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1、目目录录毕业设计任务书毕业设计任务书 2前言前言 5设计课题设计课题1 要求 62 设计参数 63 工作量 74 设计依据 7第一章第一章经济型数控机床进给伺服系统机械部分计算经济型数控机床进给伺服系统机械部分计算1 切削力的计算 82 滚珠丝杆螺母副的计算和选型 83 齿轮传动比的计算 124 步进进电机的计算和选型 16第二章第二章进给伺服系统机械部分结构设计进给伺服系统机械部分结构设计 17第三章第三章经济型数控车床数控系统设计及硬件电路图经济型数控车床数控系统设计及硬件电路图 19第四章第四章机床的加工程序编机床的加工程序编 22设计体会设计体会 24参考文献参考文献 25毕 业 设
2、计（论文）任 务 书一、设计题目：C618 经济型数控机床横（纵）向改造二、二、设计依据及主要技术指标：设计依据及主要技术指标：设计依据：在 C618 原有车床基础上进行数控化改造，主要是滚珠丝杠副、步进电动机、数控系统的选择设计。1）根据切削力大小计算滚珠丝杠副应承受的最大动载荷，从而选择滚珠丝杠副；2）由减速齿轮 Z1、Z2 及滚珠丝杠的转动惯量，求得步进电动机的转动惯量、转矩，据此选择步进电动机；3）依据机床的受控动作，设计数控系统，将机械行动的进给和手动控制的刀架转位改成由单片机控制的自动进给和刀架的自动转位，实现自动加工。主要技术参数：1）开环控制，两轴联动；2）纵向脉冲当量 0.0
3、1mm/脉冲，横向脉冲当量 0.005mm/脉冲；3）ISO 国际数控标准格式代码编程；4）故障自诊断功能，能与 PC 机通信。三、三、设计基本要求：设计基本要求：（包括：技术要求、工作要求、图纸要求、写作要求等）工作要求：1）车床 X、Z 坐标机械伺服机构的设计计算及装配图；2）数控系统框图及硬件接线图的绘制；3）环形分配子程序和直线插补子程序的框图设计与程序编写。图纸要求：两张以上 A0 纸，表达清楚，无明显结构错误，打印。写作要求：设计说明书要求叙述清楚，打印。四、四、重点研究和解决的问题或指定的专题：重点研究和解决的问题或指定的专题：1）滚珠丝杠副、步进电动机的选择计算；2）机床导轨的
4、贴塑处理；3）数控系统硬件原理图的设计；4）环形分配子程序程序编写；五、五、应搜集的资料数据及参考文献：应搜集的资料数据及参考文献：资料：1）数控机床的发展概述；2）C618 卧式车床的技术参数；3）滚珠丝杠副、步进电动机的技术参数；4）部分芯片的使用资料；参考文献：1C618 型卧式车床说明书2林俊；机床数控系统课程设计指导书；北京：中国科学技术出版社；1991.93赵长德；微机原理与接口技术；北京：中国科学技术出版社；1990.94周鹏翔刘振魁主编，工程制图第二版，高等教育出版社，2000 年 5 月5唐增宝刘元俊主编，机械设计课程设计（修订版），华中理工大学出版社，1995 年 1 月6
5、机械设计手册编写组编，机床设计手册 2，机械工业出版社，1980 年 8 月7机械设计手册编写组编，机床设计手册 3，机械工业出，1986 年 12 月8东北大学机械零件设计手册编写组编，机床零件设计手册第三版，冶金工业出版社，1994 年 5 月9华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编，机床设计图册，上海科学技术出版社，1979 年 6 月10雷晓玲主编，综合作业指导书，机械工业出版社，2000 年 11 月六、六、设计完成时应提交的文件：设计完成时应提交的文件：1、毕业设计说明书或论文2、毕业设计装配图3、毕业设计（论文）任务书4、读书（论文）笔记七、七、进度计划安排：进度计划安排：
6、1）方案论证及机械部分计算1.5 周2）设计绘制机械总图及装配图2.5 周3）设计绘制电路原理图1 周4）绘制加工程序及整理说明1 周前前言言经济型数控是我国 80 年代科技发展的产物。这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少、见效快，成为我国“七五”、“八五”重点推广的新技术之一。十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。
