单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台设计说明书——28页.docx

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1、淮北职业技术学院毕业设计题 目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台名 赵笑语学号22020140 专 业机电一体化技术专业 指导教师钱炳云完成时间_2015年4月25日107 of 18滚珠丝杠副详细参数说明（、1系列滚珠丝杠副（滚珠外循环插管埋入式反向器单螺母）丝杠代号公称直径基本导程丝杠外径佳杠底径循环圈数旗定我荷、刚度N/pin嵋母安装尺寸油杯孔4）Phdin动或荷C。伸或荷（KDLBD.以0102hMCM2004-2.520419.517.302.560171343937066391140535.8106M6CM2004-520419.517.3059775268796996655

2、H40535.8106M6CM2005-2.520519.516.762.57417153313767040ii45565.8106M6CM2OO5-520519.516.76514205382447307062ii45565.8106M6CM2006-2.520619.516.572.58007162573787044ii45565.8106M6CM2006-520619.516.57513007325157407064ii45565.8106M6CM2504-2.525424.522.302.56638168263807639ii50635.8106M6CM2 504-525424.522

3、.30510785336527007656ii50635.8106M6CM2505-2.525524.521.572.59023207934107640ii50635.8106M6CM2 505-525524.521.57514658415877737662ii50635.8106M6其额定动载荷为14205Na足够用.滚珠循环方式为外循环螺旋槽式，预紧方式采用双螺 母螺纹预紧形式.滚珠丝杠螺母副的几何参数的计算如下表名称计算公式结果公称直径420mm螺距/5 mm接触角夕45钢球直径4,3.175mm螺纹滚道法向半径RR = 0.52dh1.651mm偏心距ee-R-db 4-2) sin

4、(30.04489mm螺纹升角7t y = arct2兀d。433,螺杆外径dd = d0(0.20.25)419.365mm螺杆内径44 = d0 + 2e 2R16.788mm1011（2）传动效率计算螺杆接触直径&d2= dQ- dh cos P17.755mm螺母螺纹外径。D = d0 -2e + 2R23.212mm螺母内径（外循环）Dx =4+(0.2 0.255)德20.7mm丝杠螺母副的传动效率为：=次。+。）式中：9=10、为摩擦角；y为丝杠螺旋升角。77 =tg (7+。)tg 433，上(433+10) O= 0.96（3）稳定性验算丝杠两端采用止推轴承时不需要稳定性验算

5、。（4）刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程变化量为：Al、=b（cm） ESY向所受牵引力大，故用Y向参数计算Fy=1252.621N/0 = 0.5cmE = 20.6x106（?/CM2）S = nR2 =3.142.14。心AL = 1251.8* =6.12x10-6 CM1丝杠受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略不计。导程变形总误差A为A = AL1贷=6.12 x 1CT6 照=12.24 x 1CT4 = 12.24加 A E 级精度丝杠允许的螺距误差A=15|im/mo第五节齿轮计算、设计因步进电机步距角为 = 1.5滚珠丝杠螺距t=5mm,要实现脉冲当量=0.01l/s切，在

6、传动系统中应加一对齿轮降速传动.齿轮传动比：;3605 ,初选步进电机步距角：a= 1.57stepo a I。.3603P 360x0.01i = =0.48dlo 1.5x5一 Z?1112取小齿轮齿数4=24则大齿轮齿数Z2 =50因传递的扭距较小,取模数m=lmm则：分度圆直径：4 = g =1x24 = 24mm d2 = mz2 =1x50 = 5Qmm齿顶圆直径：da】=(Zj +2)m = (24 +2)x1 = 26mmda2 = (z2 + 2)m = (50 + 2)x1 = 52mm齿根圆直径：df =(4 一2.5)根=(24 2.5)xl = 21.5mmdf2 =

7、(Z - 2.5)m = (50 - 2.5) xl = 47.5mm齿宽：b = 1d、=1x24 = 24mm 取4=25 % = 30中心距：a = 0.5(4 +4) = 0.5(24 + 50) = 37mm分度圆压力角：a = 20大小齿轮均采用渐开线标准圆柱齿轮小齿轮采用两片薄齿轮错齿排列以消除间隙.双片齿轮错齿消隙结构图如下：437651、2-薄齿轮,3弹簧,4、8凸耳,5调节螺钉,6、7螺母双片齿轮错齿消隙结构图第六节 步进电机惯性负载的计算根据等效转动惯量的计算公式，有：(1)等效转动惯量的计算折算到步进电机轴上的等效负载转动惯量为:1213z3(=小 4 + (j)2 (

