毕业设计论文-范本-数控铣床的设计

毕业设计说明书PAGEII 摘要由于我们所学的专业是机械设计制造及其自动化，为了能够体现该专业的优越性，本次设计的主导思想是用电器控制机械加工，使机械和设计紧密地结合起来。此次毕业设计课题是：简易数控铣床的设计。在这次毕业设计中，我一面着手搞好这次毕业设计，一面又有计划地复习前面所学过的基础知识。从而使我对以前的基础知识掌握得更牢固，而且培养了我解决问题的能力。在这次毕业设计中，我紧扣设计题目，查阅有关技术资料，并在老师的指导和帮助下，完成了数控铣床的设计及相关的电器控制。但由于本人能力、水平有限，仍存在着一些错误，希望老师给予批评指正。最后，我在此向在本次设计中付出了辛勤劳动的指导老师表示由衷的谢意。关键词：机械加工；电器；数控铣床AbstractDuetoourmajoriselectromechanicalintegration,inordertobeabletoreflecttheprofessionalsuperiority,thedesignguidingideologyistousetheelectriccontrolmechanicalprocessing,makethemechanicalandelectricalcloselytogether.Inthegraduationdesign,whileIbegindoeswellthisgraduationdesign,thefrontsideandsystematicallyreviewlearnedthebasicknowledge.ThusthebasicknowledgeofbeforeIacquirefirmer,anddevelopedmyabilitytosolveproblems.Inthegraduationdesign,Igrippingdesigntopic,consultrelevanttechnicaldata,andtheteacher'sguidanceandhelp,completedtheCNCmillingmachinedesignandrelevantelectriccontrol.ButbecauseIability,limitedability,stillhassomemistakes,hopetheteachertogiveanimadversioncorrect.Finally,Iamheretointhisdesignworkedhardlaborguideteachersayawordofheartythanks.Keywords:mechanicalprocessing;electric;CNCmillingmachine目录TOC\o"1-3"\u摘要 IAbstract II绪论1X52K型数控铣床主传动系统的运动设计 11.1主传动系统技术参数的确定 11.2主传动系统的方案论证 11.2.1主轴变速范围11.2.2初步确定传动方案21.2.3绘制结构图21.2.4拟定转速图31.2.5齿轮齿数的确定41.2.6校验齿轮碰齿问题51.2.7校主轴转速误差61.3主传动系统的结构设计71.3.1主传动的布局81.3.2齿轮的轴向布置82机床主要零件的设计 102.1确定主电动机的功率和传动件的计算转速 102.2传动轴的计算 102.2.1传动轴直径的估算 102.2.2各轴传递的功率及轴径估算 112.3主轴轴径的计算 122.4直齿圆柱齿轮强度计算122.4.1齿轮模数的估算 122.4.2齿轮结构尺寸计算 132.4.3确定齿轮齿宽B 142.4.4确定各传动轴之间的中心距143主传动系的结构设计 153.1结构分析 153.2主轴组件轴承类型 153.2.1主轴轴承类型 153.2.2主轴材料及热处理 153.2.3主轴的工作性能 