毕业设计对ca6150普通车床改造成msc-51系列单片机控制的设计

毕业设计对ca6150普通车床改造成msc-51系列单片机控制的设计内容摘要：

频率降到 100HZ，起动转矩可增高到 cm，根据在电路上采用高低驱动电路还可将步进电动机输出转矩扩大一倍左右。 起动矩频率特性 运动矩频特性 2020 2500 1000 0 f/HZ 精品 150BF002 型步进电动机运行矩频特性 当快速运动和切削进给时， 150BF002 型步进电动机运行的矩频特性完全可以满足条件。 三． 横向进给步进电机 横向进给步进电动机的计算和校核与纵行进给步进电动机相同，此处略。 经过计算和类比设计，决定选用 130BF001 型步进电动机。 500 1000 F/HZ 精品 第三章 进给伺服系统机械部分结构设计 机械部分结构设计的任务是画出进给伺服系统的机械装配图，用以表达设计者的构思，设计结果及特点是伺服系统设计的重要任务，对于机电一体化专业的学员来说，是一项基本技能的重要训练，必须引起足够的重视。 在对伺服系统进行了运动和动力计算，已选定滚珠丝杆螺母副规格编号。 步进电动机的型号，降速齿轮的几何参数选定以后，就可以进行结构设计，结构设计应该先确定部分结构特点，形式调整方式等，然后再动手绘制装配图，最后在绘制正式装配图，下面分别叙述各项注意事项。 第一节 微机数控化改进结构设计中注意问题 尽量减小普通数控化改造设计的改动量 对于普通数控化改造设计时，在满足机床总体布局的前提下，应尽可能利用原来的零件，尽量减小改动量，尤其是机床较大的部件，例如机身、床鞍、拖板铣床的工作台等，尽量利用原来的部件，只能少量加工改造这精品 样可以大大减少成本，缩短制造周期。 在进行经济型数控机 床设计时，虽然结构尺寸不想改造那么严格设计改造，但也应该参考同类型机床，在初步估算以后，在进行类比，是结构尺寸紧凑合理。 滚珠丝杆螺母副和消除齿轮的调整对于进行伺服系统是很关键的问题，如果调整不好会出现反向死区和失步现象，影响数控机床的加工精度，在进行结构设计时必须注意，留出控制螺钉的孔或足够的搬手空间。 在设计绘制进给私服系统时，应注意装配工艺性，考虑到正确的装配顺序，保证安装调整，拆卸方便。 第二节 绘制装配图应注意的问题 确定了各种参数和结 构形式以后，就可以动手画图了，在标准图副的图纸上，用应铅笔轻轻地画出装配图的各部分轮廓及重要的结构，不许画剖面线和标准尺寸，经过修改以后再加深，集成装配图，为保证画图质量，画地图是线条必须很浅很细，以便修改，下面在指出几点注意事项： 主要的机械结构图要求用 A0 或 A1 号图纸绘制出为了正确清楚地表达部分结构，必须选用足够的视图和局部视图以达到视图完整的要求。 所谓视图的完整是指能够从装配图上拆绘出任一零件工作图。 根据各视图及各局部视图的大致轮廓尺寸，并考虑好零件的标题栏，零件明细表，零件编标，尺寸标注，以及技术要求的文字说明位置，就是精品 进行画图的合理布置，布置视图对要注意的将主视图布置在图面上的主要位置，布置中还应留有余地以免设计中补充其他图形何必时的说明。 必须严格按国际制图规定的比例画图，主要是图应采用 1:2 或 1:1 绘图局部视图可采用与主视图不同的比例，但必须在图上标明，绝不允许参照图样任意的放大或缩小。 图会上出现的螺钉、螺母、垫片、定位销、轴承等标准件必须按照最新的国际绘制。 画图质量的好坏与各部分线条的好坏有很大的关系，线条的粗细也必须按照比例画，粗实线、细实线、虚线、点画线都要区别清楚剖面线应该画成 450，丝杆与螺纹底径应画成细实线等。 装配图应标注最大形体尺寸特征尺寸，主要零件的配合尺寸影响运转特性与传动精度的配合尺寸与其他尺寸。 精品 第四章 微机数控系统的设计 第一节 微机数控系统设计的内容 (一 )硬件电路设计内容 硬件是组成系统的基础 ,也是软件编制的前提 ,数控系统硬件的设计包括以下几部分内容： 统电气控制结构框图 据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总体方案，绘制电气控制结构图。 机床硬件电路由五部分组成： （ 1） 主控制器，即中央处理单元 CPU。 （ 2） 总线，包括数据总线、地址总线和控制总线。 （ 3） 存储器，包括程序存储器和数据存储器。 （ 4） 接口，即输入 /输出接口电路。 （ 5） 外围设备，如键盘、显示器及光电输入机等。 CPU 的类型 CPU 的种类很多，在此处选择 MCS—— 51 系列单片机中的 80C51，因为精品 其集成度高，稳定性、可靠性好，体积小，而且有很强的外部扩展功能，外围扩展电路芯片大多是一些常规芯 片，用户很容易通过标准扩展电路来构成较大规模的应用系统。 存储器扩展包括数据存储器和程序存储器扩展两部分。 分别选择两片2764 和一片 6264 来扩展 16K 的内存。 设计内容包括：据外部要求选用 I/O 接口芯片，步进电机伺服控制电路，键盘、显示部分以及其他辅助电路设计（如复位、掉电保护等）。 