8、4 +，3 ) + M (/J2180式中：(为折算到电机轴上的惯性负载；4为步进电机轴的转动惯量；4为齿轮1的转 动惯量；人为齿轮2的转动惯量；人为滚珠丝杠的转动惯量；M为移动部件的质量。对钢材料的圆柱零件可以按照下式进行估算：J = 0.78x10-3xD4x式中。为圆柱零件直径，L为圆柱零件的长度。所以有：4 = 0.78 义 10一3 x 2.44 x 2.5 = 6.47 x 10-2 kg.cm2J2 = 0.78 x 10-3 x 5.()4 * 3.0 = 146.25 xl0-2kg.cm2J3 = 0.78 xW3x 2.()4 x 30 = 37.44 x l0-2kg.

9、cm2电机轴的转动惯量很小，可以忽略，所以有:924 990.0199Jd = 6.47 x W2 + ()2 (146.25 + 37.44) x 10-2 + 200(-)2 = 0.7793g.cm250Wxl.5180第七节 步进电机的选用(1)步进电机启动力矩的计算设步进电机的等效负载力矩为T,负载力为P,根据能量守恒原理，电机所做的功与 负载力所做的功有如下的关系：Tcprj - Ps式中0为电机转角，s为移动部件的相应位移，为机械传动的效率。若取。=4，则 s = %,且 P=q+(G+R)。所以：36 2吠+4(G + ) 1 =式中：A为移动部件负载(N), G为移动部件质量

10、(N), A为与重力方向一致的作用在1314移动部件上的负载力(N), 为导轨摩擦系数，4为步进电机的步距角(rad) ,T为电 机轴负载力矩(N.cm)o取4=0.3 (淬火钢滚珠导轨的摩擦系数)，7= 0.8,尸片片7 =279.23 N。考虑到重 力影响，丫向电机负载较大，因此G = 1200N,所以有：=36x0.011251.82+0.03x(2000+1800)考虑到启动时运动部件惯性的影响，则启动转矩:0.3 0.5_65.25 f 1 c取系数为 0.3,则：T0.4对于工作方式为三相6拍的步进电机：=晨,=U.ooo U.ooo(2 )步进电机的最高工作频率Vmax 二Vma

11、x 二max 603P3 = 166760x0.01为使电机不产生失步空载启动频率要大于最高运行频率八i同时电机最大静转矩要足够外直径90外直径90外形尺寸(mm)长度145轴直径 9重量kg4.5转子转动惯量Kgm17M14大,查表选择两个90BF001型三相反应式步进电机. 电机有关参数如下：型号主要技术参数相数步距 角电压 (V)相电 流 (A)最大静 转矩Jmax(n.m)空载启 动频率空载 运行 频率分配方式90BF00140.98073.92200080004相8拍15第四章数控系统硬件电路设计第一节设计内容.按照总统方案以及机械结构的控制要求，确定硬件电路的方案，并绘制系统电气控

12、 制的结构框图；1 .选择计算机或中央处理单元的类型；2 .根据控制系统的具体要求设计存储器扩展电路；.根据控制对象以及系统工作要求设计扩展I /。接口电路，检测电路，转换电路以 及驱动电路等；3 .选择控制电路中各器件及电气元件的参数和型号；4 ,绘制出一张清晰完整的电气原理图，图中要标明各器件的型号，管脚号及参数；5 .说明书中对电气原理图以及各有关电路进行详细的原理说明和方案论证。第二节设计步骤.确定硬件电路的总体方案。数控系统的硬件电路由以下几部分组成：1 .主控制器。即中央处理单元CPU2 .总线。包括数据总线，地址总线，控制总线。3 .存储器。包括只读可编程序存储器和随机读写数据存

13、储器。4 .接口。即I/O输入输出接口。数控系统的硬件框图如下所示：2 .主控制器CPU的选择1516MC S-5 1系列单片机是集中CPU, I / O端口及部分RAM等为一体的功能性 很强的控制器。只需增加少量外围元件就可以构成一个完整的微机控制系统，并且开发手 段齐全，指令系统功能强大，编程灵活，硬件资料丰富。本次设计选用8 0 3 1芯片作为 主控芯片。3 .存储器扩展电路设计(1)程序存储器的扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储器芯片大多采用EPROM芯片。其型号有：2716, 2732, 2764, 27128, 27258,其容量分别为 2 k,4k,8k,l6k32k。在选择芯

