《X數(shù)控激光切割機(jī)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《X數(shù)控激光切割機(jī)設(shè)計(jì)（26頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目 錄 摘 要………………………………………………………………………………………Ⅰ ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ 1 緒論1 1.1課題背景1 1.2現(xiàn)實(shí)意義1 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)1 1.4總體設(shè)計(jì)方案分析2 2 機(jī)械部分XY工作臺(tái)及Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 2.1 XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)4 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù)4 2.1.2 XY工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析4 初步確定XY工作臺(tái)尺寸及估算重量4 2.2 Z軸隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)5 3滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算6 3.1 強(qiáng)度計(jì)算6 3.2 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率6 4 直線滾動(dòng)

2、導(dǎo)軌的選型8 5 步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定9 5.1 步進(jìn)電機(jī)的選用9 5.1.1 脈沖當(dāng)量和步距角9 步進(jìn)電機(jī)上起動(dòng)力矩的近似計(jì)算9 確定步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率10 5.2齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定10 傳動(dòng)比的確定10 齒輪結(jié)構(gòu)主要參數(shù)的確定11 5.3步進(jìn)電機(jī)慣性負(fù)載的計(jì)算11 6 傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的討論13 6.1 根據(jù)工作臺(tái)不出現(xiàn)爬行的條件來確定傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度13 6.2根據(jù)微量進(jìn)給的靈敏度來確定傳動(dòng)系統(tǒng)剛度13 7 消隙方法與預(yù)緊15 7.1消隙方法15 偏心軸套調(diào)整法15 錐度齒輪調(diào)整法16 雙片齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法16 7.2預(yù)緊17 8數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)18

3、8.1 確定機(jī)床控制系統(tǒng)方案18 8.2 主要芯片配置18 主要芯片選擇18 8.2.2 主要管腳功能18 8.2.3 EPROM的選用19 8.2.4 RAM的選用20 8.2.5 89C51存儲(chǔ)器及I/O的擴(kuò)展20 8.2.6 8155工作方式查詢21 狀態(tài)查詢22 8.2.8 8155定時(shí)功能22 8.2.9 芯片地址分配23 8.3 鍵盤設(shè)計(jì)24 鍵盤定義及功能24 8.3.2 鍵盤程序設(shè)計(jì)24 8.4 顯示器設(shè)計(jì)28 顯示器顯示方式的選用28 顯示器接口29 8.4.3 8155擴(kuò)展I/O端口的初始化29 8.5 插補(bǔ)原理30 8.6光電隔離電路

4、31 8.7越界報(bào)警電路31 8.8總體程序控制32 8.8.1流程圖32 8.8.2總程序32 9 步進(jìn)電機(jī)接口電路及驅(qū)動(dòng)34 結(jié)論38 參考文獻(xiàn)39 致謝40 1 緒論 1.1課題背景 激光被譽(yù)為二十世紀(jì)最重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，它剛一問世就引起了材料科學(xué)家的高度重視。1971年11月，美國(guó)通用汽車公司率先使用一臺(tái)250W CO2激光器進(jìn)行利用激光輻射提高材料耐磨性能的試驗(yàn)研究，并于1974年成功地完成了汽車轉(zhuǎn)向器殼內(nèi)表面（可鍛鑄鐵材質(zhì)）激光淬火工藝研究，淬硬部位的耐磨性能比未處理之前提高了10倍。這是激光表面改性技術(shù)的首次工業(yè)應(yīng)用。多年以來，世界各國(guó)投入了大量資金和人

5、力進(jìn)行激光器、激光加工設(shè)備和激光加工對(duì)材料學(xué)的研究，促使激光加工得到了飛速發(fā)展，并獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如今在中國(guó)，激光技術(shù)已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍工以及人們的現(xiàn)代生活中得到廣泛的應(yīng)用，并且正逐步實(shí)現(xiàn)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，國(guó)家也將其列為“九五”攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目之一?！笆濉钡闹饕ぷ魇谴龠M(jìn)激光加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，保持激光器年產(chǎn)值20％的平均增長(zhǎng)率，實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值200億元以上；在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中普及和推廣加工技術(shù)，重點(diǎn)完成電子、汽車、鋼鐵、石油、造船、航空等傳統(tǒng)工業(yè)應(yīng)用激光技術(shù)進(jìn)行改造的示范工程；為信息、材料、生物、能源、空間、海洋等六大高科技領(lǐng)域提供嶄新的激光設(shè)備和儀器。 數(shù)控化和綜合化把激光器與計(jì)

6、算機(jī)數(shù)控技術(shù)、先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)以及高精度和自動(dòng)化的工件定位相結(jié)合，形成研制和生產(chǎn)加工中心，已成為激光加工發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。 1.2現(xiàn)實(shí)意義 激光切割機(jī)是光、機(jī)、電一體化高度集成設(shè)備，科技含量高，與傳統(tǒng)機(jī)加工相比，激光切割機(jī)的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低產(chǎn)品成本，減輕工人負(fù)擔(dān)，對(duì)制造業(yè)來說，可以說是一場(chǎng)技術(shù)革命。 激光切割的適用對(duì)象主要是難切割材料，如高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件。激光切割技術(shù)、激光切割機(jī)床正在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。因此研究和設(shè)計(jì)數(shù)控激光切割有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。微機(jī)控制技術(shù)正在發(fā)揮出巨大的優(yōu)越性。 1.3

7、設(shè)計(jì)任務(wù) 本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)單片機(jī)（89C51主控芯片）控制激光切割機(jī)床，主要設(shè)計(jì)對(duì)象是XY工作臺(tái)部件及89C51單片機(jī)控制原理圖。而對(duì)激光切割機(jī)其他部件如冷水機(jī)、激光器等不作為設(shè)計(jì)內(nèi)容要求，只作一般了解。單片機(jī)對(duì)XY工作臺(tái)的縱、橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量0.001mm/ pluse。工作臺(tái)部件主要構(gòu)件為滾珠絲杠副、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副、步進(jìn)電機(jī)、工作臺(tái)等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧兩方向的安裝尺寸和裝配工藝。 1.4總體設(shè)計(jì)方案分析 參考數(shù)控激光切割機(jī)的有關(guān)技術(shù)資料，確定總體方案如下： 采用89C51主控芯片對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)減速后，帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)