153.2.4主轴组件的密封、润滑153.3主传动系的变速操纵机构163.4主传动系的润滑系统163.4.1润滑方式的选择163.4.2润滑油的选择164进给机构的计算设计174.1概述174.2滚珠丝杠的选用设计174.3步进电机的选取184.3.1纵向（y方向）步进电机的选取184.3.2横向（x方向）步进电机的选取195概述205.1机床介绍205.1.1X52K简易数控机床程控系统的硬件结构2068031单片机及应用简介227数控铣床存储器的扩充237.1外部扩充存储器结构237.2存储器的地址分配238简易数控铣床的设备及其接口248.1简易数控铣床所用的输入设备248.2接口248.38155的RAM和编址248.4简易数控铣床的选址逻辑249在步进电机驱动中应用的斩波电路269.1PWM式单波性斩波器的工作原理269.2PWM式单波性斩波器的电路工作波形.2710简易数控铣床的自动控制软件系统2910.1简易数控铣床工作台（x或y方向）前进、后退程序2910.1.1程序框图2910.1.2程序清单2910.1.3三相六拍方式工作输出代码表3010.2步进电机正转一步子程序3010.2.1程序框图3010.2.2程序清单3010.3步进电机反转一步子程序3110.3.1程序框图3110.3.2程序清单3111键盘操作3211.1编程键的种类3211.2各编程键的作用、功能3211.3指示灯3212MCS-51单电机定时控制逻辑3312.时钟电路3312.复位电路3313结论……………………34致谢 35参考文献 36绪论 毕业设计是教学计划的重要组成部分，机械制造及自动化专业的毕业设计应以工程设计为主。工程设计是依据开发、研制方案的要求，以科学技术原理为指导，运用已学科学技术知识和实践经验进行构思，使开发、研制方案物化的过程。因此，工程设计是将技术原理转化为技术成果的桥梁，科学可行的设计是科技发明及其成果转变为现实生产力的前提，设计是工程的本质与核心。毕业设计任务的确定首先要考虑教学要求，同时兼顾社会需求。毕业设计要在规定时间内完成，并且要在指导教师的指导下由学生独立完成。①培养学生综合运用多学科的理论知识与技能，解决具有一定复杂程度的工程实际问题的能力。②培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。③培养学生优良的思想品质，勇于实践、勇于探索和开拓创新的科学精神，有益于学生综合素质的全面提高。④培养学生树立正确的设计思想和掌握现代设计方法。⑤对学生掌握的知识面进行全面考核。包括掌握知识的深度、运用理论解决实际问题的能力、实验能力、外语水平、计算机运用水平、书面及口头表达能力。毕业设计成果可直接或间接为经济建设服务，为生产科研服务，为社会服务。1X52K型数控铣床主传动系统的运动设计1.1主传动系统技术参数的确定（1）选择标准公比的一般原则由于本次设计的X52K型铣床属大批、大量生产的专门化机床，其标准公比应取小一些。在此次设计中，公比=1.26（2）在本设计中，加工对象是宽度为16㎜的盘形凸轮槽，工件材料为45＃钢。（3）道具材料是高速钢，道具直径16㎜。（4）查阅《机械加工工艺手册》得=8㎜；=16㎜；=0.2㎜由此知铣削力==6397.81（5）已知主电机功率5.5kw铣床主轴=1100=901.2主传动系统的方案论证1.2.1主轴变速范围12.67=1.26查取=90～=1120共12级转速：901121401802242803554505607109001120=12.67＞12满足转速范围要求1.2.2初步确定传动方案第一方案：第二方案：第三方案：第四方案：第五方案：第六方案：传动方案的选择原则：(1)应尽可能将传动副数目多的作为第一传动组，即符合“前密后疏”的分配原则。