14、片时要 考虑CPU与EPROM时序的匹配。8 0 3 1所能读取的时间必须大于EPR0M所要 求的读取时间。止匕外，还需要考虑最大读出速度，工作温度以及存储器容量等因素。在满 足容量要求时，尽量选择大容量芯片，以减少芯片数量以简化系统。综合以上因素，选择 2 7 6 4芯片作为本次设计的程序存储器扩展用芯片。单片机规定P0 口提供8为位地址线，同时又作为数据线使用，所以为分时用作低位 地址和数据的通道口，为了把地址信息分离出来保存，以便为外接存储器提高低8位的地 址信息，一般采用7 4 LS 3 7 3芯片作为地址锁存器，并由C PU发出允许锁存信号 ALE的下降沿，将地址信息锁存入地址锁存器

15、中。由以上分析，采用2 7 6 4 EPROM芯片的程序存储器扩展电路框图如下所示：扩展2764电路框图(2)数据存储器的扩展1617由于8 0 3 1内部RAM只有1 2 8字节，远不能满足系统的要求。需要扩展片外的 数据存储器。单片机应用系统数据存储器扩展电路一般采用6116,6262静态RAM数据存 储器。本次设计选用6 2 6 4芯片作为数据存储器扩展用芯片。其扩展电路如下所示：扩展6264电路框图(3 )译码电路在单片机应用系统中，所有外围芯片都通过总线与单片机相连。单片机数据总线分时 的与各个外围芯片进行数据传送。故要进行片选控制。由于外围芯片与数据存储器采用统 一编址，因此单片机

16、的硬件设计中，数据存储器与外围芯片的地址译码较为复杂。可采用 线选法和全地址译码法。线选法是把单独的地址线接到外围芯片的片选端上，只要该地址 线为低电平，就选中该芯片。线选法的硬件结构简单，但它所用片选线都是高位地址线， 它们的权值较大，地址空间没有充分利用，芯片之间的地址不连续。对于RAM和I / 0 容量较大的应用系统，当芯片所需的片选信号多于可利用的地址线的时候，多采用全地址 译码法。它将低位地址作为片内地址，而用译码器对高位地址线进行译码，译码器输出的 地址选择线用作片选线。本设计采用全地址译码法的电路分别如下图所示：(4)存储器扩展电路设计8031单片机所支持的存储系统起程序存储器和

17、数据存储器为独立编址。该设计选用程序存储器2764和数据存储器6264组成8031单片机的外存储器扩展电路， 单片机外存储器扩展电路如下：(5) I / 0扩展电路设计(a) .通用可编程接口芯片8 1 5 58 0 3 1单片机共有4个8位并行I / 0接口，但供用户使用的只有P1 口及部分P3 口线。因此要进行I / O口的扩展。8 1 5 5与微机接口较简单，是微机系统广泛使用的 接口芯片。8155Y与8031的连接方式如下图所示1718(b) .键盘，显木器接口电路键盘，显示器是数控系统常用的人机交互的外部设备，可以完成数据的输入和计算机 状态数据的动态显示。通常，数控系统都采用行列式

18、键盘，即用I /。口线组成行，列结 构，按键设置在行列的交点上。数控系统中使用的显示器主要有LED和LCD。下图所示为采用8 1 5 5接口管理 的键盘，显示器电路。它有4X8键和6位LED显示器组成。为了简化秒电路，键盘的 列线及LED显示器的字位控制共用一个口，即共用8 1 5 5的PA口进行控制，键盘的 行线由8 1 5 5 C 口担任，显示器的字形控制由8155的PB 口担任。键盘显示器接口电路如下所示：4 .步进电机驱动电路设计(1)脉冲分配器步进电机的控制方式由脉冲分配器实现，其作用是将数控装置送来的一系列指令脉冲 按一定的分配方式和顺序输送给步进电机的各相绕组，实现电机正反转。数