8、動(dòng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。其原理示意圖1.1。 X向工作臺(tái) 控 制 器 驅(qū) 動(dòng) 器 步進(jìn) 電機(jī) 步進(jìn) 電機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 器 Y向工作臺(tái) 圖1.1 系統(tǒng)總體原理圖 微機(jī)控制線路圖參考MCS－51系列單片機(jī)控制XY工作臺(tái)線路圖。 步進(jìn)電機(jī)參照RORZE株式會(huì)社的產(chǎn)品樣本選取，以保證質(zhì)量和運(yùn)行精度,同時(shí)驅(qū)動(dòng)器也選用RORZE的配套驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品。 滾珠絲杠的生產(chǎn)廠家很多，本設(shè)計(jì)參照了漢江機(jī)床廠、南京工藝裝備制造廠的樣本資料，力求從技術(shù)性能、價(jià)格狀況、通用互換性等各方面因素考慮，最后選用南京工藝裝備廠的FFZD系列滾珠絲杠，即內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠

9、副。 本設(shè)計(jì)棄用Z80，而選用單片機(jī)。單片機(jī)體積小、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，可靠性高，靈活性好，性價(jià)比大大超過了Z80。比較后選用89C51為主芯片。在使用過程中89C51雖有4K的FLASH（E2PROM），但考慮實(shí)際情況需配備EPROM和RAM，并要求時(shí)序配備。選晶體頻率為6MHz，89C51讀取時(shí)間約為3t，則t＝480ns ,常用EPROM讀取時(shí)間約為200~450ns。89C51的讀取時(shí)間應(yīng)大于ROM要求的讀取時(shí)間。89C51的讀寫時(shí)間約為4T，則TR＝660ns，TW=800ns，常用RAM讀寫時(shí)間為200ns左右，均滿足要求。根據(jù)需要，擴(kuò)展I/O接口8155，因顯示數(shù)據(jù)主

10、要為數(shù)字及部分功能字，為簡(jiǎn)化電路采用LED顯示器。鍵盤采用非編碼式矩陣電路。為防止強(qiáng)電干擾，采用光電隔離電路。 2 機(jī)械部分XY工作臺(tái)及Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù) 本設(shè)計(jì)的XY工作臺(tái)的參數(shù)定為： ①工作臺(tái)行程：橫向320mm，縱向450mm ②工作臺(tái)最大尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：1100×900×300mm ③工作臺(tái)最大承載重量：120Kg ④脈沖當(dāng)量：0.001mm/pluse ⑤進(jìn)給速度：60平方毫米/min ⑥表面粗糙度：0.8～1.6 ⑦設(shè)計(jì)壽命：15年 XY工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析 因激光切割機(jī)床為激光加工,其激光器與工件

11、之間不直接接觸,因此可以認(rèn)為在加工過程中沒有外力負(fù)載作用。其切削力為零。 XY工作臺(tái)部件由工作臺(tái)、中間滑臺(tái)、底座等零部件組成,各自之間均以滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副相聯(lián),以保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。 設(shè)下底座的傳動(dòng)系統(tǒng)為橫向傳動(dòng)系統(tǒng)，即X向，上導(dǎo)軌為縱向傳動(dòng)系統(tǒng)，即Y向。 一般來說,數(shù)控切割機(jī)床的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的摩擦力可忽略不計(jì),但滾珠絲杠副,以及齒輪之間的滑動(dòng)摩擦不能忽略,這些摩擦力矩會(huì)影響電機(jī)的步距精度。另外由于采取了一系列的消隙、預(yù)緊措施,其產(chǎn)生的負(fù)載波動(dòng)應(yīng)控制在很小的范圍。 初步確定XY工作臺(tái)尺寸及估算重量 初定工作臺(tái)尺寸(長(zhǎng)×寬×高度)為:1200×950×70mm，材料為HT200，估重為62

12、5N (W1)。 設(shè)中托座尺寸(長(zhǎng)×寬×高度)為:1200×520×220mm，材料為HT200，估重為250N（W2）。 另外估計(jì)其他零件的重量約為250N (W3)。 加上工件最大重量約為120Kg（1176N）(G)。 則下托座導(dǎo)軌副所承受的最大負(fù)載W為: W=W1+W2+W3+G＝665+250+250+1176＝2301N 2.2 Z軸隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 激光切割機(jī)對(duì)Z軸隨動(dòng)機(jī)構(gòu)要求非常高。在切割中需隨時(shí)檢測(cè)和控制切割表面的不平度，通過伺服電機(jī)和滾珠絲桿調(diào)整切割頭的高度，以保證激光聚焦后的焦點(diǎn)在切割板材的表面位置。由于激光焦點(diǎn)至板面的距離將影響割縫寬窄及質(zhì)量，因此，要求Z軸的

13、檢測(cè)精度高于0.010mm：同時(shí)，隨動(dòng)速度應(yīng)大于5m/min。隨動(dòng)速度太快會(huì)造成切割頭上下震蕩，太慢又造成切割頭跟不上的現(xiàn)象。目前。對(duì)加工板材的檢測(cè)主要有電容、電感、電阻、激光、紅外等幾種方式。電感式和電阻式屬于傳感器，激光、紅外及電容式屬于非接觸式傳感器。電容式傳感器在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過程中不發(fā)生摩擦阻力，最適于金屬板材和高速切割加工，而激光和紅外位移傳感器對(duì)加工材料的反射率很敏感，僅適用于一些特殊場(chǎng)合的切割加工(如強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)干擾環(huán)境)。所以在選擇傳感器時(shí)，應(yīng)注意檢測(cè)精度和對(duì)切割材料的適應(yīng)性，同時(shí)安裝時(shí)還需要注意采取抗干擾措施。 割頭具有多種先進(jìn)的智能和附加功能，如自動(dòng)調(diào)整激光噴嘴距離、自