(2)尽可能使传动顺序同扩大顺序一致（传动范围由小到大）(3)为了避免被动齿轮直径过大，降速传动时传动比，升速为避免传动件误差，最大传动化对直齿讲，斜齿，最大传动范围；应发生在最后一个扩大组中或传动副数最少一组。综上所述，所以选择第一种传动方案变速方式采用单公用齿轮，因为采用单公用齿轮既能减少齿轮的个数又能缩短轴向尺寸。1.2.3X52K型数控铣床主传动系统结构图如图1-1图1-1主传动系统结构图1.2.4拟定转速图(1)确定公比(2)确定基本组和扩大组基本组委第一传动组第一扩大组为第二传动组第二扩大组为第三传动组(3)确定降速、升速范围选Y132S-45.5kw电机，其转速为1440可降速所以用第三个传动组可以满足。(4)分配降速比（按前慢后快原则）即a.作总降速比线b.决定Ⅲ轴—Ⅳ轴间的最小降速比由结构图知，降速最多能降6个格c.Ⅲ—Ⅳ轴间最大升速比最多能升2个格d.验算变速范围在允许范围内e.决定中间轴转速，按传动方向反向进行Ⅲ轴定6级，Ⅱ—Ⅲ轴间为了转速高些，可使Ⅱ轴图1-2转速图1.2.5(1)用最小公倍法计算a组齿轮齿数K291818=2.43取=5(2)b组齿轮齿数的确定(3)c组齿轮齿数的确定查表3-1齿轮齿数最小在1：组中，设最小齿数齿数和为104。则1.2.6校验齿轮碰齿问题为了保证三联滑移齿轮在滑移过程中能顺利通过，应使最大和次大齿轮齿数差大于4，如果齿数差正好等于4时，可将或的齿顶圆直径减少一些仍可使用。即。基于上述思想，在所涉及的三联滑移齿轮时，，从而避免了齿轮的碰齿问题。图1-3三联滑移齿轮1.2.7初步确定齿轮齿数时，应验算实际传动比与理论传动比之间的误差是否在允许的误差范围内，确定齿轮齿数的转速误差一般不超过=合理具体计算值如下，12级转数从112090，依次校验如下以上各转速误差小于2.6%所以，合格1.3主传动系统的结构设计1.3.1主传动的布局主传动的布局主要有集中传动式和分离传动式两种。结合所设计的机床为专门化机床，采用了集中传动式。1.3.2合理的设计齿轮在轴上的布置，可缩短轴向尺寸，使结构紧凑。(1)滑移齿轮的轴向布置①传动组中的三联滑移齿轮布置在Ⅱ轴上，可使滑移齿轮的尺寸小，重量轻，操纵省力。为了避免同一滑移齿轮变速组中两对齿轮同时啮合，两个固定齿轮的间距应大于滑移齿轮的宽度，一般留有间隙量1-2mm。②因各传动组均为降速传动，主动轴上齿轮较轻，操纵省力。故第一、三组滑移齿轮放在主动轴上。(2)相邻两变速组齿轮排布如图，将Ⅱ轴上的主、从动齿轮交错排列，滑移齿轮采用宽式和窄式结合的结构使轴向尺寸减小，并便于变速操纵。图1-4相邻两变速齿轮排布图(3)主轴的齿轮布置：主轴上有一个齿轮。由于X52K主轴布置沿Z方向，所以齿轮和Ⅶ轴上的齿轮相啮合，把主轴上的齿轮放在主轴中后部，这样减小了主轴的轴向距离。齿轮两侧用一对单列向心轴承支承，提高了支承刚度。图1-5主轴的齿轮布置2机床主要零件的设计2.1确定主电动机的功率和传动件的计算转速1.主电动机功率5.5kw，电动机型号Y132S-42.确定主轴及其他传动件的计算转速计算转速：传递全部功率时的最低转速叫计算转速(1)主轴计算转速：由式(2)其余轴的计算转速(3)齿轮的计算转速a传动组中45:45齿轮45的计算转速是90040:50齿轮40的计算转速是900，齿轮50的计算转速是710。35:55齿轮35的计算转速是900，齿轮55的计算转速是560。b传动组中50:40齿轮50的计算转速是560，齿轮40的计算转速是710。35:55齿轮35的计算转速是560，齿轮55的计算转速是560。c传动组中52:52齿轮52的计算转速是355。21:83齿轮21的计算转速是710，齿轮83的计算转速是180。d传动组中29:29（斜）齿轮29的计算转速是180e传动组中55:55齿轮55的计算转速是1802.2传动轴的计算2.2.1(1)当数值上N<时，可按扭转刚度估算，即。(2)当数值上N>时，按扭转强度估算，即。