7、对于原有老的经济型数控车床，特别是 80 年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；在用的设备使用至今也十几年了，同样面临进一步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率，创造更大的经济效益。毕业设计是学生在校学习阶段的最后一个教学环节，也是学生完成工程师基本训练的重要环节。其目的培养学生综合运用所学专业和基础理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题能力，树立正确的设计思想和工作作风。毕业设计说明书不只反映了设计的思想内容，方法和步骤，而且还反映了学生的文理修养和作风本书在编写过程中，得到了指导老师刘吉兆教授和各位老师及同学的大力支持和热心帮助，在此表示谢意。本
8、设计在编写过程中，由于本人水平有限，说明书中有一些错误和欠妥之处,欢迎各位老师及同学提出意见和建议。设计课题设计课题1要求要求：将 C618 车床改造成用 MCS51 系列单片机控制的经济型数控车床。要求该车床有自动回转刀架，具有切削螺纹的功能。在纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。系统分辨率纵向：0.01mm.横向：0.005mm2、设计参数：、设计参数：最大加工直径：在床面上：360mm在床鞍上：200mm最大加工长度：750mm快进速度：纵向：2.0m/min横向：1.0m/min最大进给速度：纵向：0.5m/min横向：0.25m/min代码制：ISO脉冲分配方式：逐点比较法输入方式：增
9、量值.绝对值通用。控制坐标数：2最小指令值：纵向：0.01mm/step横向：0.005mm/step刀具补偿量：099.99mm进给传动链间隙补偿量：纵向：0.15mm横向：0.075mm自动升降速性能：有3、工作量：、工作量：（1）、机床改造总图；（2）、进给伺服系统一个坐标轴（纵向或横向）的机械装配图：（3）、单片机控制系统电路原理图；（4）、设计计算说明书。1、控制系统总体方案的分析论证的及控制标准图2、机械部分设计计算及结构设计说明3、硬件电路部分设计说明4、加工程序控制及说明4、设计依据、设计依据（1）系统的运动方式与伺服系统的选择）系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型
10、数控车床应具有定位、直线插补、顺圆和逆圆插补、暂停、循环加工公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机开环控制系统。（2）计算机系统）计算机系统根据机床要求，采用 8 位微机。由于 MCS51 系列单片机具有集成度高，可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、性能价格比高等特点，决定采用 MCS51系列的 8031 单片机扩展系统。控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O 接口及光隔离电路、步进电大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。机功率放（3）机械传
11、动方式）机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆。为了保证一定的传动精度跟平稳性，尽量减少摩擦力。选用滚珠丝杆螺母副。同时，为了提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。第一章第一章 经济型数控机床进给伺服系机械部分计算经济型数控机床进给伺服系机械部分计算1 1 计算切削力计算切削力（1）横切端面主切削力 F（N）按经验公式估算：5.1max67.0DFZ查综合作业指导书P13ZF走刀方向的切削分力（N）maxD车床身上加工最大直径（mm）maxD=360mm车床身上加工最大直径横切端面时主切削力ZF可取纵切时FZ的215.
