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1、 第八章第八章 传统机械加工设备的传统机械加工设备的 机电一体化改造分析与设计机电一体化改造分析与设计2023/2/192023/2/191 1 在机械加工工业中，如果绝大多数传统机床，改用微机控制、实现机电一体化改造，将会适应多品种、小批量、复杂零件加工的需求，不但提高加工精度和生产率，而且会降低生产成本、缩短生产周期，更加适合我国国情。利用微机实现机床的机电一体化改造的方法有两种，一种是以微机为中心设计控制系统；另一种是采用标准的步进电动机数字控制系统作为主要控制装置，前者需要重新设计控制系统、比较复杂；后者选用国内标准化的微机数控系统、比较简单。这种标准的微机数控系统通常采用单扳机、单片
2、机、驱动电源、步进电动机及专用控制程序组成的开环控制，如下图所示，其结构简单、价格低廉。对机床的控制过程大多是由单片机或单扳机，按照输入的加工程序进行插补运算，由软件或硬件实现脉冲分配，输出一系列脉冲，经功率放大、驱动纵横轴运动的步进电动机来实现的。2023/2/192023/2/192 22023/2/192023/2/193 3第一节第一节 机床的机电一体化改造分析机床的机电一体化改造分析机床的机电一体化改造分析机床的机电一体化改造分析一一一一.机械传动系统的改造设计方案分析机械传动系统的改造设计方案分析机械传动系统的改造设计方案分析机械传动系统的改造设计方案分析 1 1车床机械传动系统的
3、改造设计方案分析车床机械传动系统的改造设计方案分析 图8.2a、b为C620-l机床外形与改造方案，图8.3为CA6140机床改造方案。这些改造方案均比较简单，当数控系统出现故障时，仍可使用原驱动系统进行手动加工。改装时，只要将原机床进给丝杠尾部加装减速箱和步进电动机(如图中A和B)即可。对CA6140车床的纵向(Z向)进给运动，可将对开开合螺母合上，离合器M5脱开，以使主运动与进给运动脱开，此时，将脱开蜗杆等横向自动进给机构调整至空挡（脱开）位置。若原刀架换为自动转位刀架则可以由微机控制自动转换刀具，否则仍由手动转动刀架。图图8.2C620-1车床的改造方案车床的改造方案2023/2/192
4、023/2/194 4 如果选用步进电动机的最大静转矩冗余过大，价格就贵，改造成本就高，对用户来说，在使用中，转矩的冗余部分始终用不上，是一个极大的浪费；如果选得过小，在使用中很可能会因各种原因而使切削阻力突然增大、驱动能力不够，引起丢步现象的产生，造成加工误差。因此，必须采用第六章介绍的方法对执行元件进行匹配选择。对要求加工精度较高的机床，其进给丝杠应改换为滚珠丝杠。2 2 铣床机械传动系统改造的方案分析铣床机械传动系统改造的方案分析 1）X52K立式铣床传动系统改造方案分析 X52K立式铣床的原传动系统原理如图8.4a所示。其主轴转动由电动机1经变速齿轮驱动。其主轴的升降用手柄5经锥齿轮副
5、3、丝杠2手动操作。工作台的X轴(纵轴)和Y轴(横轴)均通过离合器6和离合器7，由进给电动机10通过变速齿轮驱动丝杠副4和8机动进给。工作台的升降由电动机10通过离合器9将运动传给丝杠副11实现。为实现复杂零件的自动铣削加工，可以将工作台升降、工作台X与Y轴的进给运动、或将主轴升降和工作台的X、Y轴的进给运动、或仅将工作台的X、Y轴进给运动改为微机控制实现三轴或二轴的开环同步控制或非同步控制。上述方案中的第一种方案，由于工作台较重，升降所需步进电动机转矩大，功率损失也大，改造成本高，故一般不采用。而第三种方案仅为二轴控制，不能自动铣削三维曲面零件，显然改造的意义不大。第二种方案实现较容易、成本
