, GOON;判斷電機(jī)
POP A
MOV @DPTR,A;關(guān)閉電機(jī)
5.5 插補(bǔ)程序設(shè)計(jì)
插補(bǔ)技術(shù)是數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)。數(shù)控加工過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)要解決控制刀具或工件運(yùn)動(dòng)軌跡的問(wèn)題。刀具或工件一步步移動(dòng)，移動(dòng)軌跡是一個(gè)個(gè)小線段構(gòu)成的折線，不是光滑曲線。刀具不能嚴(yán)格按照所加工零件的廓型運(yùn)動(dòng)，而用折線逼近輪廓線型。采用時(shí)間分割思想，根據(jù)編程的進(jìn)給速度將輪廓曲線分割為每個(gè)插補(bǔ)周期的進(jìn)給直線段（又稱輪廓步長(zhǎng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)密化，以此來(lái)逼近輪廓曲線。
5.5.1 第三象限直線插補(bǔ)
圖 15 第三象限直線插補(bǔ)程序流程框圖
源程序：
ＬＰ：
MOV?。樱?＃６０Ｈ; 定義堆棧指針
MOV?。矗粒?＃００Ｈ; 偏差單元清零
ＭOV?。矗梗?＃００Ｈ;
MOV DPTR，#3000Ｈ;初始化ＸZ伺服電機(jī)
MOV A, #1110000B;
MOVX @DPTR,A
ＭＯＶ?。?4EH; 計(jì)算終點(diǎn)判別,Xe+Ze之低位
ＡＤＤ?。?４ＣＨ
ＭＯＶ?。担埃?Ａ
ＭＯＶ?。?４ＤＨ; Xe+Ze之高位
ＡＤＤＣ?。?４ＢＨ;低位相加,可能產(chǎn)生進(jìn)位
ＭＯＶ?。矗疲?Ａ
ＭOVX DPTR，#3000Ｈ; ?。豘伺服電機(jī)上電
MOV A, #1110101B;
MOVX @DPTR,A
ＬＰ２:
ＡＣＡＬＬ?。模蹋? 延時(shí)子程序
ＭＯＶ Ａ,４９Ｈ; 取偏差Ｆ的高８位
ＪＢ?。粒茫茫?ＬＰ４; 偏差Ｆ< 0,去ＬＰ４,調(diào)動(dòng)Z的偏轉(zhuǎn)程序
ＡＣＡＬＬ?。兀停? ?。疲荆剑?調(diào)Ｘ電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)子程序
ＣＬＲ?。? 計(jì)算新偏差Ｆ值,Ｆ＝Ｆ－Ｙe
ＭＯＶ Ａ,４ＡＨ
ＳＵＢＢ?。?４ＣＨ;可向高位字節(jié)借位
ＭＯＶ?。矗粒?Ａ
ＭＯＶ?。?４９Ｈ
ＳＵＢＢ?。?４ＢＨ
ＭＯＶ?。矗梗?Ａ
ＬＰ３：
ＣＬＲ?。?
ＭＯＶ?。?５０Ｈ;
ＳＵＢＢ?。?＃０１Ｈ;終判值減一
ＭＯＶ ５０Ｈ,Ａ;
ＭＯＶ?。?４ＦＨ;
ＳＵＢＢ?。?＃００Ｈ ；考慮低位字節(jié)借位
ＭＯＶ?。矗疲?Ａ; 終判值判零
ＯＲＬ?。?５０Ｈ;
ＪＮＺ?。蹋校? 終判值不為零,去ＬＰ２,否則插補(bǔ)結(jié)束
ＬＪＭＰ?。埃埃埃埃?
ＬＰ４：ＡＣＡＬＬ ZＭＰ; 調(diào)Z電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)子程序
ＭＯＶ?。?４ＡＨ; 計(jì)算新偏差Ｆ值,Ｆ＝Ｆ＋Ｘe
ＡＤＤ Ａ,４ＥＨ;
ＭＯＶ?。矗粒?Ａ
ＭＯＶ?。?４９Ｈ
ＡＤＤＣ?。?４ＤＨ
ＭＯＶ ４９Ｈ,Ａ;
ＳＪＭＰ?。蹋校?
XMP：MOV A,48H ; 取X電動(dòng)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)字
ＣＬＲ?。? 移位法
ＲＲＣ?。?
ＲＲＣ Ａ
ＲＲＣ?。?
ＸＭＰ２：ＣＰＬ?。?
ＡＮＬ?。?＃４９Ｈ; 屏蔽無(wú)關(guān)位
ＭＯＶ ４８Ｈ,Ａ; 保存Ｘ電動(dòng)機(jī)狀態(tài)字,作為下次轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)
ＯＲＬ?。?４７Ｈ; 保存Ｙ電動(dòng)機(jī)原狀態(tài)不變
ＸＭＰ４：ＭＯＶ ＤＰＴＲ,＃3000Ｈ
ＭＯＶＸ @ＤＰＴＲ,Ａ
ＲＥＴ
ＸＭＭ：ＭＯＶ?。?４８Ｈ
ＣＬＲ
ＲＬＣ?。?