12、1max67.0DFZ=0.673601.5=4576.45（N）ZF=214576.45=2288.2（N）ZF：XF：YF=1：0.25：0.4XF走刀方向的切削力YF垂直走刀方向的切削力XF=ZF 0.25=572.06(N)YF=ZF 0.4=915.19(N)2 2 滚珠丝杆螺母副的计算和选型滚珠丝杆螺母副的计算和选型计算作用在丝杠上的最大动载荷mF（N）对于燕尾型导轨。参考表 6.22，6.23 两表 机床设计手册.3 查书综合作业指导书P22)(GFfFkFZxm在正常情况下：k考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨取 K=1.15f滑动导轨磨擦系数 0.150.18G溜板及刀架重
13、力查综合作业指导书表 11，取G=800N)(GFfFkFZxm=1.15572.06+0.16(2288.2+800)=1121.2(N)计算最大动负载 CC=3LwfHfmFL61060nT查书综合作业指导书P22n01000Lvs参考机床设计手册.3P185P210选用滚珠丝杆导轨式中：0L滚珠丝杆导程。初选mmL60sv为最大切削力条件下的进给速度，可取最高进给速度的 1/21/3取sv=0.8m/min0T使用寿命（h），对于数控机车取=15000hwf运转系数，按一般运转取 1.21.5（查表 314综合作业指导取wf为1.2Hf硬度系数，取Hf=1.0L寿命以610转为 1 单位
14、n丝杆转速 r/min01000Lvns68.01000133.3310606nTL6101500033.13360120104rC=mHwFffL3=31201.211121.2=6636.3(N)滚珠丝杆螺母副的选型查阅附录 A 表 A2，可采用 WD2505 外循环垫片调整紧的双螺母滚珠丝杆副，1 列2.5 圈，其额定功动负载为 9700（N），精度等级按表综合作业指导书表 3-17 选为 3级。传功效率计算：=)tan(/tanrr式中：r螺旋升角，WD2505r=933磨擦角取01 滚动磨擦系数 0.0030.004971.0)01933tan(933tan)tan(tanrr刚度验
15、算横向进给丝杠支承方式图 1 所示，最大牵引力 1121.2N，支承间距 L=350mm，因丝杠长度较短，不需预紧螺母及轴承预紧。图 1a.丝杠的拉伸或压缩变形量1查综合作业指导书图 3-4，根据mF=1121.2N,mmD250查出8.0LL10-5可算出1=LL=(0.810-5350)mm=0.2810-2mm由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杆进行了预拉伸，故其拉压刚度可以提高 4倍。其实际变形量1(mm)为1=1/41=0.2810-2/2=0.1410-2mmb.滚珠与螺纹滚道间接触变形2查综合作业指导书图 3-5，W 系列 1 列 2.5 圈滚珠和螺纹滚道接触变形量QQ=4.5m
16、因进行预紧2=1/2Q=1/24.5=2.25mc.支承滚珠丝杆轴承的轴向接触变形3采用 8104 型推力球轴承，1d=20mm,滚动体直径Qd=5.566mm,滚动体数量 Z=13,mmZdFQmc00573.013556.52.112100052.000052.0332222注意此公式中单位应为 N因施加预紧力，故3=1/2c=1/20.00573=0.002865mm根据以上计算=321=0.00140.00250.002865=0.006765定位精度因为查表达 1-1综合作业指导书定位精度为0.01稳定性校核滚珠丝杆两端采用推力球轴承，不会产生失稳现象不需作稳定性校核。横向滚珠丝杆副