d轴的危险断面；当轴上有一个键时，d值增大45%；有两个键时d值增大710%；当为花键时，则花键轴内径可比d值减少7%。N所计算轴传递的额定功率（kw）。从电机到所计算轴传动效率（不计该轴轴承效率，传动件的传动效率）。所计算轴的计算转速（）A设计常数一般取1102.2.2各轴传递的功率及轴径估算①（和分别是弹性联轴器和轴承的效率）取②取③取④取⑤取⑥取2.3主轴轴径的计算主轴直径的选择通常主轴直径可根据传递功率并参考现有同类机床的主轴轴径尺寸确定。查表3-13选2.4直齿圆柱齿轮强度计算2.4.1通常同一传动组中齿轮取同一模数，并且选取同模数齿轮中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进行初步估算。N齿轮传递的额定功率kw电动机功率kw从电动机到所计算齿轮的传动效率（包括计算齿轮传动效率）Z所计算齿轮齿数所计算齿轮计算转速齿轮模数m值估算后，应取相近标准模数。(1)基本组：取(2)第一扩大组：取(3)第二扩大组取2.4.2查得齿轮的计算公式如下：分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径由上述计算公式得齿轮直径如下：Ⅰ轴：m=2：Ⅱ轴：：m=2.5：：：Ⅲ轴：：：Ⅳ轴：Ⅴ轴：2.4.3B=（为齿宽系数6~10）基本组B=7.22.5=18；第一扩大组B=7.22.5=18；第二扩大组B=30mm。2.4.4确定各传动轴之间的中心距=(30+48)=97.5mmaⅡ-Ⅲ=(45+45)=112.5mmaⅢ-Ⅳ=(50+40)=112.5mmaⅣ-Ⅴ=(52+52)=156mmaⅥ-Ⅶ=(55+55)=220mm3主传动系的结构设计3.1结构分析齿轮轴向固定采用了剖分环挡圈定位和弹性挡圈定位相结合。弹性挡圈定位，只起定位作用，不能承受较大的轴向力；而剖分环挡圈不仅能承受较大的轴向力，而且可以代替轴肩，这样既节省材料，又便于装配。为了便于安装轴上组件，并使传动轴扭矩能均匀传递，在此采用花键轴。3.2主轴组件轴承类型3.2.1主轴轴承类型主轴前支承采用D3182118双列相信短圆柱滚子轴承，承受径向载荷，轴承间隙的调整靠修磨半环及调整螺母来实现。后支承采用一对E46117向心推力球轴承，承受径向和轴向载荷，使主轴轴向定位。轴承间隙靠修磨隔套来调整。主轴轴承精度：前轴承比后轴承高一级，故前轴承为D级，后轴承为E级。3.2.2主轴材料及热处理主轴材料选45钢，调质处理。3.2.3主轴的工作性能主电机传来的运动由齿轮经双键、套筒带动主轴转动。齿轮安装在套筒上，而且套筒由一对向心球轴承支承在箱体上，使主轴得到了卸荷（即主轴只传递扭矩），这样减少了主轴变形，提高了主轴的工作性能。3.2.4主轴组件的密封、润滑主轴前端采用迷宫式密封装置，主轴轴承由针阀供油得到润滑。3.3主传动系的变速操纵机构在床身两侧的中部各有一个窗口，右边窗口打开，可以看到传动机构的全貌，并可进行检查和调整；左边窗口则安装着变速操纵箱，利用拔叉来移动各三联（或双联）滑移齿轮实现变速。操纵元件是安装在左侧窗口上的一个手柄和一个转盘。3.4主传动系的润滑系统3.4.1润滑方式的选择润滑方式采用油泵供油循环润滑：润滑油由油泵从油池（设在床身内部）中吸出，经滤油器虑清后送至分油器，然后由油管送至主轴箱上部淋下至各传动面及摩擦面进行润滑。3.4.2润滑油的选择所使用润滑油之粘度为2732厘池（平均为30厘池），型号HT30的机械油。4进给机构的计算设计4.1概述由于用步进电机驱动滚珠丝杠这种进给方式精度高、运行平稳、工作可靠，所以采用这种进给方式。驱动系统为开环控制。开环控制不设置监测反馈装置，机床的加工精度直接由步进电机的运动精度和机床传动机构的精度来保证。由于开环系统结构简单，可靠性高，成本较低，精度能满足普通机床的需要。