6、也较低，故多被采用。现就第二种方案的改造设计思路说明。2023/2/192023/2/196 6图8.4（2023/2/192023/2/197 7图8.42023/2/192023/2/198 8图8.52023/2/192023/2/191010 因此，采用了三坐标联动方案。为使铣床的机电一体化改造后的性因此，采用了三坐标联动方案。为使铣床的机电一体化改造后的性能不低于原铣床，选能不低于原铣床，选X X、Z Z坐标快进速度不低于坐标快进速度不低于2.42.4m mminmin，水平拖动力按水平拖动力按1515kNkN计算，则要求电动机功率计算，则要求电动机功率 P P152.4152.46
7、0600.6kW0.6kW，如选用步进电如选用步进电动机作为执行元动机作为执行元件，则步进电动机达不到此功率要求。例如，件，则步进电动机达不到此功率要求。例如，200200BF001BF001反应式步进电动机，其最大静转矩为反应式步进电动机，其最大静转矩为14.714.7NmNm，最高空载运最高空载运行频率为行频率为l1000stepl1000steps s，步距角步距角0.160.16/stepstep。若取最高工作频率下的工作转矩为最大静转矩的14，则高速运行工作状态下所需功率为PH1414.7110000.162 360O112.9(W)=0.1129kW，因此，如果选用步进电动机，必须
8、相应地降低快速性要求。又由于步进电动机在低速工作时有明显冲击，易引起自激振荡，而且其振荡频率很可能与铣削加工所用进给速度相近或一致，对加工极为不利。故不易采用步进电动机驱动。若采用直流或交流伺服电动机的全闭环控制方案，结构复杂技术难度大，成本高。如果采用直流或交流伺服电动机的半闭环控制，其性能介于开环和闭环控制之间。由于调速范围宽；过载能力强，又采用反馈控制，因此性能远优于步进电动机开环控制；反馈环节不包括大部分机械传动元件，调试比闭环简单，系统的稳定性较易保证，所以比闭环容易实现。2023/2/192023/2/191111 但是采用半闭环控制，调试比开环控制步远电动机要困难些，设计上要有其
9、自身的特点；另外反馈环节外的传动零件将会直接影响机床精度和加工精度，因此在设计中也必须给予足够重视。在直流和交流伺服电动机之间进行比较时，交流调速逐渐扩大了其使用范围，似乎有取代直流伺服电动机的趋势。但交流伺服的控制结构较复杂，技术难度高，而且价格贵；此外，相比于直流伺服的大惯量电动机，交流伺服电动机自身惯量小，调试时困难大一些，维修时元件来源也较困难。直流伺服电动机的控制系统技术较成熟，普及较广。通过上述比较分析，确定采用直流伺服电动机驱动半闭环控制为宜。X、Y、Z轴采用其中二轴作插补联动；第三轴作单独的周期进刀，故称2.5轴联动加工；其传动方案如图8.5所示。图8.6为结构改装装配原理图。