17、几何参数WDWD25052505 滚珠丝杆副几何参数滚珠丝杆副几何参数参数名称符号关系式WD2505螺纹滚道公称直径0d25导程0L6接触角933钢球直径qd3.175滚道法面半径RR=0.52dq1.651偏心距ee=(RSindq)20.045螺纹升角rr=dL00arctan933螺杆外径dd=0d-(0.20.25)qd24.365内径1d1d=0d2e2R21.788接触直径2d2d=0dqdCos21.83螺母螺纹直径DD=0d2e2R28.212内径1D1D=0d(0.20.25)qd25.6353.3.齿轮传动比计算(1)进给齿轮箱传比计算已知横向进给脉冲当量p=0.005mm
18、/step,滚珠丝杆导程0L=6mm，初选步进电动机步距角075.0，可计算出传动比i：i=PL3600p脉冲当量（mm/step）0L滚珠丝杆的基本导程（mm）步进电机的步距角i=PL3600=005.0360675.0=5.21845因为可进定齿轮齿数为i=2Z/1Z=45/18 或 40/162Z=45，1Z=18 或2Z=40，1Z=16根据机械设计，又因进给给运动齿轮受力不大，模数 m 取 2，则有关参数如下表所示：传动齿轮几何参数传动齿轮几何参数齿数Z1640分度圆d=m Z3280齿顶圆ad=d2m3684齿根圆fd=d221.252775齿宽(610)m2020中心距A=(1d
19、2d)/258(2)转动惯量计算工作台质量折算到电动机轴上的转动惯量2222210186.010015.280)75.014.3005.0180()180(cmkggiWJP对材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量可按下公式估算LDJS44108.72cmkg 式中D圆柱形零件的直径，cm；L零件的轴向长度，cm；所以，丝杆转动惯量244133.2705.2108.7cmkgJS齿轮的转动惯量24411635.022.3108.7cmkgJZ244239.628108.7cmkgJZ电动机转动惯量很小，可忽略。因此，折算到步进电动机轴上总的转动惯量cmkgJJJJiJZZS5457.10186.01
20、635.0)39.6133.2(5.21)(121122电机转矩的计算机床在不同的公况下，其所需转矩是不同的，下面分别按个阶段计算：a.maxaM快速进给进所需转矩：M=maxaMfM0MM快速空载起动转矩maxaM空载起动时计算到电机轴上的加速转矩（N.cm）fM计算到电机轴上的磨擦转矩。0M由于丝杆预紧里计算到电机轴上的附加转矩（N.cm）将前面数据代入式中个符号意义同前maxn=7.41665.210000maxLivr/min起动加速时间at=25msmaxn电机最大转速maxv运动部件最大快进速度(mm/min)at运动部件从停止起加速到最大快进速度所需时间（S）mNTJnMa410
21、6.9式中J转动惯量，2cmkg；n丝杠转速，minr；T时间常数，s。当maxnn 时maxaaMMmNTJnMa2679.010025.06.97.4165457.1106.944maxmax折算到电机轴上的磨擦转矩fMfM=mNiWLfiLF609.05.28.014.3206.080016.022000式中0L丝杆导程0L=6mm=0.6cm0F导轨的磨擦力（N）G运动部件的总当量f导轨摩擦系数，取f=0.16i齿轮降速比传动连总效率，一般可取 0.70.85，取 0.8附加摩擦转矩：0M=)1(2200iLFY0L滚珠丝杆导程（cm）：0L=0.6cm0滚珠丝杆未预紧时的传动效率一般