19、控系统中通 常使用集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。本设计采用集成脉冲分配器YB013o采用 YB013硬件环行分配器的步进电机接口线路图如下：(2)光电隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机的励磁绕组。 如果将输出信号直接与功率放大器相连，将会引起电气干扰。因此在接口电路与功率放大 器间加上隔离电路实现电气隔离，通常使用光电耦合器。光电耦合器接线图如下：(3)功率放大器脉冲分配器的输出功率很小，远不能满足步进电机的需要，必须将其输出信号放大 产生足够大的功率，才能驱动步进电机正常运转。因此必须选用功率放大器，需根据步进 电机容量选择功率放大器。本设计选用功率放大

20、器。5 .其它辅助电路设计(1 ) 8 0 3 1的时钟电路单片机的时钟可以由两种方式产生：内部方式和外部方式。内部方式利用芯片的内部振荡电路，在XTAL1,XTAL2引脚上外接定时元件，如下 图所示。晶体可以在1.21 2之间任意选择，耦合电容在53 0 pF之间，对时钟有 微调作用。采用外部时钟方式时，可将XTAL1直接接地，XTAL2接外部时钟源。8031XTAL1XTAL2时钟电路(2 )复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现。在时钟工作后，只要在RESET引脚上出现 1 0 ms以上的高电平，单片机就实现状态复位，之后CPU便从0 0 0 0 H单元开始执 行程序。在实际运用中，若系

21、统中有芯片需要其复位电平与8 0 3 1复位要求一致时，可 以直接相连。当晶振频率选用6 MHz时，复位电路中C取2 2 F, R取2 0 0Rk1819取1 0 0 0。实用复位电路图如下所示：（3）越界报警电路为了防止工作台越界，可分别在极限位置安装限位开关。利用光电耦合电路，将行 程开关接至发光二极管的阴极，光敏三极管的输出接至8 0 3 1的I / OHPl.Oo当任 何一个行程开关被压下的时候，发光二极管就发光，使光敏三极管导通，由低电平变成高 电平。8 0 3 1可利用软件设计成查询的方法随时检查有无越界信号。也可接成从光敏三 极管的集电极输出接至8 0 3 1的外部中断引脚（I

22、N T 0或I N T 1 ）,采用中断方式 检查越界信号。越界报警电路如下图所示第三节机床数控系统硬件电路设计该系统选用MC S - 5 1系列的8 0 3 1作为主控制器。扩展存储电路为一片 2732EPROM和一片6264RAM。程序存储器扩展为4 K,数据存储器扩展为8 K。2 7 3 2的片选控制端CE直接接地，该电路始终处于选中状态。系统复位以后，CPU从0000H开始执行监控程序。6264的片选端CE由译码器（74LS138）的Y2输出提供。所以6264的空间地址为40005 F F F H。系统的扩展I/O接口电路选用通用可编程并行输入/输出接口芯片8155o 8155的片选端

23、CE接至译码器（74LS138）的Y4的输出端，故8155控制命令寄存器及PA, PB, PC口 的地址号分别为 8000H 及 8001H, 8002H, 8003Ho8155RAM 区的地址为 8000H80FFHo 8155的A 口为控制工作抬X, Y向电机的接口。为防止功率放大器高电压的干扰， 不步进电机接口与功率放大器之间采用光电隔离。键盘与显示器设计在一起，8155的PC 口担任键盘的列线及显示器的扫描控制；PB 口的PBOPB3为键盘的行线。8031的P1 口为显示器的字形输出口。该系统采用4X6共 24个行列式键盘和6位8段共阴极LED显示器。为了增加数码管显示亮度，分别在字形

24、 口和字位加74LS07进行驱动。PB 剩余的I/O线PB4PB7分别作为工作台+X, +Y, -X, -Y四个方向的行程限位 控制信号。在软件设计上8155的PA 口，PC 设置为输出，PB 设置为输入。计算机随 时巡回检测PB4PB7的电平，当某I/O线为。时，应立即停止X, Y向电机的驱动，并 发出报警信号。另外，光电隔离器的输出端必须采用隔离电源。隔离电源选用7805三端集成稳压器 设计。数控系统总的电气原理图以及图中各元件的参数和型号见附（二），附（三）。19当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到 了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善

25、的机 电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执 行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计 算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械 技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统 这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化 方向发展。20第五章系统控制软件的设计(一).系统控制软件的主要内容数控系统是按照事先编好的控制程序来实现各种控制功能。按照功能可将数控系统的 控制软件分为以下几个部分：1、系统管理程序：它是控制系统软件中实现系统协调工作的主体软件。其功能主要 是接受