经考虑，选择 8255 为 I/O 接口芯片，液晶显示控制器 LR— 104VRAM 来控制 LCD。 图中的急停开关应采用那种按下去之后不会弹起、直到再次启动后操作者用手动拔出的按钮，此处由于表 达方式的限制，仅以普通按钮表示。 （二）、机床数控系统软件设计 软件是硬件的补充，确定硬件电路后，根据系统功能要求设计软件。 ： （ 1）据软件要实现的功能，能制定出软件技术要求； （ 2）将整个软件模块化，确定各模块的编制要求，包括各模块功 能，入口参数，出口参数； （ 3）据硬件资源，合理分配好存储单元； （ 4）分别对各模块编程，并调试； （ 5）连接各模块，进行统一调试及优化； （ 6）固化到各程序存储器中。 精品 （ 1）软件实现环行分配器； （ 2）插补运算 模块； （ 3）自动升降速控制模块。 第二节 MCS51 单片机及其扩展 (一 )80C51 单片机的简介 80C51 单片机采用 40 脚双直插封装（ DIP）形式，如图 (6)所示。 80C51 单片机采用 40 脚双直插封装（ DIP）形式，如图 (6)所示。 80C51 单片机是高性能单片机，因为受到引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。 下面说明这些引脚的名称和功能。 （ 1） 电源引脚 Vss 和 Vcc Vss(20 脚 )：接地。 Vcc(40 脚 )：主电源 +5V。 （ 2） 时钟电路引脚 XTAL1`和 XTAL2 XTAL1（ 19 脚）：接外部晶体的一端。 在片内它是振荡电路反向放大器的输入端。 在采用外部时钟时，对于 HMOS 单片机，该端引脚必须接地；对于 CHMOS 单片机，此引脚作为驱动端。 222124232539PSENEA/VppALE/PROG32292726283031343335373638 Vcc401234687510151614121311917181920RSTXTAL1VssXTAL274HC373 13 18 17 14 GGNDOE 11 10 1D7D6D5D4Q7Q6Q5Q4 8 7 4 3 VccD0D3D2D1Q3Q2Q1Q020 2 5 6 91619121580C51GND1G 8 1Vcc1A1B74HC1391Y 01Y 21Y 1 5 4 6 3 2 16PB3 22 24 25 23PB6PB7PB4PB5 19 20 21 18PB1PB2PB0RESET 9 A0 A1 8 7GND 35 26Vcc 3PA1D1 338255PC0 14PC5 12 10 11PC7PC6 17 13 15 16PC2PC3PC4PC1D6 28 27D7 30 29 31 32D3D5D4D2 38PA6 37PA7 39 40 1 2PA5PA4PA3PA2 346D0 CS PA0 4536WR RD精品 XTAL2（ 18 脚）：接外部晶体的另一端。 在片内它是一个振荡电路反向放大电路的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。 若需采用外部时钟电路，对于 HMOS 单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于 CHMOS 单片机，引脚悬浮。 图（ 6） .80C51 引脚图 (3)控制信号引脚 RST、 ALE//PROG、 PSEN、 /EA/Vpp RST（ 9 脚）：单片机刚接上电源时，其内部各寄存器处于随机状态，在该引脚输入 24 个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位（ RESET）。 ALE//PROG：访问片外存储器时， ALE 作锁存扩展地址低位字节的控制信号（称允许锁存地址）。 平时不访问片外存储器时，该端也以 1/6 的时钟振荡频率固定输出正脉冲，供定时或者其他需要使用；在访问片外数据存储器时会失去一个脉冲。 ALE 端的负载驱动能力为 8 个 LSTTL（低功耗高速TTL）。 /PSEN（ 29 脚） ：在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。 CPU 在向片外存储器取指令期间， PSEN 信号在 12 个时钟周期中两次生效。 不过，在访问片外数据存储器时，这两个有效的 PSEN 信号不出现。 PSEN 端同样可驱动 8 个 LSTTL 负载。 我们根据 PSEN、 ALE和 XTAL2输出是否有信号输出，可以判别 80C51 是否在工作。 /EA/Vpp（ 31 脚）：当 EA 端输入高电平时， CPU 从片内程序存储器地 16 6 4 3 52764A7A6A5A4 18D7D6 19D5D4 17 10 8 7 9CSVcc 11A0 A2 A3A1 13。