14、動(dòng)清潔噴嘴、同軸噴水機(jī)構(gòu)、切割頭轉(zhuǎn)動(dòng)、切割嘴擺動(dòng)等。這些功能機(jī)構(gòu)的增加,不可避免地增加了切割頭的重量，成切割頭的動(dòng)態(tài)性能不好,隨動(dòng)機(jī)構(gòu)反應(yīng)不靈敏。一般來說，普通數(shù)控激光切割機(jī)Z軸拖動(dòng)重量在5kg以上時(shí)，應(yīng)采用重力平衡設(shè)施。而高性能數(shù)控激光切割機(jī)的Z軸拖動(dòng)重量在2kg以上就必須施加重力平衡設(shè)施，特別是在高速飛行光路設(shè)計(jì)中,這一點(diǎn)尤為重要。目前Z軸上的重力平衡設(shè)施使用較多的是采用氣缸托動(dòng)方式(圖2.1)。該方式重量輕、體積小、易安裝，還可根據(jù)要求調(diào)整氣缸的平衡力。 圖2.1 Z軸隨動(dòng)機(jī)構(gòu) 3 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一） 根據(jù)機(jī)

15、床的受力情況及結(jié)構(gòu)尺寸，參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列，選用FFZD內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲桿，具體型號(hào)如下： X向： FFZD 2504-3/490×500 Y向： FFZD 2504-3/500×1100 （二） 因X向的滾珠絲桿比Y向的滾珠絲桿所受的負(fù)載大，現(xiàn)只計(jì)算X向絲桿的相關(guān)數(shù)據(jù)，Y向根據(jù)X向的結(jié)果相同選用即可滿足要求。 （三） 具體計(jì)算如下。 3.1 強(qiáng)度計(jì)算 軸向負(fù)荷計(jì)算公式： 式（3.1） 式中F——切削力，F(xiàn)=0 W——工件重量加工作臺(tái)重量 W=2301N U——滾動(dòng)導(dǎo)軌上的滾動(dòng)摩擦系數(shù)（約為0.003-0.004），取U=0.004 則根據(jù)式（3.1

16、）： =0.004×2301=92N 激光切割機(jī)滾珠絲杠是在低速條件下工作的。 故本處的Go=（0.2-0.3），。對(duì)照樣本參數(shù),這里的Go非常小，選定導(dǎo)程為4的滾珠絲杠副。 3.2 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率為: 式（3.2） 式中ψ—滾珠絲杠的螺紋升角 ρ＇—當(dāng)量摩擦角 根據(jù)當(dāng)量摩擦系數(shù)和當(dāng)量摩擦角關(guān)系（見表3.1），前面已經(jīng)定v=1m/s，材料選擇灰鑄鐵HRC≥45。 所以：ρ＇=4°00′，tgρ＇=0.0025； 因?yàn)棣?arctg（Ph/πd） 式（3.3）

17、 式中:Ph—導(dǎo)程，4mm d——絲杠公稱直徑，25mm 則根據(jù)式（3.3）： ψ＝2.91° 則根據(jù)式（3.2）得：η＝0.953。 表3.1 當(dāng)量摩擦系數(shù)f＇和當(dāng)量摩擦角ρ＇ 齒圈材料 錫 青 銅 無錫青銅 灰鑄鐵 齒面硬度 HRC≥45 其它 HRC≥45 HRC≥45 其它 相對(duì)速度 υs m/s f＇ ρ＇ f＇ ρ＇ f＇ ρ＇ f＇ ρ＇ f＇ ρ＇ 0.01 0.05 0.10 0.25 0.50 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4 5 8 10 15 24 0.110 0.09

18、0 0.080 0.065 0.055 0.045 0.040 0.035 0.030 0.028 0.024 0.022 0.018 0.016 0.014 0.013 6°17′ 5°09′ 4°34′ 3°43′ 3°09′ 2°35′ 2°17′ 2°00′ 1°43′ 1°36′ 1°22′ 1°16′ 1°02′ 0°55′ 0°48′ 0°45′ 0.120 0.100 0.90 0.075 0.065 0.055 0.05 0.045 0.040 0.035 0.031 0.029 0.026

19、 0.024 0.020 6°51′ 5°43′ 5°09′ 4°17′ 3°43′ 3°09′ 2°52′ 2°35′ 2°17′ 2°00′ 1°47′ 1°40′ 1°29′ 1°22′ 1°09′ 0.180 0.140 0.130 0.100 0.090 0.070 0.065 0.055 0.05 0.045 0.040 0.035 0.03 10°12′ 7°58′ 7°24′ 5°43′ 5°09′ 4°00′ 3°43′ 3°09′ 2°52′ 2°35′ 2°17′ 2°00′ 1

20、°43′ 0.180 0.140 0.130 0.100 0.090 0.070 0.065 0.055 10°2′ 7°58′ 7°24′ 5°43′ 5°09′ 4°00′ 3°43′ 3°09′ 0.190 0.160 0.140 0.120 0.100 0.090 0.080 0.070 10°45 9°05 7°58′ 6°51′ 5°49′ 5°09′ 4°34′ 4°00′ 4 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的

21、選型 導(dǎo)軌主要分為滾動(dòng)導(dǎo)軌和滑動(dòng)導(dǎo)軌兩種，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌在數(shù)控機(jī)床中有廣泛的應(yīng)用。相對(duì)普通機(jī)床所用的滑動(dòng)導(dǎo)軌而言，它有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： ①定位精度高 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動(dòng)導(dǎo)軌的1/50。由于動(dòng)摩擦與靜摩擦系數(shù)相差很小，運(yùn)動(dòng)靈活，可使驅(qū)動(dòng)扭矩減少90%，因此，可將機(jī)床定位精度設(shè)定到超微米級(jí)。 ②降低機(jī)床造價(jià)并大幅度節(jié)約電力 采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的機(jī)床由于摩擦阻力小，特別適用于反復(fù)進(jìn)行起動(dòng)、停止的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使所需的動(dòng)力源及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)小型化，減輕了重量，使機(jī)床所需電力降低90%，具有大幅度節(jié)能的效果。 ③可提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌由于摩擦阻力小，因此發(fā)熱少，可實(shí)現(xiàn)