22、取 0.9；YF垂直走刀方向的切削力0M=)1(2200iLFY=)1(2200iLFY=)9.01(5.28.014.326.019.9152=3.934 N.cm上述三项合计快速空载起动转矩：M=0M+fM+maxaM=3.934+60.9+26.79=91.624N.cmb.快速进给时所需力矩M：M=fM+0M=91.624+3.934=95.588（N.cm）最大的切削负载时所需转矩M：M=fM+0M+tMtM折算到电机轴上的切削负载力矩tM=32.275.28.014.326.006.57220iLFXN.cm从上面计算可知，M、M和M三种工况下，以快进空载起动所需力矩最大，即可以取
23、M=91.624 N.cm 作为步进电机最大转矩4 4步进电动机的计算和选型a)步进电机的选用的基本原则：.步进角步进角应满足imin式中i传动比；min系统对步进电动机所驱动部件要求的最小转角。.精度smi式中m步进电动机的累积误差；s系统对步进电动机驱动部分允许的角度误差。.转矩启动转矩5.03.00LqMM式中qM电动机启动力矩；0LM电动机静负载力矩。.启动频率moptff 式中tf极限启动频率；mopf要求步进电动机最高启动频率。b)步进电动机的确定cmNMMLq06.2294.0624.914.00为满足最小步矩要求，电动机选用三相六拍的工作方式，从现代机床设备查表 10-2 中知
24、：866.0jmqMM所以步进电动机最大静转矩jmM为cmNMMqjm50.264866.006.229866.0步进电动机最高工作频率ZpHf3.3333005.060100060maxmax综合考虑，查步进电动机技术数据表选用 110BF003 直流步进电动机，能满足使用要求。第二章第二章 进给伺服系统机械部分结构设计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，设计者构思，设计特点及计算结果一。进给伺服系统总图设计：1横向进给伺服系统总图设计：在进行横向进给伺服系统结构设计之前，必须对整个机床的布局有所了解在附图中给出了经济型数控车床的总图，
25、图中细实线所画为原机床未改造的部分，粗实线为改造设计部分。从图中可以看出来，纵向进给机构，在原机床装进给箱的位置，将进给箱拆除，装伺服系统齿轮箱，在箱体的左面装步进电机，滚珠丝杆右端轴承座仍装在原机床滑动丝杆后轴承座处。滚珠丝杆装有挡板，以防止切屑掉下损坏滚珠丝杠。将 C618 的溜板箱拆除，在滚珠螺母座前面有控制板，装有急停，电源开关等几个按钮，便于工人操作。总图上还必须画出此车床上加工螺纹的部件光电编码器在经济型数按车床上，利用光电编码器装在主轴或在主轴箱与主轴保持一定传动比的伸出轴上，当主轴旋转一圈时，光电编码器就发出一定数量的脉冲，输入计算中，经过计算的运算，控制步进电机，带功滚珠丝杠
26、，使刀架进给一定的螺距。而光电编码器用弯板装在主轴箱左端面，通过弹性联轴器与主轴箱中一伸出轴相连，因伸出轴不可能与弹性联轴器的尺寸完全一致，故中间还要设计一个中间过渡套。2进给伺服系统的装配图经过计算，已知此横向进给系统采用 110BF003 步进 电机，经过一对齿轮减速，齿轮系数1Z=16。2Z=40。模数 m=2 滚珠丝杆公称直径为0d=50mm。滚珠丝杠螺母副先用的是外循环沟槽式垫片凋隙 WD2505。进行结构设计进，注意考虑以下问题：（1）进行改造设计时，将原 C618 车床进给箱挤掉，利用原来的安装基面安装齿轮箱体 45。因而必须注意齿轮箱体螺钉中心距的尺寸，应保证箱的安装螺钉和销钉
27、均在原来的安装基础面上，床尾的轴承座仍要装在原 C618 车床尾部轴承的加面上。（2）为保证滚珠丝杠与导轨平行设计时，应注意使齿轮箱体的丝杠中心，与床尾轴承座中心线距安装基面尺寸一致以保证水平面的丝杠与导轨平行。齿轮箱体在床身上的安装螺钉的位置与车尾轴承座螺钉在床身上的安装位置必须根据床身具体情况确定，以保证在垂直面内丝杆与导轨平行。水平面内的平行度达不到要求可刮研齿轮箱体或床尾轴承座的安装基面，如垂直面内平行度达不到要求，可安装螺钉的过孔进行调整，调好后，插入定位销。（3）保证滚珠丝杠转动平稳，轻快，必须使滚珠丝杆螺母座板定 19 与丝杠两端支承同轴，设计时，在螺母座与弯板之间设计垫片 58