在工作性能良好的情况下，加工误差可控制在0.02mm以内。因而机床在改造中，对驱动系统大都选择开环控制。本机床横，纵向进给系统由步进电机通过消隙减速传动齿轮直接带动滚珠丝杠，把滚珠丝杠的旋转运动化为滚珠螺母的直线运动，使刀架分别实现横、纵向运动，进行两个坐标方向的控制。4.2滚珠丝杠的选用设计滚珠丝杠的设计以工作寿命和实际加工过程中最大铣削力为基础进行计算本设计切削深度切削宽度Z=4立铣刀直径主轴转速查表xF=1.0yF=0.72wF=0gF=0.86=1代入上式铣削速度查表gv=0.2T=60m=0.33xv=0.1yv=0.4pv=0.1kv=1代入上式工作时的轴向压力：此时：系数对燕尾形导轨取K=1.4：摩擦系数：移动部件重量则取寿命T=15000小时滚珠丝杠转速：进给速度S：导程（8mm）其中寿命值取运转系数硬度系数则最大动负载根据上述计算，选用型滚珠丝杠，丝杠直径40mm，导程8mm（右旋），滚珠直径4.763mm，滚珠螺母为外循环，单列3.5圈。其动负载C=26185N,C0=95814N。可见Q<C，从工作寿命考虑没有问题。（强度校核略）为使滚珠丝杠预紧，采用两段固定的方式，兼顾摩擦阻力和效率，预紧力设定为2.5kN。即按最大7.5kN的计。4.3步进电机的选取4.3.1纵向（y方向）步进电机的选取y方向步进电机选用130BC3100A型步进电机其最大静转距：T=20Nm步距角：1.5步进电机每转一周脉冲数：个分配方式：三相六拍电压：80~300伏空载起动频率：1.25KHZ空载运行频率：15KHZ4.3.2横向（x方向）步进电机的选取x方向步进电机选用110BF003型步进电机其最大静转矩：T=7.84Nm步距角：0.75步进电机每转一周脉冲数：个分配方式：三相六拍电压：80~300伏空载起动频率：1.4KHZ空载运行频率：15KHZ5电学设计1概述5.1机床介绍这次设计的机床是加工盘形凸轮的专门化机床。专门化机床加工范围较广，适用于大批大量生产，机械加工效率较高。这次设计是在X52K立式升降台铣床的基础上进行的数控改造，使其配有MCS-51单片机数控系统，可以实现平面二坐标联动，适宜加工直线、曲线，机床的定位精度和重复定位精度都有所提高。X52K简易数控机床程控系统是以MCS-51单片机为主处理器。扩充必要的外部程序储存器、外部数据存储器及接口，配上简单的输入及输出设备，组成一台完整的计算机。简单数控机床程控系统的结构虽然简单，但它具备了计算机的基本组成部分，并配有监控程序，也是一个完整的计算机系统。它是采用MCS-51系列的8031芯片配有4K字节的监控系统程序，用来管理该程控系统的自身工作，它的功能与TP-801单板机基本相同。5.2X52K简易数控机床程控系统的硬件结构X52K简易数控机床程控系统的逻辑框图如左图所示，它是以8031单片机为核心，通过扩充功能，把存储器芯片2764EPROM（程序存储器）、6264RAM（数据存储器）和接口芯片8155与8031单片机连接起来。它配有36个键，作为输入设备。8位LED七段数字显示管作为输出设备，还有一些辅助电路，如译码器、时钟电路，复位电路等。图5-1程控系统的逻辑框图68031单片机及应用简介8031是MCS-51系列单片机中最简单的型号，它不具有片内程序存储器ROM或EPROM。在构成一个计算机系统时，必须扩充程序存储器及其他必要的电路。因此，必须对8031的各引脚功能有详细的了解。现将各引脚的功能连接方法和应用介绍如下：(1)口：口作为扩充外部存储器和接口的数据总线和低8位地址总线。由于数据和地址是分时地复用口，所以在口接一片74LS373锁存器，用来锁存口输出的低8位地址信号，这样把地址和数据分开了。74LS373锁存器输出的就是低8位地址码。(2)口：口作为扩充外部存储器和接口的高8位地址线。其中低5位（）作为2764EPROM及6264RAM的高5位地址。