22、機(jī)床的高速運(yùn)動(dòng)，提高機(jī)床的工作效率20～30%。 ④可長(zhǎng)期維持機(jī)床的高精度 對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌面的流體潤(rùn)滑，由于油膜的浮動(dòng)，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)精度的誤差是無法避免的。在絕大多數(shù)情況下，流體潤(rùn)滑只限于邊界區(qū)域，由金屬接觸而產(chǎn)生的直接摩擦是無法避免的，在這種摩擦中，大量的能量以摩擦損耗被浪費(fèi)掉了。與之相反，滾動(dòng)接觸由于摩擦耗能小．滾動(dòng)面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使直線滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高精度狀態(tài)。同時(shí)，由于使用潤(rùn)滑油也很少，大多數(shù)情況下只需脂潤(rùn)滑就足夠了，這使得在機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用維護(hù)方面都變的非常容易了。所以在結(jié)構(gòu)上選用：開式直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列。 型號(hào)：選用GGB型四方向

23、等載荷型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，如圖4.1。 具體型號(hào)：X向選用GGB20BA2P，2 500-4 Y向選用GGB20AB2P，2 1100-4 圖4.1 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 5 步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 5.1 步進(jìn)電機(jī)的選用 脈沖當(dāng)量和步距角 已知脈沖當(dāng)量為1μm/STEP，而步距角越小，則加工精度越高。初選為0.36o/STEP（二倍細(xì)分）。 步進(jìn)電機(jī)上起動(dòng)力矩的近似計(jì)算 電機(jī)起動(dòng)力矩： 式（5.1） 式中: M為滾珠絲杠所受總扭矩 Ml為外部負(fù)載產(chǎn)生的摩擦扭矩，有: 式（5.2） =92×0.025/2×tg（2.91+0.14） =0.062N·m

24、M2為內(nèi)部預(yù)緊所產(chǎn)生的摩擦扭矩，有： 式（5.3） 式中: K—預(yù)緊時(shí)的摩擦系數(shù)，0.1—0.3 Ph—導(dǎo)程，4cm Fao——預(yù)緊力， 有：Fao=Fao1+Fao2 取Fao1=0.04×Ca=0.04×1600=640N 此處省略?NN NNNNN NNN NN 字 編程禁止方式一此為向多片2764寫入不同程序而設(shè)置的，當(dāng)VPP=+21V時(shí)，為高電平時(shí)，2764芯片處于編程禁止?fàn)顟B(tài)。 8.2.4 RAM的選用 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM通常采用MOS型，MOS型RAM分靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。動(dòng)態(tài)RAM集成度高，功耗小，成本低，但控制邏輯復(fù)雜，需要定期刷新,尤其是容易受到干擾

25、，對(duì)環(huán)境、結(jié)構(gòu)、電摞等都有較高的要求。對(duì)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)而言,可靠是第一位的,此處選用大容量靜態(tài)RAM6264(8K*8位)一片。 6264主要引腳功能： ①A0—A1213位地址線 ②IO1—IO7數(shù)據(jù)輸入輸出線 ③ 數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào) ④ 寫選通信號(hào) ⑤ 片選信號(hào) 6264主要工作方式: ①讀方式——及為低電平，為高電平時(shí)，6264將數(shù)據(jù)輸出到指定地址。 ②寫方式——為低電平，亦為低電平時(shí),允許數(shù)據(jù)輸入。 ③封鎖方式——為高電平時(shí)，該芯片沒被選通，不工作。 8.2.5 89C51存儲(chǔ)器及I/O的擴(kuò)展 可編程接口芯片是指其工作方式可由與之對(duì)應(yīng)的軟件命令來加以改變的接口芯

26、片。這類芯片一般具有多種功能，使用靈活方便，使用前必須由CPU對(duì)其編程設(shè)定工作方式，然后按設(shè)定的方式進(jìn)行操作。 8155可編程并行I/O接口具有功能強(qiáng)，價(jià)格便宜，且具有與MCS-51單片機(jī)配置簡(jiǎn)單、方便等優(yōu)點(diǎn)。是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)最常用的外部功能擴(kuò)展器件之一。 (1)存儲(chǔ)器與單片機(jī)聯(lián)接，主要是通過三總線聯(lián)接。應(yīng)考慮總線的驅(qū)動(dòng)能力是否足夠。存儲(chǔ)器2764、6264存儲(chǔ)量均為8K，需13位地址進(jìn)行存儲(chǔ)單元選擇，將A0—A7腳與地址鎖存器八位地址輸出對(duì)應(yīng)聯(lián)接，將A8－A13腳與89C51的P2口P2.0-P2.4相聯(lián)接，其余地址線經(jīng)P2.5—P2.7經(jīng)譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)。數(shù)據(jù)線聯(lián)接將存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)輸出端D

27、0－Dl與89C51P0口聯(lián)接?？刂凭€89C51 與2764相聯(lián)，89C51從外部EPROM取指令。、 分別與6264、相聯(lián)，89C51對(duì)外部RAM進(jìn)行讀/寫。 (2)8155許多信號(hào)與89C51兼容，可直接聯(lián)接，因8155內(nèi)部已有鎖存器，因此8155數(shù)據(jù)地址復(fù)合線AD0一AD7與89C51P0口直接相聯(lián)。地址鎖存信號(hào)ALE與89C51ALE相聯(lián)。片選信號(hào)經(jīng)譯碼后產(chǎn)生，以高位地址P2.0直接作為IO/信號(hào)，此時(shí)對(duì)8155需要使用16位地址進(jìn)行編址。 8155的結(jié)構(gòu)框圖及引腳排列見圖8.2。 圖8.28155引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8.2.6 8155工作方式查詢 8155I/O工作方式選擇通