28、，装调时可以修磨垫片来保证螺母座在平面内与两面端支承同轴，垂而直面内的同轴，靠螺钉地过孔来的调整，调好后，打入销钉。（4）在水平面内应使丝杠中心线距轨的距离尽量小，否则将层产生颠复力矩，增大磨擦力，使运动不平稳，利用床身的凹面，使齿轮箱体背面比安装基面突出 33mm。就使丝杠中心距安装基面尺寸为 42mm。不用此床身的凹入面，因为 110BF003 型步进电机外圆直径为130，就会使丝杆中心距安装基面尺寸至少为 645mm 这样设计是不合理。但是在的设计箱体外形时，必须根据床身的具体形状不可使箱身与床凹入之毛面干涉。（5）步进电机装在箱体左侧，利用短圆柱面中，在箱体上定位，由于是定位面，一定要
29、在图上标注出孔的尺寸及配合。（6）设计中滚珠螺母副采用了垫片调整方式预紧，即用修磨垫片使滚珠丝杠滚珠与两个滚珠螺母挤紧，避免在反向失步：a)消隙齿轮，是采用两个薄片齿轮，中间开有三个月芽形的槽放入压簧，并用三个内六角螺钉固定，这种消隙齿轮的装配顺序是：首先将双片只轮相对转过一个齿轮，使双片尖轮的齿轮的矢对齐，弹簧 38 受压，上紧螺钉 30 装入箱体后，将螺钉 30 松开，弹簧 38 将双片齿轮沿用向错开，消除与齿轮的侧隙，此时财将螺钉 30 上紧，在设计时，箱壁上要留有可进伸入六角搬手孔，弹簧两端用削扁的销子 39 压住。（7）当车床床鞍移动时，滚珠丝杠要受到轴向力，此轴向力由床身前端的两个
30、止推轴承承受，向左的轴向力通过挡圈 21。止推轴承 22，挡块 23，传到齿轮箱体上，向右的轴向力则通螺母 37，齿轮 31，径向轴承 28，轴套 27，挡圈 26。到左边的止推轴承 22，经挡块 23 传到端盖 24 上，此端盖与齿轮箱体用螺钉固连，绘图注意止推轴承 22 的动圈和不动圈的画法，与挡块 23 接触的一边是不动圈，其内孔和轴颈之间要画出间隙。床尾部分的圆螺母 2 是用来对丝杠进行预拉伸，以增加丝杠的刚度，外侧的圆螺母是锁紧用的，由于旋转螺母 2 进行预拉伸时，端面磨擦力大，故要止推轴承 5 以上减小端面磨擦力。第三章第三章 经济型数控车床数控系统设计及硬件电路图经济型数控车床数
31、控系统设计及硬件电路图硬件电路是用 MCS 51 系列单片机组成的控制系统，给系统采用 8031 作 CPU。扩展了两片 2764 芯片，一片 6264 芯片，两片 8155 可编程并行 I/O 接口。1、系统的功能（1）Z 向和 X 向进给伺服运动。（2）键盘显示。（3）自动转位刀架控制。（4）螺纹加工控制。（5）面板管理。（6）.行程控制。（7）.其他功能，报警电路、急停电路、光隔离电路、功能电路等。2、CPU 存储器及 I/O 接口CPU 采用 8031 芯片，由于 8031 片内无程序存储器，需要有外部程序存储器的支持，同时 8031 内部只有 128B 的数据存储器，也远不能满足控制
32、系统的要求。故扩展了 16KB程序存储器由两片 2764 组成，又扩展了一片 6264 数据存储器。8031 芯片的 P0和 P2用来传送外部存储器的地址和数据，故要采用 74LS373 地址锁存器，锁存低 8 位地址，ALE作为其选通信号，当 ALE 为高电平，锁存器的输入和输出透明，即输入的低 8 位存储器地址在输出端出现，此时不需锁存。当 ALE 从高电平变低电平，出现下降沿时，低 8 位地址锁存入地址锁存器中，74LS373 送出读写的数据了。8031 芯片的 P2 口和 74LS373送出的 P0口共组成 16 位地址，2764 和 6264 芯片都是 8KB，需要 13 根地址线。