ＲＬＣ Ａ
ＲＬＣ?。?
ＳＪＭＰ?。兀停校?
ZＭＰ：ＭＯＶ Ａ,４７Ｈ
ＣＬＲ?。?
ＲＲＣ?。?
ＲＲＣ?。?
ＲＲＣ Ａ
ZＭＰ２：ＣＰＬ?。?
ＡＮＬ Ａ,＃９２Ｈ
ＭＯＶ?。矗罚?Ａ
ＯＲＬ?。?４８Ｈ
ＳＪＭＰ?。兀停校?
ZＭＭ：ＭＯＶ Ａ,４７Ｈ
ＣＬＲ Ｃ
ＲＬＣ?。?
ＲＬＣ?。?
ＲＬＣ Ａ
ＳＪＭＰ ZＭＰ２
DLY0：;延長(zhǎng)時(shí)間子程序
PUSH CX
MOV CX,8FH
DLY0AGN: NOP
LOOP DLY0AGN
POP CX
RET
5.5.2 第四象限順圓插補(bǔ)
圖 16 第四象限順圓插補(bǔ)程序
可見(jiàn)，順圓插補(bǔ)程序與直線插補(bǔ)程序結(jié)構(gòu)相似，唯一不同點(diǎn)在于偏差判別函數(shù)的不同。
源程序： LP:
MOV SP,60H; 定義堆棧指針
MOV 4AH,#00H; 偏差單元清零
MOV 49H,#00H;
MOV DPTR，#3000Ｈ;初始化ＸZ伺服電機(jī)
MOV A, #1110000B;
MOVX @DPTR,A
MOV 41H,#00H;坐標(biāo)X0
MOV 42H,#00H;
MOV 43H,#84H;坐標(biāo)X0
MOV 42H,#00H;
MOV A,4EH; 計(jì)算終點(diǎn)判別,Xe+Ze之低位
ADD A,4CH
MOV A,50H ;終判值儲(chǔ)存
MOV A,4DH; Xe+Ze之高位
ADDC A,4BH; 低位相加,可能產(chǎn)生進(jìn)位
MOV 4FH,Ａ;終判值儲(chǔ)存
ＭOVX DPTR，#3000Ｈ; ?。豘伺服電機(jī)上電
MOV A, #1111111B;
MOVX @DPTR,A
LP2:
ACALL DLY0; 延時(shí)子程序
MOV A,49H; 取偏差Ｆ
JB ACC.7,LP4; 偏差Ｆ< 0,調(diào)動(dòng)X的偏轉(zhuǎn)程序
ACALL ZMP; ?。疲荆剑?調(diào)Z電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)子程序
CLR C; 計(jì)算新偏差Ｆ值,Ｆ＝Ｆ－2|Ze|+1
MOV A,43H ;Z坐標(biāo)值加1
ADD A,#01H;
MOV 43H,A;
MOV A,42H;
ADDC A,#00H;
MOV 42H,A;
MOV A,42H;
ANL A,#01111111B;除去坐標(biāo)符號(hào)位
MOV R0,A;
MOV A,4AH;
SUBB, A,43H;可向高位字節(jié)借位
MOV 4AH,A
MOV A,49H
SUBB A,R0
MOV 49H,A
MOV A,4AH;
SUBB, A,43H;可向高位字節(jié)借位
MOV 4AH,A
MOV A,49H
SUBB A,R0
MOV 49H,A
MOV A,4AH;
SUBB A,#01H; 終判值減一
MOV 4AH,A
MOV A,49H
SUBB A,#00H;考慮低位字節(jié)借位
MOV 49H,A
LP3:
CLR C;
MOV A,50H;
SUBB A,#01H; 終判值減一
MOV 50H,A
MOV A,4FH
SUBB A,#00H;考慮低位字節(jié)借位
MOV 4FH,A; 終判值判零
ORL A,50H;
JNZ LP2; 終判值不為零,去ＬＰ２,否則插補(bǔ)結(jié)束
LJMP 0000H
LP4:
ACALL XMP; 調(diào)X電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)子程序
CLR C;
MOV A,41H;
SUBB A,#01H; X坐標(biāo)值減一
MOV 50H,A
MOV A,40H
SUBB A,#00H;考慮低位字節(jié)借位
MOV 4FH,A;
CLR C;
MOV A,40H;
ANL A,#01111111B;除去坐標(biāo)符號(hào)位
MOV R0,A
MOV A,4AH ;計(jì)算新偏差Ｆ值,Ｆ＝Ｆ＋2|Ｘi|+1
ADD A,41H;
MOV 4AH,A;
MOV A,49H;
ADDC A,R0;
MOV 49H,A;
CLR C;
MOV A,4AH ;計(jì)算新偏差Ｆ值,Ｆ＝Ｆ＋2|Ｘi|+1
ADD A,41H;
MOV 4AH,A;
MOV A,49H;
ADDC A,40H;
MOV 49H,A;
CLR C;
MOV A,4AH ;計(jì)算新偏差Ｆ值,Ｆ＝Ｆ＋2|Ｘi|+1
ADD A,#01H;
MOV 4AH,A;
MOV A,49H;可能產(chǎn)生進(jìn)位位
ADDC A,#00H;
MOV 49H,A;
SJMP LP3;
XMP：
MOV A,40H;更新坐標(biāo)
DEC A
MOV 40H,A
MOV A,48H ; 取X電動(dòng)機(jī)當(dāng)前狀態(tài)字
CLR C; 移位法
RRC A
RRC A
RRC A
XMP2:
CPL A
ANL A,#49H; 屏蔽無(wú)關(guān)位
MOV 48H,A; 保存Ｘ電動(dòng)機(jī)狀態(tài)字,作為下次轉(zhuǎn)動(dòng)的基準(zhǔn)