10、图8.6改装部分装配原理图2023/2/192023/2/191313自动转位刀架具有重复定位精度高、刚性好、寿命长等特点。按其工作原理可分为螺旋升降转位刀架、槽轮转位刀架、棘轮棘爪转位刀架及电磁转位刀架等。图8.7a为螺旋升降转位刀架原理图，电动机l经弹簧安全离合器2、蜗轮蜗杆副3带动螺母6旋转，并将刀架5推起使端齿盘7的上、下盘分离，随即带动刀架旋转到位，然后，由内装信号盘4发出到位信号，让电动机反转锁紧。图8.7b为槽轮转位刀架原理图。它是利用十字槽轮原理进行转位和锁紧定位的。销钉盘2每转一周，带动槽轮转过一个槽，使其刀架4转过360/K(K为刀架工位数)。图8.7 转位刀架原理图202
11、3/2/192023/2/191515 图图8.88.8为为四四工工位位自自动动转转位位刀刀架架结结构构原原理理图图。这这种种刀刀架架适适用用于于多多种种车车床床。其其转转位位、定定位位锁锁紧紧过过程程如如下下：转转换换刀刀位位时时，微微机机发发出出信信号号，电电动动机机1 1旋旋转转、经经蜗蜗轮轮蜗蜗杆杆副副3 3、键键2 2使使螺螺杆杆4 4转转动动，迫迫使使刀刀架架体体5 5与与其其相相联联的的双双头头螺螺母母6 6轴轴向向上上移移动动，使使端端齿齿盘盘1111的的上上、下下齿齿盘盘脱脱开开，与与螺螺杆杆4 4一一起起旋旋转转的的拨拨套套9 9拨拨动动拨拨块块1010，从从而而强强制制带
12、带动动刀刀架架体体转转 位位，实实 现现 9090、180180、360360转转位位、换换刀刀。换换刀刀到到位位时时，行行程程挡挡块块触触发发微微动动开开关关8 8，使使电电动动机机反反转转带带动动螺螺杆杆4 4反反转转，螺螺母母6 6带带刀刀架架体体5 5轴轴向向下下移移，至至使使上上、下下端端齿齿盘盘重重新新啮啮合合、定定位位，达达到到预预定定锁锁紧紧力力后后，电电动机停止转动，完成换刀过程。动机停止转动，完成换刀过程。图8.8四工位自动转位刀架结构原理2023/2/192023/2/191616 4)4)4)4)其它性能指标的选择其它性能指标的选择其它性能指标的选择其它性能指标的选择
13、刀具补偿刀具补偿刀具补偿刀具补偿：指刀具磨损后要使刀具微量调整的运动量；：指刀具磨损后要使刀具微量调整的运动量；间隙补偿：在传动链中，影响运动部件移动的齿轮或间隙补偿：在传动链中，影响运动部件移动的齿轮或其它构件造成的间隙，常用消除间隙机构来消除，也可以用其它构件造成的间隙，常用消除间隙机构来消除，也可以用控制微机发脉冲来补偿掉，从而提高加工精度。控制微机发脉冲来补偿掉，从而提高加工精度。显显显显示示示示：采采用用单单板板机机时时其其显显示示用用数数码码管管显显示示的的位位数数较较少少，如如不不能能满满足足要要求求，必必要要时时可可以以采采用用显显示示荧荧光光屏屏，这这样样可可以以清清楚楚地地
14、把把许许多多条条控控制制机机床床工工作作的的数数控控程程序序都都完完整整地地显显示示出出来。甚至可以把加工过程工件及刀具的运动图形显示出来来。甚至可以把加工过程工件及刀具的运动图形显示出来。诊断功能诊断功能：为防止操作者输入的程序有错和随之出现误动作，指示出机床某部分有故障或某项功能失灵，都可在改装时加入必要的器件和软件，使数控机床具有某些诊断功能。以上是车床改装时考虑的一些共性问题，有时改装者根据需要还提出一些专门要求。例如，有的要求能车削大螺距的螺纹；有的要求控制机与电气箱能防灰尘，在恶劣环境下工作；有的要求车刀能高精度且方便地对刀等。2023/2/192023/2/191818四四四四.