28、過對(duì)8155內(nèi)部命令寄存器（命令口）設(shè)定命令控制字實(shí)現(xiàn)。命令寄存器格式及對(duì)應(yīng)的工作方式見下圖8.3。 8155I/O有四種工作方式，即ALT1，ALT2，ALT3，ALT4。其中各符號(hào)說明如下： AINTR：A口中斷，請(qǐng)求輸入信號(hào)，高電平有效。 BINTR：B口中斷，請(qǐng)求輸入信號(hào)，高電平有效。 ABF（BBF）：A口（B口）緩沖器滿狀態(tài)標(biāo)志輸出線，（緩沖器有數(shù)據(jù)時(shí)BF為高電平）。 ASTB（BSTB）：A口（B口）設(shè)備選通信號(hào)輸入線，低電平有效。 在ALT1～ALT4的不同方式下，A口、B口及C口的各位工作方式如下： ALT1：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸入方式。

29、ALT2：A口，B口為基本輸入/輸出，C口為輸出方式。 ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3～PC5為輸出。 ALT4：A口、B口為選通輸入/輸出。PC0為AINTR，PC1為ABF，PC2為，PC3為BINTR，PC4為BBF，PC5為。 圖8.3 命令寄存器格式 8.2.7狀態(tài)查詢 8155還有一個(gè)狀態(tài)寄存器，用于鎖存I/O口和定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài)，供CPU 查詢用。其格式如圖8.4： 狀態(tài)寄存器和命令寄存器共用一個(gè)地址，命令寄存器只能寫入不能讀出，而狀態(tài)寄存器只能讀出不能寫入。所

30、以可以認(rèn)為，CPU讀該地址時(shí)，作為狀態(tài)寄存器，讀出的是當(dāng)前I/O口和定時(shí)器的狀態(tài)，而寫該地址時(shí)，則作為命令寄存器對(duì)I/O口工作方式的選擇。 8.2.8 8155定時(shí)功能 8155芯片內(nèi)有一個(gè)14位減法計(jì)數(shù)器，可對(duì)輸入脈沖進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。外部有兩個(gè)定時(shí)器引腳TINEIN 和TIMEOUT。TINEIN為定時(shí)器時(shí)鐘輸入，有外部輸入時(shí)鐘脈沖，TIMEOUT為定時(shí)器輸出，輸出各種信號(hào)脈沖波形。定時(shí)器的格式、輸出波形見圖8.5。 由上圖可見，定時(shí)器的低8位和高6位計(jì)數(shù)器定時(shí)是出方式由04H、05H寄存器確定。對(duì)定時(shí)器編程時(shí)，首先將計(jì)數(shù)器及定時(shí)器方式送入定時(shí)器口，（定時(shí)器的低8位和高6位，定時(shí)器方式M

31、）04H，05H。計(jì)數(shù)常數(shù)在002H~3FFF之間。計(jì)數(shù)器的起動(dòng)和停止由命令寄存器的最高兩位TM2和TM1決定。但何時(shí)讀都可以置定時(shí)器的長(zhǎng)度和工作方式，然后必須將起動(dòng)命令寫入命令寄存器。既使計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)數(shù)，在寫入起動(dòng)命令后，仍可改變定時(shí)器的工作方式。 圖8.4 狀態(tài)寄存器格式 M2 M1 方 式 定時(shí)器輸出波形 0 ?0 單方波 0 1 連續(xù)方波 1 0 單脈沖 1 1 連續(xù)脈沖 圖8.5 8155定時(shí)器方式及輸出波形 8.2.9 芯片地址分配 89C51支持的存儲(chǔ)芯片，程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單獨(dú)編址，EPROM與R

32、AM地址分配較為自由,不必考慮會(huì)發(fā)生沖突,因89C51復(fù)位后,從0000H開始，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器空間為0000H-0FFFH，外部2片2764芯片地址分別為0C000H-0DFFFH，8000H--9FFFH。89C51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間為00H-0FFH，外部6264芯片地址：6000H-7FFFH 1#8155芯片地址(假定未用地址用"0"表示) /IO＝0時(shí)，8155(1)內(nèi)部RAM地址范圍 E000H-E0FFH /IO＝1時(shí)，端口地址：控制口：E100H；PA口：E101H；PB口：E102H；PC口：E103H； 定時(shí)器低八位：E104H；定時(shí)器高八位：E105H 2#

33、8155芯片地址(假定未用地址用"0"表示) /IO＝0時(shí)，8155(1)內(nèi)部RAM地址范圍0A000H-0A0FFH /IO＝1時(shí)，端口地址：控制口：0A00H；PA口：0A01H；PB口：0A02H；PC口：0A03H； 定時(shí)器低八位：0A04H；定時(shí)器高八位：0A05H 8.3 鍵盤設(shè)計(jì) 鍵盤定義及功能 控制面板上布置5個(gè)控制鍵，33個(gè)功能數(shù)字鍵。其中8個(gè)鍵有雙重功能，由SHIFT鍵轉(zhuǎn)換，按下SHIFT鍵，上檔鍵有效。 5個(gè)控制鍵各功能如下： 急停鍵——運(yùn)行時(shí)按該鍵，程序立即停止運(yùn)行。 暫停鍵——運(yùn)行時(shí)按下該鍵，執(zhí)行完本程序段后，停止執(zhí)行下一程序段，等待處理，此為硬件暫

34、停。 恢復(fù)運(yùn)行鍵——處于急停或暫停時(shí)，接下該鍵程序繼續(xù)執(zhí)行。用M00實(shí)行軟件暫停時(shí)，恢復(fù)運(yùn)行也需要按該鍵。 復(fù)位鍵——編程或運(yùn)行前，清除內(nèi)存中的隨機(jī)數(shù)。 對(duì)中心鍵——鉬絲自動(dòng)找準(zhǔn)預(yù)定的中心位置(原點(diǎn))。 30個(gè)功能數(shù)字鍵包括數(shù)字鍵“0－9”，負(fù)號(hào)“—”，程序開始字“%”，程序段結(jié)束字“LF”，序號(hào)字“N”，準(zhǔn)備功能字“G”，輔助功能字“M”，速度功能字“F”，主軸速度功能字“S”，坐標(biāo)功能字“X、Y、Z、I、J、W”。編輯鍵三個(gè)：DEL/INS—?jiǎng)h除/插入程序段鍵，DISP/ZOOM—DISP顯示程序全段內(nèi)容，ZOOM使加工圖形按比例縮放，預(yù)置為1，COPY—程序段復(fù)制，IDX—可設(shè)定