33、A0A7低 8 位接 74LS373 芯片的输出，A8A12接 8031 芯片的 P2。0P2。4。系统采用全地址译码，两片2764芯片片选信号CE分别接74LS138译码器的Y0和Y1，系统复位以后程序从0000H开始执行。6264 芯片的片选信号 CE1也接 74LS138 的 Y1单片机扩展系统允许程序存储器和数据存储器独立编址（即允许地址重叠），8031 芯片控制信号 PSEN 接 2764 的 OE 引脚，读写控制信号 WR 和 RD 分别接 6204 芯片的 WE 和 OE，以实现外部数据存储器的读写。由于 8031 芯片内部没有 ROM 故始终要选外部程序存储器，故其 EA 必须
34、接地。3、I/O 接口电路由于 8031 只有 P1口和 P3口部分能提供用户作为 I/O 口使用，不能满足输入输出口的需要，因而系统必须扩展输入输出接口电路。从附录 H 图 H2 可以看出，系统扩展了一片 8155 和一片 8155 可编程 I/O 接口芯片。8155 的片选信号 CE 接 74LS373 的 Y0，8155 芯片片选信号 CS 接到 74LS138 的 Y2端。74LS138 三八译码器有三个输入 A、B、C 分别接到 8031 的 P2.5，P2.6，P2.7，输出 Y0Y78 个输出，低电平有效。Y0Y7对应输入A、B、C 的 000 至 111 的 8 种组合，其中
35、Y0对应 A、B、C 为 000，Y7对应 A、B、C 为 111。74LS138 还有三个使能端，其中 2 个（GA 和 GB）为低电平使能，另一个 G1 为高电平使能。吸有当使能端均处于有效电平时，输出才能产生，否则输出处于高电平无效状态。，I/O 接口芯片与外设的连接是这样安排的：8155 芯片 PA0PA7作为显示器段选信号输出，PB0PB7是显示器的位选信号输出，PC0PC45 根线是键盘扫描输入。8155 芯片的 IO/M 引脚接 8031 芯片的 P2。0，因为使用 8155 的 I/O 口故 P2。0高电平。8255 芯片 PA0PA6 接 X 向、Y 向和 Z 向步进电机硬件
36、环形分配器，为输出，PB0PB7为三个方向的点动及回零输入，PC0PC5为面板上的选择开头是输入，设有编辑、单步运行、单段运行、自动、手动 I、手动 II 等方式。系统各芯片采用全地址译码，各存储器及I/O接口芯片的地址编码如表419所示：X 向，Y 向步进电机硬件环形分配器采用 YB015，32 相通电五相十拍方式工作，故 A0，A1引脚均接+5V，Z 向步进电机配件环形分配采用 YB014，是以 23 相通电四相八拍方式工作。A0、A1接高电平。三个芯片的选通输出控制 E0 分别接 8155 的 PA0、PA3、PA5，清零 R 接 8155 的 PA1，正、反转控制端分别接 8155 的
37、 PA2、PA4、PA6，时钟输入端CP 接 8155 芯片的 TIMROUT，用以决定脉冲分配器输出脉冲分配器输出脉冲的频率。为实现插补时不同的进给速度，可给 8155 芯片的定时/计数器中设置不同的时间常数。芯片接 74LS138 引脚地址选择线片内地址单元（B）地址编码2764（1）0Y000 xxxxxxxxxxxxx8K0000H1FFFH2764(2)1Y001xxxxxxxxxxxxx8K2000H3FFFH62641Y001xxxxxxxxxxxxx8K2000H3FFFH8155RAM4Y10011110 xxxxxxxx2569E00H9EFFHI/O4Y100111111
38、1111xxx69FF8H9FFDH4、其他辅助电路此控制系统中设有越界报警和急停处理电路。+X+Y+Z 方向的越界和急停信号经或门引入 8031 的 P3。2，中断源 INT0，同时又接到 8031 的 P1口，采用硬件申请中断软件查询的方法，这亲无论哪个方向越界都会引起中断，在中断服务程序中通过软件查询的办法，便可确定是哪个方向越界，当+X，+Y，+Z 等一方向越界，则相应的红灯亮报警。另外，还有上电和按钮相结合的复位电路、光隔离电路和功率放大电路等。第四章第四章机床的加工程序编制机床的加工程序编制如下图所示，在图中零件外圆85mm 不加工，要求编制精加工程序。程序如下：00001N001