15、机床进给系统机电有机结合匹配选择计算机床进给系统机电有机结合匹配选择计算机床进给系统机电有机结合匹配选择计算机床进给系统机电有机结合匹配选择计算 2023/2/192023/2/191919图8.9(a)图8.9（b）切削力方向2023/2/192023/2/1920202023/2/192023/2/1921212023/2/192023/2/1922222023/2/192023/2/1924242023/2/192023/2/1925252023/2/192023/2/192626一一一一.选择选择选择选择Z80CPUZ80CPUZ80CPUZ80CPU的控制系统设计的控制系统设计的控制
16、系统设计的控制系统设计(以车床为例以车床为例以车床为例以车床为例)利利用用标标准准的的单单板板机机(如如TP801A)TP801A)作作为为控控制制器器，控控制制车车床床的的纵纵、横横轴轴及及自自动动转转位位刀刀架架时时，首首先先应应熟熟悉悉单单板板机机提提供供的的资资源源，包包括括硬硬件件资资源源和和软软件件资资源源。硬硬件件资资源源主主要要是是指指单单板板机机的的硬硬件件配配置置及及提提供供给给用用户户扩扩展展用用的的硬硬件件特特性性；软软件件资资源源主主要要指指单单板板机机的的监监控控程程序序，特特别别是是供供调调用用的的基基本本子子程程序序。对用户关系较大的资源、特点分析与选用如下：对
17、用户关系较大的资源、特点分析与选用如下：1)主要技术特性和硬件配置 （1)中央处理机为Z80CPU，晶振频率为3.9936MHz，不分频时其系统时钟为4MHz。（2)存储器共有七个24脚插座，可以插5片2k8位的6116RAM和2片2k8位的2716EPROM或者插上7片全是2716EPROM或4k8位的2732EPROM。作为车床改造的控制系统选用3片2k8位的2716EPRON和二片2k8位的6116RAM就足够了。2716的读周期是450ns，6116的读写周期小于200ns，CPU的时钟周期是250ns，所以在搭配上符合要求。监控程序固化在一片2716EPROM内，各功能模块程序存放在
18、另一片2716EPROM内，剩下的一片EPROM芯片用于存放常用零件的加工程序。这样安排的好处是更换零件加工程序时，只需更换一块芯片即可。2片6116RAM做为调试程序存放和运行程序的中间数据存放用。2023/2/192023/2/192828 （3)3)3)3)I/OI/OI/OI/O口口口口，Z80PIOZ80PIOZ80PIOZ80PIO并并并并行行行行接接接接口口口口芯芯芯芯片片片片，有有有有二二二二个个个个8 8 8 8位位位位可可可可编编编编程程程程I/OI/OI/OI/O口口口口，全全全全供供供供用用用用户户户户使使使使用用用用。这这这这里里里里将将将将A A A A口口口口做做
19、做做为为为为X X X X、Z Z Z Z轴轴轴轴进进进进给给给给系系系系统统统统步步步步进进进进脉脉脉脉冲冲冲冲的的的的输输输输出出出出口口口口，其其其其中中中中 PAPAPAPA0000PAPAPAPA2 2 2 2为为为为X X X X向向向向的的的的输输输输出出出出口口口口，PAPAPAPA3 3 3 3PAPAPAPA5 5 5 5 为为为为Z Z Z Z向向向向输输输输出出出出口口口口。B B B B口口口口为为为为位位位位控控控控方方方方式式式式，其其其其中中中中PBPBPBPB0 0 0 0PBPB3 3为为为为+X X X X、-X X X X、+Z Z Z Z、-Z Z Z
20、 Z的的的的行行行行程越位信号输入，程越位信号输入，程越位信号输入，程越位信号输入，PBPBPBPB5 5 5 5为急停信号输入，为急停信号输入，为急停信号输入，为急停信号输入，PBPBPBPB6 6 6 6、PBPBPBPB7 7 7 7为系统工作正常、报警信号输出。为系统工作正常、报警信号输出。为系统工作正常、报警信号输出。为系统工作正常、报警信号输出。（4)4)4)4)计计计计数数数数器器器器定定定定时时时时器器器器。它它它它有有有有Z80-CTCZ80-CTCZ80-CTCZ80-CTC计计计计数数数数器器器器定定定定时时时时器器器器芯芯芯芯片片片片一一一一片片片片。它它它它的的的的4