35、某一程序段為起割點(diǎn)，單步—步進(jìn)電機(jī)走一拍就停止工作，回零—鉬絲重新置于起點(diǎn)，運(yùn)行—加工開始確認(rèn)。 鍵盤程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用非編碼式矩陣式鍵盤，1#8155為鍵盤接口，按五行六列布線。PA0—PA4為行線，PC0—PC5為列線。 A口為輸出口，C口為輸入口，按鍵盤列線，每個(gè)鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)鍵碼，根據(jù)鍵碼轉(zhuǎn)至相應(yīng)鍵處理子程序。常用鍵識(shí)別方法有掃描法和線翻轉(zhuǎn)法。本設(shè)計(jì)采用掃描法。其原理是：一條列線為低電平，若此列線上已閉合鍵，則各行線狀態(tài)都為高電平，然后按行號(hào)、列號(hào)求得閉合鍵鍵碼。 定義各行首鍵號(hào)為00H、06H、0CH、12H、18H，鍵碼=行號(hào)＋列號(hào)。鍵號(hào)鍵功能對(duì)應(yīng)表8.1 表8.1 鍵號(hào)

36、鍵功能對(duì)應(yīng) 鍵號(hào) 00H－09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 10H 11H 12H 1E 功能 0－9 — N G M F S 鍵號(hào) 13H 14H 15H 16H 17H 18H 19H 1AH 1BH 1CH 1DH 1F 功能 DEL COPY IDX 單步 回零 運(yùn)行 SHIFT 圖8.6鍵盤掃描程序流程圖 圖8.7 求鍵值子程序 鍵盤掃描子程序 ORG 0500H SCAN:MOV A,#00H MOV DPTR, #E101H M

37、OVX @DPTR, A MOV A #3FH MOV DDPTR, #E103H MOVX #DPTR, A MOV DPTR, #E102H MOVX A, @DPTR ANL A, #1FH CJNE3 A, #1FH, NEXT1 SJMP NEXT4 NEXT1: ACALL DS20ms CLR C MOV R2, #00H MOV R1, #01H LOOP: INC DPTR MOV A,R1 MOVX #DPTR, A MOV DPTR, #8002H MOVX A, @DPTR ANL A, #1FH CJNE A, #1

38、FH, NEXT2 SJMP NEXT3 NEXT2: INC R2 CJNE R2, #01H, NEXT4 MOV R4, A MOV A,R1 MOV R3,A NEXT3: MOV A,R1 RLC A MOV R1,A CJNE A,#40H, LOOP AJMP KCODE NEXT4:CLR A RET END 求鍵值子程序 ORG 0560H KCODE：MOV R1，#00H MOV A， R3 CLR C LOOP： RRC A JZ NEXT1 INC R1 SJMP LOOP NEXT1：MOV

39、A， R1 SWAP A MOV R1，A MOV A， R4 ANL A， #0FH ORL A， R1 MOV B， A MOV DPTR， #KTAB MOV R0， #00H CLR A REPE：MOVC A，@A+DPTR CJNE A, B,NEXT2 SJMP RESV NEXT2:INC R0 MOV A, R0 SJMP REPE RESV: MOV A, R0 RET KTAB:DB 0FH,1FH,17H,1BH,2FH,27H DB 2BH,3FH,37H,3BH,3DH,2DH DEB1DH,0DH,0BH,07

40、H,03H,1EH DB 23H,3EH,4FH,47H,4BH,4DH DB 5FH,57H,5BH,5DH END 8.4 顯示器設(shè)計(jì) 顯示器顯示方式的選用 程序輸入時(shí)，涉及數(shù)字鍵及N、G、M等功能鍵。采用控制簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉的LED顯示器。因數(shù)控程序較長(zhǎng)，顯示數(shù)據(jù)較多，一次把整條指令內(nèi)容全顯示出來很不經(jīng)濟(jì)。采用段顯示法，即依次顯示X、Y 、I 、J等數(shù)據(jù)，一條指令顯示完，再顯示下一條指令。以減少LED數(shù)量。 系統(tǒng)分辨率為1μm，最大控制長(zhǎng)度為1m，需6位顯示器才能滿足要求，再加上一位符號(hào)位，須7位LED，為清晰顯示N、G、X、Y符號(hào)，符號(hào)位用一位"米"字顯示。 顯示器顯示

41、方式有靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)掃描法，即逐個(gè)點(diǎn)亮各位顯示器，因視覺殘留效應(yīng)，效果與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。 顯示器接口 為實(shí)現(xiàn)顯示器動(dòng)態(tài)掃描，對(duì)顯示器提供字形代碼輸入及顯示位控制，因此顯示器接口需有字形和字位控制。89C51P0口輸出BCD碼，通過驅(qū)動(dòng)器、鎖存器輸出字形到LED，構(gòu)成傳送電路。 圖8.8 鍵盤與顯示系統(tǒng)電路 8.4.3 8155擴(kuò)展I/O端口的初始化 由上圖的硬件連接得到8155初始化程序： 8155有關(guān)地址寄存器端口地址為: 100H 命令字寄存器 104H 定時(shí)器低字節(jié) 105H 定時(shí)器高字節(jié) 相應(yīng)初始化程序?yàn)? ORG

42、 0A00H MOV DPTR,#100H MOV A,#7H MOVX @R0,A …… END 因?yàn)镻3.3接行程開關(guān),處于高優(yōu)先級(jí)，所以IP、IE初始化為： SETB PX0 SETP PX1 CLR PT0 CLR PT1 CLR PS SETB EX0 SETB EX1 SETB ET0 SETB ET1 SETB ES CLS ET2 SETB EA PSW、TCON、TMOD初始化： MOV PSW #00H SETB IT0 SETB IT1