而高3位（）通过译码器74LS138输出8个片选号，分别接到6264.2764及8155的片输入端。(3)口：供给机床驱动x轴（）和y轴（）(4)口：（悬置不用），是外部中断请求输入线（），用做紧急故障时使用。，作为外部存储器的读写选通号输出端（）和（），即写和读。(5)控制线①RESE复位信号输入端，采用上电自动复位和按钮手动复位方法相结合电路。②ALE地址锁存允许信号输出端。接至地址锁存器74LS373的选通端G及接口芯片8155的ALE端。③外部程序存储器读选通信号。只有在读指令时才产生。④内部和外部程序存储器选择线。由于8031没有内部程序存储器，所以必须把端接地。7数控铣床存储器的扩充7.1外部扩充存储器结构一般来说，单片机组成应用系统时，总有两部分存储器：一部分是程序存储器（EPROM），另一部分是数据存储器（RAM）。由于单片机的程序比较固定，所以常用ROM，EPROM或E2PROM，而数据存储器则常用RAM。X52K型数控铣床的存储器也分为两补分，一部分用一片2764EPROM（8K×8bit），存放监控程序，它用于管理单片机的功能，帮助调试加工程序。另一部分存储器由RAM组成，采用6264（8K×8bit）芯片，基本配置为一片（8K容量），还备有一片插座，可再扩充一片6264芯片或一片E2PROM2864芯片。RAM既可做为数据存储器，也可以作为程序存储器使用，RAM的高地址部分的几个存储单元，作为监控程序专用的缓冲器。7.2存储器的地址分配2764EPROM和6264RAM都是8K×8位的存储器芯片。所以，都有13条地址线（），8条数据总线都接到8031的及，以便对芯片内的8K地址单元寻址。它们的片选端分别接到译码器138的输出端上。2764接138的输出端，所以选址范围是0000H～1FFFH，而6264接138的端输出，所以选址范围是4000H～5FFFH。8简易数控铣床的设备及其接口8.1简易数控铣床所用的输入设备简易数控铣床所用的输入设备是采用最简单实用的键盘，而其功能分有16个16进制的数字键和20个命令键。输出设备采用8个7段LED数字显示管，可以显示16进制机器码及各种符号。左面4个显示管显示这些地址中的内容。8.2接口8031单片机与键盘及显示器连接是采用通用接口芯片8155。因为8155包含256字节的RAM存储器，还有可编程的两个8位并行口和一个6位并行口,而且8155可直接与MCS-51单片机接口相连，不需要增加任何硬件逻辑。8.38155的RAM和编址8155的片选端接在地址译码器138的输出端，而8155的端接在8031的端，按照8155的功能约定，当时是对8155内的256字节RAM寻址。而时，是对8155的口寻址。所以256个RAM的地址范围为2E00H～2FFFH，其中2F00H是命令状态口地址。2F01H是口地址，2F02H是口地址，2F03H是口地址。8.4简易数控铣床的选址逻辑外部扩充存储器芯片采用的是2764EPROM和6264RAM，它们都是8K字节容量，片内地址的选择需要13条地址线，即占。因此，只剩下三条高位地址线（）能作为外部扩充存储器及接口的片选信号，若采用线选法，那么只有选三个芯片。显然在本数控系统上是不够的。所以采用译码器138来译码，使片选号达到8个。X52K型数控铣床的EPROM，RAM及8155的地址范围如下表：表8-1数控铣床的EPROM，RAM及8155的地址范围9在步进电机驱动中应用的斩波电路图9-1步进电机驱动中应用的斩波电路9.1PWM式单波性斩波器的工作原理斩波电路可弥补双电压电路的高、低压电路波形连接处的凹形，改善输出转矩下降，使励磁绕组中的电流维持在额定值附近。所以在步进电机的驱动电源采用斩波式驱动（电流型）。上图是PWM式单波性斩波器的原理图。在A点输入脉冲分配器工作频率脉冲信号、工作电流调整信号和电流负反馈信号的电压叠加号。