21、 4 4 4个个个个通通通通道道道道中中中中0 0 0 0#和和和和3 3 3 3#通道在应用程序中使用，其余由监控程序使用。通道在应用程序中使用，其余由监控程序使用。通道在应用程序中使用，其余由监控程序使用。通道在应用程序中使用，其余由监控程序使用。（5)5)5)5)显示器由显示器由显示器由显示器由6 6 6 6位位位位LEDLEDLEDLED构成。构成。构成。构成。（6)6)6)6)具具具具有有有有31313131个个个个键键键键的的的的键键键键盘盘盘盘，包包包包括括括括16161616个个个个数数数数字字字字键键键键、14141414个个个个命命命命令令令令键键键键及及及及一一一一个个个
22、个复复复复位位位位键键键键。足足足足够够够够控控控控制使用。另外还有制使用。另外还有制使用。另外还有制使用。另外还有S-100S-100S-100S-100总线插孔一组。总线插孔一组。总线插孔一组。总线插孔一组。2023/2/192023/2/1929292023/2/192023/2/1931315)驱动电路设计 图8.11为步进电动机驱动电路原理之一。为提高系统的抗干扰能力，在驱动电路(功率放大)与I/O口之间用光电隔离器连接。图中，由于X、Z轴步进电动机的A、B、C相控制信号输入端均接入一驱动器(跟随器)以提高驱动能力。当I/O口输出为高电平时，经驱动器后仍为高电平，此时发光二极管不发光
23、，使光电隔离器中的光敏三极管截止，则T1、T2均截止，T3、T4基加压导通，相绕组通电。反之，相绕组不通电。6)其他辅助电路为了防止机床行程越界，所以在机床上装有行程控制开关。为了防止图8.11驱动电路原理2023/2/192023/2/193232意外，装有急停按钮。因为这些开关都安装在机床上，距控制箱较远，容易产生电气干扰。为了避免这种情况发生，在电路和接口之间实行光电隔离。为了报警，还设有报警电路。当绿色的发光二极管亮时表示工作正常。当红色发光二极管亮时，表示溜板箱已到极限位置。7)控制系统软件设计为了让车床自动加工零件，必须先将人的意图，用机器所能接受的语言，编制加工程序，程序格式不同
24、，其设计方法也不同。下面以某厂生产的微机数控装置为例，对控制系统的程序设计做一简要说明。（1)加工程序的总格式。该系统在进行某段工序加工时，需将加工量以十进制的mm数送入，然后送入加工速度字、方向字等。因此，在车床进行加工之前，必须根据零件图纸给出每道工序的刀具运动方向和位移长度。根据零件材料和车床的特性以及工艺要求，给出车床的切削速度。该加工程序以四个字节至八个字节为一段程序，先以一段为开头，中间为加工程序段，最后为结尾，参看图8.12。（2)主程序。根据上面规定的加工格式，画出控制系统的主程序流程图，参看图8.13。2023/2/192023/2/193333 二二.单片机控制系统设计单片
25、机控制系统设计单片机控制系统设计单片机控制系统设计(以工作台为例以工作台为例以工作台为例以工作台为例)X-Y工作台的工作原理比较简单，X、Y向均采用步进电动机并通过齿轮减速器和丝杠传动副带动工作台沿X和Y向运动,与车床X轴、Z轴和铣床的X轴、Y轴与Z轴的传动原理相同。如对工作台的控制要求先作如下规定：步进电动机选用四相八拍，其脉冲当量为0.01mm/step；能用键盘输入命令，控制工作台的X向、Y向运动及实现其它功能，其运动范围为均为0200mm；能实时显示工作台的当前运动位置；具有越程指示报警及停止功能；采用硬件进行环形分配，字符发生及键盘扫描均由软件实现。单片机控制系统的硬件构成:现选用8