43、 SETB IE0 SETB IE1 SETB TR0 SETB TR1 TMOD工作在方式2，所以初始化為： MOV TMOD #66H 8.5插補(bǔ)原理 插補(bǔ)是對(duì)直線、圓弧等低次方程曲線的一種逼近方式。通過計(jì)算使沿坐標(biāo)方向的折線所構(gòu)成的圖形與加工圖形間的誤差保持在允許的范圍內(nèi)。常用的方法有逐點(diǎn)比較法、積分法。本設(shè)計(jì)選用逐點(diǎn)比較法。 逐點(diǎn)比較法工作原理：在控制過程中，逐步計(jì)算，判別折線運(yùn)動(dòng)與要求軌跡之間的偏差，決定下一步的進(jìn)給方向。用步進(jìn)電機(jī)控制工作臺(tái)沿某一方向進(jìn)給一步。一個(gè)插補(bǔ)由四個(gè)節(jié)拍組成，即偏差判別，進(jìn)給，偏差計(jì)算，終點(diǎn)計(jì)算。無論是直線插補(bǔ)、順圓插

44、補(bǔ)、逆圓插補(bǔ)都遵守這樣的四步原則。 8.6光電隔離電路 在實(shí)際電路中，模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間有一個(gè)強(qiáng)電干擾的問題。光電隔離電路的作用是在電隔離的情況下,以光為煤介傳送信號(hào),對(duì)輸入和輸出電路可以進(jìn)行隔離.因而能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，消除接地回路的干擾，有響應(yīng)速度較快、壽命長(zhǎng)、體積小耐沖擊等好處，使其在強(qiáng)-弱電接口，特別是在微機(jī)系統(tǒng)的前向和后向通道中獲得廣泛應(yīng)用。故在系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意輸入信號(hào)電路與單片機(jī)連接時(shí)的隔離。在這里，采用光電藕合是最常用的方法。光電耦合器具有三個(gè)特點(diǎn)：①信號(hào)傳遞采取電-光-電的形式，發(fā)光部分和受光部分不接觸，能夠避免輸出端對(duì)輸入端可能產(chǎn)生的反饋和干擾，②抑制噪聲干

45、擾能力強(qiáng)；③具有耐用、可靠性高和速度快等優(yōu)點(diǎn)，響應(yīng)時(shí)間一般為數(shù)以內(nèi)，高速型光電耦合器的響應(yīng)時(shí)間有的甚至小于10ns。在系統(tǒng)圖示中，模擬地用AGND表示，而數(shù)字地用DGND表示，以示區(qū)別。光藕電路原理圖8.9。 VCC1VCC2 R1R2 1 1 GND 圖8.9 光藕電路原理圖 8.7越界報(bào)警電路 為防止工作臺(tái)行程越界，設(shè)置限位開關(guān)，本設(shè)計(jì)中有四個(gè)限位開關(guān)，對(duì)應(yīng)于四種越界可能。，一旦越界，立即發(fā)出越界信號(hào)，啟動(dòng)中斷方式，停止工作臺(tái)的移動(dòng)。等待處理。并發(fā)出紅燈報(bào)警。在正常工作時(shí)，則是綠燈亮。兩燈均由8155PB4口控制。 8.8 總體程序控制 流程圖 總程序

46、 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT0 ORG 000BH LJMP T0 ORG 0013H LJMP INT1 MAIN：MOV A，#00H MOV R0, #00H MOV DPTR，#2000H XUNHUAN :MOVX @DPTR, A INC DPTR INC R0 CJNE R0,#0FFH, XUNHUAN INC R1 CJNE R2,#0FFH, XUNHUAN MOV SP,#60H SE

47、TB PX0 SETB EX0 SETB EX1 SETB EA WE：AJMP WE GONGZUO： LCALL QIUJIAN LCALL XIANSHI LCALL CHULI 9 步進(jìn)電機(jī)接口電路及驅(qū)動(dòng) 本設(shè)計(jì)選用五相步進(jìn)電機(jī)M56853S，工作方式為2細(xì)分工作方式，并選擇2CK輸入工作方式。步進(jìn)電機(jī)由驅(qū)動(dòng)器RD-0534M驅(qū)動(dòng)。而單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)和停止及正反轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的脈沖按順序供給電機(jī)各相，脈沖發(fā)生由驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生，并且具有各種系統(tǒng)保護(hù)。RD-0534M驅(qū)動(dòng)器的主要控制端有： 順時(shí)方向控制端CW；逆時(shí)方向控制

48、端CCW；運(yùn)行方式控制端4PIN，所需聯(lián)接控制信號(hào)由2#8155PB口控制。 X、Y向步進(jìn)電機(jī)各用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器控制，電機(jī)以五相方式工作。由于RD-0534M驅(qū)動(dòng)器具有良好的工作性能，并且又具有較強(qiáng)的保護(hù)功能，所以系統(tǒng)工作比較穩(wěn)定。 單片機(jī)控制RD-0534M工作時(shí)有一個(gè)脈沖電流的要求，故在兩者之間加了控制三極管。以滿足控制要求。 圖9.1 硬件連接圖 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)控制主要在于脈沖分配，實(shí)現(xiàn)脈沖分配（也就是通電換相控制）的方法有兩種：軟件法和硬件法。這里通過單片機(jī)發(fā)出信號(hào)經(jīng)過環(huán)形分配器驅(qū)動(dòng)放大直接控制，需要采用軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配。 橫向進(jìn)給采用五相十拍步進(jìn)電機(jī)，五相十拍工作方式通電