ORL A,47H; 保存Z電動(dòng)機(jī)原狀態(tài)不變
XMP4:
MOV DPTR,A,#3000H
MOVX @DPTR,A
RET
ZMP:
MOV A,47H
CLR C
RRC A
RRC A
RRC A
ZMP2:
CPL A
ANL A,#92H
MOV 47H,A
ORL A,48H
SJMP XMP4
ZMM:
MOV A,47H
CLR A
RLC A
RLC A
RLC A
SJMP ZMP2
XMM:
MOV A,48H
CLR
RLC A
RLC A
RLC A
SJMP XMP2
DLY0：;延長(zhǎng)時(shí)間子程序
PUSH CX
MOV CX,8FH
DLY0AGN: NOP
LOOP DLY0AGN
POP CX
RET
6 心得體會(huì)
疫情來(lái)襲，刻不容緩，宅在家中的我們也迎來(lái)了這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)役，任務(wù)布置在云端，任務(wù)提交也在云端，雖然完成課程設(shè)計(jì)的過(guò)程有點(diǎn)艱辛，但是我們依然通過(guò)互相幫助，網(wǎng)絡(luò)查詢等手段，完成了課程設(shè)計(jì)。
這次的課程設(shè)計(jì)把我們大學(xué)學(xué)的機(jī)械相關(guān)的課程都復(fù)習(xí)了一遍，讓我們重溫了一遍工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械原理、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)接口技術(shù)，微機(jī)原理等專業(yè)課。這次課程設(shè)計(jì)讓我們將機(jī)械和電子相結(jié)合，真正的去理解我們這個(gè)專業(yè)為什么叫做機(jī)械電子工程。
在本次課程設(shè)計(jì)剛開(kāi)始的時(shí)候，看到QQ群里面的指導(dǎo)書(shū)，雖然通過(guò)老師的講解，但是仍然是一頭霧水。本身我們使用車床已經(jīng)是兩三年前的事情了，但是卻讓我們?nèi)ネ瓿蓹C(jī)床數(shù)控化改造，簡(jiǎn)直就是空中樓閣。但是漸漸經(jīng)過(guò)老師的答疑，自己在網(wǎng)絡(luò)上的搜尋，逐步的完成了絲桿設(shè)計(jì)計(jì)算和電機(jī)的選取，但是由于在家設(shè)計(jì)，效率不是很高，過(guò)了一周多才完成，大大的超出了日程安排，也使得我們?cè)诤竺娈?huà)圖的時(shí)間很緊張。之后我們又開(kāi)始了電氣部分的設(shè)計(jì)，對(duì)于電氣部分，雖說(shuō)學(xué)過(guò)匯編語(yǔ)言，但是匯編語(yǔ)言實(shí)在繁瑣，一個(gè)普通的帶進(jìn)位位的加法，就要四五行程序才能完成，實(shí)在是繁瑣。
這次課程設(shè)計(jì)讓我感覺(jué)到有難度的地方就是，插補(bǔ)環(huán)節(jié)，算法本身難懂加上又必須要用匯編語(yǔ)言來(lái)寫(xiě)，又增加了難度，好在網(wǎng)絡(luò)上有插補(bǔ)程序，只需要修改一下坐標(biāo)值就可以了。
此次課程設(shè)計(jì)無(wú)論是在機(jī)械方面還是，電子方面都讓我有了一個(gè)更加深入的認(rèn)識(shí)。課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了我獨(dú)立設(shè)計(jì)思考和分析解決問(wèn)題的能力，拓寬了我的知識(shí)面，同時(shí)也鞏固了自己所學(xué)的知識(shí)，是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。最后感謝楊老師和同學(xué)們?cè)诖舜握n程設(shè)計(jì)中悉心指導(dǎo)與幫助。
7 參考文獻(xiàn)
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[3]陳立德.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社,2010.
[4]聞邦椿.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2012.
[5]丁一、何玉林.工程圖學(xué)基礎(chǔ).高等教育出版社,2005
[6]李良軍.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社，2010
[7]李朝青 單片機(jī)原理及接口技術(shù)，2005
[8]機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 1,2分上下冊(cè)
[9]滾珠絲桿手冊(cè)或選型樣本
[10]機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè)，上海紡織機(jī)械出版社