26、03l单片机芯片作为主芯片。它有P0、P1、P2、P3四个8位口，P0口可以驱动8个TTL门电路，16根地址总线由它经地址锁存器(74LS373)提供低8位A0A7,而高8位A8A15由P2口直接提供。数据总线由P0口直接提供。控制总线由P3口的第二功能状态和4根独立的控制线RESET、EA、ALE、PSEN组成。仅剩P1口可供控制外设。因此，不能满足上述控制要求，又由于8031芯片无ROM，且只有128字节的RAM也是不够用的,故也需要进行扩展。现采用8155和2764、6264芯片作为I/O口和存储器扩展芯片。显示器采用LED数码显示，从控制要求来看，需要5位数码显示，其中整数部分3位，小
27、数部分2位。其它辅助电路有复位电路、时钟电路、越位报警指示电路。延时可利用8155的定时器计数器的引脚TMRIN和TMROUT。综上所述绘制单片机(8031)控制系统工作原理图如图8.20所示。2023/2/192023/2/193434图8.20单片机控制系统工作原理2023/2/192023/2/193535 图中，单片机时钟利用内部振荡电路，在图中，单片机时钟利用内部振荡电路，在XTALXTAL1 1、XTALXTAL2 2引脚上外接定时元件，晶振可以在引脚上外接定时元件，晶振可以在1.21.2 1212MHzMHz间间任选，电容在任选，电容在5 5 3030pFpF之间，对时钟有微调作
28、用。越位之间，对时钟有微调作用。越位超程报警、指示电路，采用超程报警、指示电路，采用4 4个限位开关，一旦越位，个限位开关，一旦越位，应立即停止工作台移动。这里采用中断方式，利用应立即停止工作台移动。这里采用中断方式，利用80318031的外部中断，只要有一个开关闭合，即工作台的的外部中断，只要有一个开关闭合，即工作台的X X向或向或Y Y向有一越位，便能产生中断信号向有一越位，便能产生中断信号 。为了报警。为了报警,设置了两个发光二极管灯，一个红灯用于越位报警，设置了两个发光二极管灯，一个红灯用于越位报警，另一个为绿灯，工作正常时亮，两灯均由另一个为绿灯，工作正常时亮，两灯均由803803l
29、 l的的P P1.61.6控制。为了整体控制需要，应将控制。为了整体控制需要，应将81558155的输出端的输出端TMROUTTMROUT与与803803l l的的T T0 0端相连，且还应与步进电动机控制用环形端相连，且还应与步进电动机控制用环形分配器的分配器的CPCP端相接。端相接。2023/2/192023/2/193636 三三 XA6132XA6132型铣床的多型铣床的多CPUCPU直流伺服系统设计简介直流伺服系统设计简介根据第一节XA6132普通升降工作台卧式铣床所选定的直流伺服驱动与加工要求，所配数控装置应实现闭环(半闭环)控制；提供模拟量控制信号，接收半闭环的反馈信号；要能控制
30、三个坐标轴的运动，其中至少需同时控制两轴联动完成圆弧插补；为了在加工中可使用不同尺寸的刀具，数控装置应具有刀具的半径和长度的补偿功能，以便数控加工中按轮廓编制程序而能适应刀具尺寸的变化。为了适应将来发展的需要，数控装置应具备通讯接口。因此确定选用MTC-1M铣床数控装置。MTC-lM是三坐标2.5轴联动的铣床用多CPU数控装置。该装置除了有一般数控功能之外，还具有子程序和参数编程，特别是镜像功能，很适合具有对称轮廓工件的数控加工编程。此外，它还具有示教、录返和用RS232C通讯的功能。该数控装置还可以控制主轴转速，但由于主轴所需调速范围小，调速机会也不多，而且主轴电动机功率较大，如采用调速装置
31、将会增加不少投资，所以改造中未采用数控装置调速，而仍保留原机床上的手动机械换挡方式对主轴实行变速。2023/2/192023/2/193737由于采用现成的MTC-1M数控装置，在选配时要考虑功能需求，与伺服单元的配接，其它的输入输出控制信号及控制能力。在配接时要考虑接口的数量及参数，必要时要设计信号变换电路，在设计参考点信号的电路时，采用了光电隔离；另外为了在接近开关及其电源、引线等发生故障时，能有一定的保护，设计了逻辑检测电路。此逻辑检测电路的作用是当发生元件损坏、断线或短路时发出信号，产生紧急停机的作用。为了能用一般的8位微处理器芯片完成插补运算，而且还要监控键盘，对显示屏幕的不断刷新等