B点在由三角波发生器送一组高频调制波，其频率固定不变。A与B点的信号比较放大后，控制的导通与关断。当时，输出低电平；时，输出高电平。导通，电机绕组中有电流产生，若为零电平时，输出一组占空比相等的方波脉冲列。低电平截止期间，电机绕组中电流不能立即消失，这事受正向电压而导通，电流首先通过。续流，同时电容快速充电至电源电压。D点电位在两倍的电源电压时，运放的正输入端>负输入端的电位，使翻转，导通，向电感贬能。当衷减到不能继续向充电时，便通过向放电，使的电流继续上升，贮备了较大的能量，这时同步三角振荡波的正半波到来，迫使了再次导通，截止，这时的能量由于截止，瞬间产生一个感应势（）作用域电源，使电源补充了一个瞬间功率，减小了因负载电流急剧增加而引起的电压波动，贮备的能量得到释放。9.2PWM式单波性斩波器的电路工作波形由于的正输入端和的负输入端同时受三角波的控制，保证了同一时刻只能是一个输出高电平。调整电位器可以使A点的工作点上下偏移。从而改变输出的占空比，相应地获得不同的平均电流。RF是电流反馈电阻。随电流增大，反馈电压提高，使电平上移，使输出的脉冲变窄，这一反馈过程又迫使电机绕组电流下降，保证了电流自动地稳定在某一定值上。要使的固有振荡频率远小于三角波的振荡频率才能使工作正常，否则将会产生充放电振荡，就不能达到向的电源提供瞬间能量的目的，也破坏了的工作状态。途中选。这种PWM电路的特点是：在电机绕组回路中没有用大的功率电阻来减小电磁时间常数Ti，续流贮能电路滤波电感，可以几相绕组共用，可使驱动器小型化，便于调整。本电路电源电压高于电机的20倍，工作脉冲频率可做得很高，电机仍能稳定工作。PWM式单波性斩波器的电路工作波形如下图所示：图9-2斩波器的电路工作波形图10简易数控铣床的自动控制软件系统设计约定：①步进电机转动步数（工作台最小移动距离的个数）→34H及35H单元，共255×255=65025步（最大）②步进电机转速：即每两步之间的延时时间常数→36H单元③步进电机正、反转标志→33H单元，其中（33H）=FFH为反转，（33H）=00H为反转④栈顶指针地址为6000H10.1简易数控铣床工作台（x或y方向）前进、后退程序10.1.1图10-1工作台前进后退程序框图10.1.2程序清单MOVSP，#6000H；确定栈顶指针MOV30H，#5H；步进电机三相六拍代码指针，送30H单元（0～6）MOV，34H；高位步数→LOOP10：MOVR6，35H低位步数→LOOP9：MOV32H，36H；正、反转标志→AMOVA，33HJNZA，LOOP6；A≠0调反转一步子程序LCALLLOOP5；A=0调正转一步子程序SJMPLOOP8无条件跳转LOOP8LOOP6：LCALLLOOP7LOOP8:JNZ，LOOP9JNZR5，LOOP10SJMP0000H返回监控程序10.1.3图10-2三相六拍方式工作输出代码10.2步进电机正转一步子程序10.2.1图10-3电机正传一步子程序框图10.2.2LOOP5：DPTR，#1000H；代码表首地址MOVA，30H；（30H）→ACJNEA，#05H，LOOP1；A≠05H转LOOP1MOV30H，00H；对（30H）清0SJMPLOOP2转向LOOP2LOOP1：INC30H；（30H）+1→30HLOOP2：MOVA，（30H）；（30H）→AMOVCA，@A+DPTR；（DPTR+A）→AMOVP1，A；A→P1LOOP4：LCALLLOOP3；调1ms子程序JNE32H，LOOP4；（32H）-1≠0RET10.3步进电机反转一步子程序10.3.1图10-4步进电机反转一步子程序框图10.3.2LOOP11：MOVDPTR，#1005代码首地址MOVA，30HCJNZA，#00H，LOOP12MOV30H，05HSJMPLOOP14LOOP12：DEC30H；（A）-1→ALOOP14：MOVA，30HMOVCA，@A+DPTRMOVP1，ALOOP15：LCALLLOOP3DJNZ32H，LOOP15 RET11键盘操作11.1编程键的种类编程键用于加工程序的输入和检索；共分一下三类：1.