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本科設(shè)計說明書（論文） 第 頁 共 Ⅱ 頁
Ⅰ
目 次
1 緒論 ………………………………………………………………………………… 1
1.1 機(jī)電一體化概述 …………………………………………………………… 1
1.1.1 機(jī)電一體化基本概念 ……………………………………………… 1
1.1.2 機(jī)電一體化的基本組成要素 ……………………………………… 1
1.1.3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的特點(diǎn) …………………………………………… 3
1.1.4機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 ………………………………………… 4
1.2 機(jī)床數(shù)控化的意義及特點(diǎn) ………………………………………………… 5
1.2.1 數(shù)控機(jī)床的基本概念 ……………………………………………… 5
1.2.2 數(shù)控機(jī)床的組成 …………………………………………………… 5
1.2.3 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) …………………………………………………… 6
1.2.4 機(jī)床數(shù)控化的意義 ………………………………………………… 7
2 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計 ……………………………………………………………………… 7
2.1概述 …………………………………………………………………………… 7
2.2 滾珠絲杠螺母副 ……………………………………………………………… 8
2.2.1 滾珠絲杠副的特點(diǎn) ………………………………………………… 8
2.2.2 滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)類型 ……………………………………………… 9
2.2.3 滾珠絲杠的計算與選用 …………………………………………… 10
2.3 導(dǎo)向支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………………… 10
2.3.1導(dǎo)軌 …………………………………………………………………… 10
2.3.2滾動直線導(dǎo)軌的承載能力計算 ……………………………………… 12
3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計 ……………………………………………………………… 14
3.1 伺服系統(tǒng)概述 ……………………………………………………………… 14
3.1.1伺服系統(tǒng)基本概念 …………………………………………………… 14
3.1.2伺服系統(tǒng)基本類型 …………………………………………………… 14
3.1.3伺服系統(tǒng)的基本組成 ………………………………………………… 14
3.1.4伺服系統(tǒng)的基本要求 ………………………………………………… 15
3.2 伺服系統(tǒng)中的執(zhí)行元件 …………………………………………………… 15
3.2.1執(zhí)行元件的種類及特點(diǎn) ……………………………………………… 15
3.3 步進(jìn)電機(jī) …………………………………………………………………… 16
3.3.1步進(jìn)電機(jī)原理 ………………………………………………………… 16
3.3.2步進(jìn)電機(jī)特性 ………………………………………………………… 17
3.3.3步進(jìn)電機(jī)的選型計算 ………………………………………………… 18
3.4步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動控制 ………………………………………………………… 20
3.4.1脈沖分配器 …………………………………………………………… 21
3.4.2光電隔離電路 ………………………………………………………… 21
3.4.3功率放大電路 ………………………………………………………… 22
Ⅱ
4 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ………………………………………………………… 22
4.1 概述 ………………………………………………………………………… 22
4.2 MCS-51單片機(jī)簡介 ………………………………………………………… 23
4.2.1 8031管腳功能 ………………………………………………………… 24
4.2.2 8031芯片的存儲器結(jié)構(gòu)及地址分配 ………………………………… 26
4.3 8031應(yīng)用系統(tǒng)中存儲器擴(kuò)展 ………………………………………………… 27
4.3.1程序存儲器的擴(kuò)展 …………………………………………………… 27
4.3.2數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展 …………………………………………………… 27
4.3.3地址鎖存器 …………………………………………………………… 28
4.3.4譯碼電路 ……………………………………………………………… 29
4.4 8031應(yīng)用系統(tǒng)中I/O口擴(kuò)展 ……………………………………………… 29
4.4.1 I/O口擴(kuò)展性能 ……………………………………………………… 29
4.4.2 I/O口擴(kuò)展方法 ……………………………………………………… 29
4.4.3 I/O口擴(kuò)展用芯片 …………………………………………………… 29
4.4.4 8155 可編程并行接口 ……………………………………………… 30
4.5 鍵盤輸入與LED顯示 ……………………………………………………… 31
4.5.1行列式鍵盤 …………………………………………………………… 31
4.5.2 LED顯示電路 ………………………………………………………… 31
4.6 輔助電路 …………………………………………………………………… 31
4.6.1 8031時鐘電路 ………………………………………………………… 31
4.6.2 8031復(fù)位電路 ………………………………………………………… 32
4.6.3 8031越界報警電路 …………………………………………………… 32
4.6.4 8031掉電保護(hù)電路 …………………………………………………… 33
5 零件圖數(shù)控加工的編程 ………………………………………………………… 33
結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 36
致謝 ………………………………………………………………………………… 37
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 38
圖1 X-Y數(shù)控工作臺總體方案 …………………………………………………… 39
圖2 電氣控制原理圖 ……………………………………………………………… 40
圖3 X-Y工作臺裝配圖 …………………………………………………………… 41