49、換相的正序?yàn)椋篈B-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA-EA-EAB，共有10個(gè)通電狀態(tài)。如果P1.4-P1.0輸出的控制信號(hào)中，0代表使繞組通電，1代表使繞組斷電，P1.7-P1.5三相六拍步進(jìn)電機(jī)，設(shè)為1（即五相十拍步進(jìn)電機(jī)工作，三相六拍步進(jìn)電機(jī)不工作），控制則可用10個(gè)控制字來對(duì)應(yīng)這10個(gè)通電狀態(tài)。這10個(gè)控制字如表9.1所列。 9.1 狀態(tài)控制字 通電狀態(tài) P1.4(E) P1.3(D) P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制字 AB 1 1 0 0 1 FCH ABC 1 1 0 0 0 F8H BC 1

50、 1 0 0 1 F9H CBD 1 0 0 0 1 F1H CD 1 0 0 1 1 F3H CDE 0 0 0 1 1 E3H DE 0 0 1 1 1 E7H DEA 0 0 1 1 0 E6H EA 0 1 1 1 0 EEH EAB 0 1 1 0 0 ECH 軟件脈沖分配子程序 正轉(zhuǎn)程序?yàn)椋? CW: INC R0 CJNE R0,#0AH,ZZ MOVE R0,#00H ZZ: MOV A,R0 MOV DPT

51、R,#ABC MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A RET ABC: DB 0FCH,0F8H,0F9H,0F1H,0F3H DB 0E3H,0E7H,0E6H,0EEH,0ECH 反轉(zhuǎn)程序?yàn)椋? CCW: DEC R0 CJNE R0,#0FFH,FZ MOV R0,#09H FZ: MOV A,R0 MOV DPTR,#ABC MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A RET 縱向進(jìn)給采用三相六拍步進(jìn)電機(jī)，三相六拍工作方式通電換相的正序?yàn)椋篈-AB-B-BC-

52、C-CA，共有6個(gè)通電狀態(tài)。如果P1.7-P1.5輸出的控制信號(hào)中，0代表使繞組通電，1代表使繞組斷電，P1.4-P1.0五相十拍步進(jìn)電機(jī)，設(shè)為1（即三相六拍步進(jìn)電機(jī)工作，五相十拍步進(jìn)電機(jī)不工作），控制則可用6個(gè)控制字來對(duì)應(yīng)這6個(gè)通電狀態(tài)。這6個(gè)控制字如表9.2所列。 表9.2 狀態(tài)控制字 通電狀態(tài) P1.7(C) P1.6(B) P1.5(5) 控制字 A 1 1 0 DFH AB 1 0 0 9FH B 1 0 1 BFH BC 0 0 1 3FH C 0 1 1 7FH CA 0 1 0 5FH 軟件脈沖分配子程

53、序 正轉(zhuǎn)程序?yàn)椋? CW: INC R1 CJNE R1,#0AH,ZZ MOVE R1,#00H ZZ: MOV A,R1 MOV DPTR,#AB MOVC A,@A+DPTR MOV P1,A RET AB: DB 0DFH,9FH,0BFH,3FH,7FH,5FH 反轉(zhuǎn)程序?yàn)椋? CCW: DEC R0 CJNE R0,#0FFH,FZ MOV R0,#09H FZ: MOV A,R0 MOV DPTR,#ABC MOVC A,@

54、A+DPTR MOV P1, 結(jié) 論 通過對(duì)數(shù)控激光切割機(jī)的整體設(shè)計(jì)，確定了一臺(tái)合理的立式機(jī)床結(jié)構(gòu)。 1、根據(jù)題目要求，設(shè)計(jì)出了一個(gè)結(jié)構(gòu)合理的XY軸工作臺(tái)，同時(shí)對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行了受力分析、設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)效率、強(qiáng)度等也進(jìn)行了相應(yīng)的計(jì)算，對(duì)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌如何選型進(jìn)行了深度分析，確定步進(jìn)電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并進(jìn)行了慣性負(fù)載計(jì)算、剛度討論等，分別來驗(yàn)證了其合理性。 2、利用單片機(jī)（本設(shè)計(jì)采用了89C51為主控芯片），設(shè)計(jì)出了一個(gè)比較合理的數(shù)控硬件電路與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相匹配的數(shù)控軟件連接，由單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)XYZ方向的運(yùn)動(dòng)。 3、在設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)床數(shù)控部分的I/O進(jìn)行了擴(kuò)展

55、，并對(duì)鍵盤和顯示器進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)，對(duì)程序進(jìn)行了初始化。 4、基本完成了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控激光切割機(jī)的設(shè)計(jì)，按此設(shè)計(jì)的切割機(jī)可以滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 張學(xué)仁.數(shù)控電火花線切割加工技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2000 [2] 李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社出版，2002 [3] 鄭玉華.典型機(jī)械（電）產(chǎn)品構(gòu)造.北京：北京科學(xué)出版社，2006 [4] 陳嬋娟.數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [5] 李秉操等.單片機(jī)原理及其在工業(yè)控制中的應(yīng)用.陜西：陜西電子編輯部，1991 [6] 文秀蘭等.超精密加工技術(shù)與設(shè)備.北京：化學(xué)工業(yè)出版

56、社，2006 [7] RORZE株式會(huì)社.RORZE綜合手冊(cè).1996 [8] 胡傳昕.特種加工手冊(cè).北京：北京出版社，2001 [9] 林其俊.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng).北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1991 [10] 王愛玲.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).北京：兵器工業(yè)出版社，1999 [11] 趙萬生.電火花加工技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)出版社，2000 [12] 徐灝.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社版，2006 [13] 余承業(yè)等.特種加工新技術(shù).北京：北京國(guó)防工業(yè)出版社，1995 [14] 馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [15] 劉書華.數(shù)控機(jī)床與編程

57、.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [16]S.卡爾帕基安，S.R.施密德.制造工程與技術(shù)（機(jī)加工）（英文版）及學(xué)習(xí)輔導(dǎo)（上冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998 [17] Patton W.J. Mechanical Power Transmission. New Jersey:Printice-Hall,1980 致 謝 經(jīng)過3個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)教師的督促指導(dǎo)以及同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師喬水明老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩喬老師淵博的學(xué)識(shí)外，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝攀枝花學(xué)院四年來對(duì)我的栽培。