26、操作者的命令，执行命令，从命令处理程序到管理程序接收命令的环节， 使系统处于新的等待操作状态。2、零件加工源程序的输入处理程序。该程序完成从外部I/O设备输入零件加工源程 序的任务。3、插补程序。根据零件加工源程序进行插补，分配进给脉冲。4、伺服控制程序。根据插补运算的结果或操作者的命令控制伺服电机的速度，转角 以及方向。诊断程序。包括移动不见移动超界处理，紧急停机处理，系统故障诊断，查错等 功能。6、机床的自动加工及手动加工控制程序。7、键盘操作和显示处理程序。包括监视键盘操作，显示加工程序、机床工作状态、 操作命令等信息。(二).软件设计.系统控制功能分析数控X-Y工作台的控制功能包括：(

27、1)、系统初始化。如对I/O接口 8155, 8255A进行必要的初始化工作，预置接口工作方式控制字。(2)、工作台复位。开机后工作台应该自动复位，亦可手动复位。(3)、输入和显不加工程序。(4)、监视按键，键盘及开关。如监视紧急停机键及行程开关，键盘扫描等功能。(5)、工作台超程显示与处理。工作台位移超过规定值时应该立即停止工作台的运动，并显示相应的 指示字符。(6)、工作台的自动控制。(7)、工作台的手动控制。(8)、工作台的联动控制。20211 .系统管理程序控制管理称许是系统的主程序，开机后即进入管理程序。其主要功能是接受和执行操作者的命令。在 设计管理程序时，应确定接收命令的形式，系

28、统的各种操作功能等。数控X-Y工作台的基本操作功能 有：输入加工程序，自动加工，刀位控制，工作台位置控制，手动操作，紧急停机等。根据以上分析, 设计管理程序流程图如下所示：开始管理程序流程2 .自动加工程序设计（1）机床在自动加工时的动作顺序：工作台移动到位一刀具快速进给一加工一退刀一工作台运动到下 一位置；（2）计算机在加工过程中的操作：读取刀具轨迹，控制机床完成加工；（3）由以上分析，设计自动加工程序框图如下所示：入口零件坐标地址指2122返回3 .步进电机控制子程序设计步进电机的控制包括速度，转角及方向的控制。步进电机在突然启动或停止时，由于负载和惯性, 会使电机失步，所以电机运行时有一

29、个加，减速过程。通过确定进给脉冲数和脉冲时间间隔，即可实现步进电机转角与速度的控制。(1)时间常数的确定在步进电机控制程序中，利用单片机的定时器中断，延时产生进给脉冲的时间间隔。此间隔由送 入定时器的时间常数决定。时间常数由下式计算：7x10-3r xio-6式中：T为脉冲时间间隔(ms)；乙为单片机机器周期(s),在时钟为6MHz时，乙=2s。(2)步进电机加，减速进给脉冲及脉冲时间间隔的确定设步进电机加，减速方式为直线加，减速。2223要使步进电机不失步，应满足:式中：I,为步进电机启动力矩；4为负载力矩；北为惯性力矩。由步进电机7八皿二3.92N.m,取步进电机的加速启动力矩 /maxT

30、m =T. X 0.866 X 0.3 = 392 x 0.866 x 0.3 = 101.84VImax则使步进电机不失不的惯性力矩TjTm-Tg =101.84 96.57 = 5.27N.c 机步进电机角加速度I 10一2 一刀 0.7793x10-4260n b 8676.25=64.5(侬)加速脉冲个数：勺=大盘x% = 7x1667x64.5 Xi。- =53.76确定加减脉冲个数都为54个又因为/ = 0.5 九=0.5(4，”m所以脉冲时刻% =所以脉冲时刻% =7x10-3结合Tet x0-6可以算出对应各脉冲时刻的计数器时间常数。EPROM存储器中，时间常数依次安排在首地址

31、为1000H的存储单元中，每个时间常数占据两个字 节，低位地址存放时间常数低8位，高位地址存放时间常数高8位。2324在程序中，设置加速，恒速，减速脉冲计数器NO, Nl, N2o以计数器的值是否为。作为相应过 程是否结束的标志。步进电机控制程序框图如下所示： 步进电机控制子程序：返回步进电机控制中断服务程序:中断服务程序入口送时间常数242525中断返回5 ,编语言程序设计(1)内存地址分配加速脉冲数计数器NO地址设为20H；恒速脉冲数计数器N1低8位字节地址为21H,高8位字节地址位22H；减速脉冲数计数器N2地址位23Ho加速，减速，恒速脉冲总数寄存器N低位字节地址位24H,高位字节地址