39、G50X200.0Z350.0T0101N002S630M03N003G00X41.8Z292.0M08N004G01X48.34Z289.0F0.15N005Z227.0N006X50.0N007X62.0W-60.0N008Z155.0N009X78.0N010X80.0W-1.0N011W-19.0N012G02W-60.0I63.25K-30.0N013G01Z65.0N014X90.0N015G00X200.0Z350.0T0100M09N016M06T0202N017S315M03N018G00X51.0Z227.0M08N019G01X45.0F016N020G04U5.0N02
40、1G00X51.0N022X200.0Z350.0T0200M09N023M06T0303N024S200M03N025G00X62.0Z296.0M08N026G92X47.54Z228.5F1.5N027X46.94N028X46.54N029X46.38N030G00X200.0Z350.0T0300M09N031M05N032M30设计体会设计体会在我做毕业设计的过程中，一个最大的体会就是理论上很简单的东西，当你要试图去实现的时候，你会发现它是那么的难，追其根本原因在于，以前动手太少了在大学中缺少了实践这个环节，一方面学的被动，一方面又没有充分利用大学给予的条件，因为面对老师，我总是找
41、不出问题，面对图书馆的图书，不知道看哪本才好。三年的大学生活让我受益菲浅，最重要的是培养了我吃苦耐劳的精神，脚踏实地的作风，较强的社会工作能力。为了使自己能够全方位的发展，更好的适应这个日新月异的社会，在这几学年中，我兢兢业业，努力学习，严格要求自己，不断的提高自己各方面的素质，争取在人生的道路上更好的实现社会价值、人生价值和自我价值！本次毕业设计是对我们每个学生在校三年来所学知识与生产实践技术所进行的一次综合性的全面考察；培养了我们运用所学专业知识解决实际问题的能力；它还为我们了解一般机械工程设计的基本思想打下良好的基础；在设计方案的拟定,设计资料的收集,手册，国标选用，设计方法的运用,零部
42、件及总体装配图的绘制等方面，有一次较全面的锻炼。对我们进入社会具备一定独立工作能力起了良好的作用,能较好的适应工作。经过两个月的时间，我对机械制造及自动化有了更深刻的了解，不仅回顾了以前所学的知识，还学到了许多以前没有接触过的新知识，对 CAD 和 Word 的应用水平有了进一步提高，也清楚了各种标准件的画法，对数控技术，单片机，PLC 的认识有了进一步的深化。在此一并感谢指导老师和同学在这次设计中对我的热心指导和帮助，通过本次设计使自己有一个综合性的提高,达到了本次的设计目的。参考文献参考文献1C618 型卧式车床说明书2林俊；机床数控系统课程设计指导书；北京：中国科学技术出版社；1991.
43、93赵长德；微机原理与接口技术；北京：中国科学技术出版社；1990.94 周鹏翔刘振魁主编，工程制图第二版，高等教育出版社，2000 年 5 月5唐增宝刘元俊主编，机械设计课程设计（修订版），华中理工大学出版社，1995 年 1 月6 机械设计手册编写组编，机床设计手册 2，机械工业出版社，1980 年 8月7 机械设计手册编写组编，机床设计手册 3，机械工业出，1986 年 12 月8东北大学机械零件设计手册编写组编，机床零件设计手册第三版，冶金工业出版社，1994 年 5 月9华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编，机床设计图册，上海科学技术出版社，1979 年 6 月10 雷晓玲主编，综合作业指导书，机械工业出版社，2000 年 11 月