功能键：功能键共有以下10个：2.字符键：字符键共有以下14个：3.数字键：数字键共有以下12个11.2各编程键的作用、功能1.复位键：结束当前状态，进入波段开关所指示的方式，并显示以等待新的命令。如：退出出错状态。注意：在加工过程中不能按此键，否则将中断程序，破坏加工。2.换行键：在加工程序输入过程中，每一程序段输入结束，都要按此键，表示本程序段结束，并自动生成下一段程序段的段号，省略了对程序段号的输入。自动生号的规律是：从N0010开始，每段加10，以便在修改程序时进行程序段的输入，在检索操作中，插入的程序段也要用此键。3.特殊定义键：此键和数字键同时按下，形成特定功能4.检索移动键：可实现程序、程序段的上、下检索，并能快速移动检索，当按下或超过0.5秒时，便可快速上下检索，缩短检索时间，显示也相应地加快。可实现在一个程序内的逐字左右检索。5.程序复写键：在加工程序类似的情况下，可以通过对复制程序的修改，实现新的程序设计，节省工作量。6.删除键：可以实现对某个程序，某一程序段，某一程序字的删除。7.检索键：对程序存贮区中的程序检索或对某一程序进行确定检索。11.3指示灯1.相序指示灯：有x,z向各三只，用以指示两只三相步进电机的运动状况。便于系统调和监控。2.保护指示灯：共有过热、过流、过压、欠压4只保护指示灯。系统正常工作时为全暗，系统发生某种自动保护时，则相应的指示灯亮。具体保护条件如下：过热保护：当系统机箱内部环境温度超过45℃时发生。过流保护：当系统内部有短路现象时发生。过压保护：当外界输入电压超过标准电压+10%（即142V）时发生。欠压保护：当外界输入电压低于标准电压-15%（即187V）时发生。注意：当系统发生过流自动保护后，应切断系统电源，待恢复正常后重新开始工作。12MCS-51单电机定时控制逻辑12.1时钟电路MCS-51芯片内部有一个由反向放大器构成的振荡电路，XTAL1为振荡电路的输入端，XTAL2为振荡电路的输出端。MCS-51的时钟为内部方式时钟电路。内部方式时钟电路如图所示，利用MCS-51内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2的引脚上外接定时元件，内部振荡器产生自激振荡。可以用示波器观察到XTAL2输出的正弦波。定时电路一般用石英晶体和电容组成的并联谐振回路，晶振可以在1.2~12MHZ之间任选，电容可以在5~30PF之间选择，电容C01，C02的大小对振荡频率有微小的影响，可起频率微调作用。图12-1时钟电路12.2复位电路时钟电路工作以后，在RESET输入端出现两个机器周期以上的（10ms）高电平，MCS-51被初始化复位。复位以后，各特殊功能寄存器的初始状态见表8-1。P0口P3口输出高电平，初值07H写入堆栈指针SP，清零程序计数器PC和其余的特殊功能寄存器，但初始复位不影响MCS-51内部的RAM状态。只要RESET输入端保持高电平，MCS-51将循环复位。在复位有限期间，ALE、也输出高电平，RESET输入端返回低电平以后，CPU从0地址开始执行程序。MCS-51通常采用上电自动复位和开关复位二种方式。在本设计中，采用的是手动复位，其逻辑图如图8-2.通电瞬间，在RC电路的充电过程中，RESET端出现正脉冲，只要RESET端保持10ms以上的高电平，就能使MCS-51单片机有效地复位，从而实现上电自动复位。在图8-2中，RC参数通常由实验调整。由于在时钟电路中，振荡频率为6MHZ，故在图8-2中，R2为200Ω，就能使上电自动复位可靠进行。图12-2复位电路13结论通过这次毕业设计，使我对机