32、位25H； 步进电机进给控制子程序FEED首地址位0E80H。每调用一次该程序，步进电机按规定方向进给步。(2)程序清单NO EQU 20H NIL EQU 21HN1H EQU 22HN2 EQU 23H NL EQU 24H NH EQU 25HDS EQU 26HNO EQU 20H NIL EQU 21HN1H EQU 22HN2 EQU 23H NL EQU 24H NH EQU 25HDS EQU 26H;加速；恒速；减速;脉冲总数寄存器；地址指针偏移量FEED EQU 0E80HORG OEOOHSTART： MOVP, #60H0E037589010E0675201B0E097

33、5231B0E0CE5200E0E230E00 758160MOV TMOD, #01HMOV NO, #01A4HMOV N2, #1A4HMOV A , NORL A;设计数器工作方式为1, 16位定时器 ；设NO为32。；计算2XN025252626OEOFF8MOV RO, AOE1OC3CLR C；计算 N1 =N-2N0OE11E524MOV A, NLOE1398SUBBA, RO0E14F521MOV NIL, A0E16E525MOVA, NHOE189400SUBBA, #00H0E1AF522MOVN1H, A0E1C901000MOV DPTR, #1000H；设时间常

34、数指针初值为1000H0E1F752600MOV DS, #00H；设地址偏移量初值为OOH0E2293MOVC A, A+DPTR ；从EPROM中读时间常数0E23F58AMOV TLO, A；送时间常数至定时器。中0E250526INC DS0E27E526MOV A, DS0E293MOVC A, A+DPTR0E2AF58CMOV TH0, A0E2C0526INC DS0E2ED2AFSETB EA；开中断允许OE3OD2A9SETB ETO；允许定时器0中断0E32D28CSETB TRO;启动定时器0开始计算0E3420AFFDWAIT： JB EA, WAIT ；中断允许返回

35、0E3722RET中断服务程序：ORG 000BHOOOB02F00LJMP 0F00HOFOO93MOVCA, A+DPTROFO3F58AMOV TLO, AOFO50526INC DS0F07E526MOV A, DS0F0993MOVCA, A+DPTROFOAF58CMOV THO, AOFOC0526INC DS；修改地址偏移量指针OFOED180ACALL FEED；调 FEED 子程序OF1OE520MOV A, NO ；判断NO是否为00F12B400CJNE A, #00H, L00P10F15E52MOV A, N1H ；判断N1是否为00F17B40010CJNE A,

36、 #00H, LOOP20F1AE522MOV A, N1H0F1CB4000BCJNE A, #00H, L00P2OF1FE523MOV A, N2判断N2是否为00F21B40014CJNE A, #00H, L00P30F24C2AFCLR EA； N2为0 ,减速结束，关中断0F2632RETI0F271520L00P1： DEC NO； NO 不为 0,则 NO-NO-10F2932RETI0F2AE521L00P2： MOV A, NIL ； N1 不为 0,则 Nl-NIT270F2CC3CLR C0F2D9401SUBB A, #01H0F2FF521MOV NIL, A0F

37、31E522MOV A, N1H0F339400SUBBA, #00H0F35F522MOVN1H, A0F3732RETI0F381523LOOP3 ： DEC N2； N2 不为 0,贝U N2-N2-10F3A32RETI结束语整个系统采用半闭环控制系统，进给系统采用了 CM系列滚珠丝杆副，其型号为： CM2005-5o以提高整个系统的精神要求。伺服系统采用了直流伺服电机通过弹性联轴器 直接与滚珠丝杠连接驱动丝杠传动，而且其实轴承采用的是角接触轴承保证其主轴不窜 动，采用一个深沟来保证其径向的圆跳动。用PWM脉宽调制电路来实现伺服电机电压的平 均值，电路中采用了阻容滞后电路，来防止H型桥