32、，系统采用了多CPU结构。多CPU结构是数控系统为了适应功能强、速度快、分辨力高而发展起来的很有生命力的结构型式。图8.21数控装置采用三个CPU，分别是中央CPU，显示和键盎管理CPU以及插补和输入/输出CPU。中央CPU起主要控制作用，负责数控程序的编辑、数控程序段的译码预处理、刀具半径补偿的计算、机器和刀具参数编辑与诊断处理，按键信号监控处理等，并且要协调另两个CPU的同步工作。显示CPU主要功能是按照中央CPU送来的显示命令和显示内容，组成相应的显示页面，负责产生CRT显示器所需要的视频扫描信号，控制显示器按规定的显示方式显示有关信息。此外，扫描键盘，将接受的键盘和开关信号经译码后送给
33、中央CPU进行相应处理。插补CPU主要进行插补运算，发生伺服躯动所需的控制信号，接收测量元件的反馈信号，实现速度和位置的控制。此外，对输入输出信号进行控制，并完成RS232C通讯功能。插补CPU接收中央CPU送来的程2023/2/192023/2/193838序段信息和其它命令，并返回插补完成情况及出错信号。为了完成信息交换，中央CPU与显示CPU之间，中央CPU与插补CPU之间分别设置了公用存储区。以中央CPU与插补CPU之间数据交换为例，为了避免两个CPU同时存取公用存储区而发生冲突，需要采取措施。为了简化线路和控制，该设计方案采取借用Z80CPU所具备的总线请求和响应的功能，以中央CPU
34、为主控，当中央CPU需要时，通过I/O口，由芯片8255的输出向插补CPU的总线请求发出信号。插补CPU返回响应信号后，也经由8255，从输入口传给中央CPU。中央CPU接到响应信号后打开74LS244和74LS245总线驱动器的门，使中央CPU的地址信号送达插补CPU的存储区，数据得以传送。在 地 址 分 配 上，为 了 减 少 芯 片 数，插 补 CPU所 用 的 ROM采 用 2片EPROM2764，用74LSl38完成片选，由三根地址线译码后，每个输出Y端控制8k存储区。2片2764占低地址区。但RAM只需2k(包括公用存储区)，设计中把公用存储区放在最高地址区，为了精确的选址，又加了
35、74LSl39，进一步用选定RAM的地址为0F800H0FFFFH。输入/输出采用8255，每片可以有24个端口作为输入输出用。对伺服驱动单元的控制模拟量信号采用DAC0830数模转换。为了实现正反转控制，采用2级放大，可输出l0V控制信号。由于数控装置在使用RS232C通讯功能时不做其它工作，为了简化结构，利用8255的一个输入端口和一个输出端口，用软件实现串行数据通讯。I/O的地址分配，由于I/O片不多，为简化线路减少芯片数，地址译码输入只用了5根地址线，输出分别给CTC，2片8255和4片DAC0830共7个芯片，其中CTC和8255每个口有2个地址，而DAC0830有8个地址。该系统的
36、软件设计采用模块化设计，参看图8.22主程序框图。2023/2/192023/2/193939习题与思考题8-1采用“微机”实现传统机床的机电一体化改造的方法有哪两种。8-2C620-1、CA6140车床机电一体化改造的原理方案分析。8-3为何说传统切削机床的机电一体化改造大大简化了其机械传动系统。8-4了解一、两种自动转位刀架的工作原理。8-5在对传统机械加工机床进行机电一体化改造之前，首先要选择机床的哪些性能指标。8-6在对传统机械加工机床进行机电一体化改造时，对进给系统必须作怎样的设计计算。8-2023/2/192023/2/194040n n8-7 8-7 在对传统机械加工机床进行机电一体化改造时，为什在对传统机械加工机床进行机电一体化改造时，为什么最好应根据实际需要所选定的机床所限用的最大切削用么最好应根据实际需要所选定的机床所限用的最大切削用量进行计算。量进行计算。n n8-8 8-8 以以X52KX52K立式铣床为例，分析并绘制其进给系统传动立式铣床为例，分析并绘制其进给系统传动系统改造的方案。系统改造的方案。n n8-9 8-9 分析图分析图8.108.10和图和图8.208.20所示控制系统工作原理图中存所示控制系统工作原理图中存储器及储器及I/OI/O口的扩展方法。口的扩展方法。2023/2/192023/2/194141