38、式功率放大器中两对IGBT功率管同时 导通造成短路现象，能够有效的控制伺服电机的正转、反转及转速，同时为了保证一定的 精度的要求，系统又采用了光电编码器作为位置检测器，来检测伺服电机的位置，通过单 片机对光电编码器反馈信号处理来达到预期的精度要求。在设计中我们兼顾经济性，考虑 满足精度的要求，因此对于设备及元件的选择都要求具有高精度，因此设计的成本较高。毕业设计是我在大学里的最后一门课程。通过这次毕业设计，我学会了如何查阅 现有的技术资料、如何举一反三、如何通过改进并加入自己的想法与观点，使之成为自己 的东西。并且结合生产知识，培养理论联系实际以及分析和解决工程实际问题的才能，并 使大学三年所

39、学的知识得到进一步巩固、深化和扩展。在此，我对我的论文指导老师表示 衷心的感谢，感谢他对我的严格要求，感谢他的监督和指导。其次我要感谢这三年里给我 授课的所有老师。感谢你们传给我知识。最后还要感谢参考文献中所列书籍、文章及资料 的作者。2728第九章参考文献1、张鹏万，孙剑峰，李占平.机电一体化中的接口技术J矿业工程，2005, (06)2、王宝敏.谈机电一体化技术的发展趋势J.大众科技，2006, (05)3、王维刚.浅谈机电一体化技术的发展趋势J.黑龙江科技信息，2007, (02)4、杨春光.我国机电一体化技术的现状和发展趋势J.科技促进发展，2007, (03)5、张毅刚.单片机原理与

40、应用M,北京:高等教育出版社,2003.6、张大明,彭旭啊，尚静基.单片微机控制应用技术M ,北京:机械工业出版社,2006.7、付家才.单片机控制工程实践技术M .北京:化学工业出版社,2004.8、陈小忠,黄宁,赵小侠,单片机接口技术实用子程序M.北京:人民邮电出版社,2005.9、MedWin用户手册.http:/www. man ley. com. cn.万利电子有限公司.10、徐正惠，胡海影.单片机原理与应用实训教程M.北京：科学出版社,2004.11、汪道辉,单片机系统设计与实践M.北京：电子工业出版社，2006.12、戴佳，戴卫恒.51单片机C语言应用程序设计实例精讲M.北京：电

41、子工业出版社,2006.13、彭为，黄科，雷道仲,单片机典型系统设计实例精讲M.北京：电子工业出版社,2006.14、杨将新，李华军，刘东骏.单片机程序设计及应用从基础到实践M.北京：电子工业出版社,2006.15、赖麒文.8051单片机C语言彻底应用M.北京：电子工业出版社,2004.28摘要第一章设计的题目和内容第一节课程设计的题目第二节设计的内容 第二章 数控系统总体方案的确定 第三章机械部分设计第一节确定系统脉冲当量第二节工作台外形尺寸及重量初步估算第三节滚动导轨副的计算、选择第四节滚珠丝杠计算、选择第五节齿轮计算、设计第六节步进电机惯性负载的计算第七节 步进电机的计算选择 第四章 机

42、床数控系统硬件电路设计第一节设计内容第二节设计步骤第三节 机床数控系统硬件电路设计第五章系统控制软件设计 结束语与致谢参考文献摘要当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下，发展我国数控技术及装备、提高我国制造业 信息化水平和国际竞争能力的重要性，并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技 术及装备的几点看法。装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控 技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备，又是当今 先进制造技术和装备最核心的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行

43、控 制的技术，而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗 透形成的机电一体化产品，其技术范围覆盖很多领域。第一章设计的题目和内容 第一节 设计题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。已知条件：定位精度：0.01mm,滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h,中等冲击工作台的有效行程为Lx=400mm 1r = 400mm快速进给速度 匕max = 2000/w7t/min vvmax = 2000利加/min 和工作载荷 F7 - 2000N第二节设计的内容L数控装置总体方案的确定(1) .数控装置设计参数的确定；(2) .方案的分析，比较，论证。2.机械部分的设计(1) .确定脉冲当量；(2) .机械部件的总体尺寸及重量的初步估算；(3),传动元件及导向元件的设计，计算和选用；(4) .确定伺服电机；(5) .绘制机械结构装配图；(6) .系统等效惯量计算；(7) .系统精度分析。3 .数控系统的设计(1) .微机及扩展芯片的选用及控制系统框图的设计；(2) .I/O接口电路及伺服控制电路的设计和选用；(3) .系统控制软件的设计4 .编写设计说明书说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容，包括总体方案的确定, 系统框图的分析，机械传动设计计算，电气部分的设计说明，选用元器件参数