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單片機(jī) 單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī) 是把中央處理器 存儲(chǔ)器 定時(shí) 計(jì)數(shù)器 輸入 輸出接口都集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī) 與應(yīng)用在個(gè)人電腦中的 通用型微處理器相比 它更強(qiáng)調(diào)自供應(yīng) 不用外接硬件 和節(jié)約成本 它的最 大優(yōu)點(diǎn)是體積小 可放在儀表內(nèi)部 但存儲(chǔ)量小 輸入輸出接口簡(jiǎn)單 功能較 低 由于其發(fā)展非常迅速 舊的單片機(jī)的定義已不能滿足 所以在很多應(yīng)用場(chǎng) 合被稱(chēng)為范圍更廣的微控制器 但是目前在中國(guó)大陸仍多沿用 單片機(jī) 的稱(chēng)呼 絕大多數(shù)現(xiàn)在的單片機(jī)都是基于馮 諾伊曼結(jié)構(gòu)的 這種結(jié)構(gòu)清楚地定義了 嵌入式系統(tǒng)所必需的四個(gè)基本部分 一個(gè)中央處理器核心 程序存儲(chǔ)器 只讀 存儲(chǔ)器或者閃存 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 隨機(jī)存儲(chǔ)器 一個(gè)或者更多的定時(shí) 計(jì)時(shí)器 還有用來(lái)與外圍設(shè)備以及擴(kuò)展資源進(jìn)行通信的輸入 輸出端口 所有這些都被 集成在單個(gè)集成電路芯片上 說(shuō)單片機(jī)與通用型中央處理單元芯片不同是因?yàn)?前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作計(jì)算機(jī) 這樣就可以很容 易的把單片機(jī)系統(tǒng)植入裝置內(nèi)部來(lái)控制裝置了 近年來(lái)為了在指令和數(shù)據(jù)上使 用不同的字寬 并提高處理器流水線速度 哈佛結(jié)構(gòu)在微控制器和 DSP 也逐漸 得到了廣泛的應(yīng)用 傳統(tǒng)的微處理器是不允許這么做的 它要完成單片機(jī)的工作 就必須連接 一些其他芯片 比如說(shuō) 因?yàn)槠蠜](méi)有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 就必須要添加一些 RAM 的存儲(chǔ)芯片 雖然所添加存儲(chǔ)器的容量很靈活 但是至少還是要添加 另外還 需要添加很多連線來(lái)傳遞芯片之間的數(shù)據(jù) 比如 一個(gè)典型的微控制器只需要 一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生器和很少的 RAM 和 ROM 或者 EPROM E2PROM 就可以在軟 件和晶振下工作了 同時(shí) 微控制器具有豐富的輸入輸出設(shè)備 像是模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換 ADC 定時(shí)器 串口或者其他串行通訊接口 比如 I2C 串行外圍接口 SPI 控制器局域網(wǎng) 通常 這些繼承在內(nèi)部的設(shè)備可以通過(guò)特殊的指令來(lái)操 作 一些現(xiàn)代的微控制器支持一些內(nèi)建的高級(jí)編程語(yǔ)言 比如 BASIC 語(yǔ)言 早期的單片機(jī)都是 8 位或 4 位的 其中最成功的是 INTEL 的 8031 因?yàn)?簡(jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng) 此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列 單片機(jī)系統(tǒng) 基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用 隨著工業(yè)控 制領(lǐng)域要求的提高 開(kāi)始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī) 但因?yàn)樾詢(xún)r(jià)比不理想并未得到很 廣泛的應(yīng)用 90 年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展 單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提 高 隨著 INTEL i960 系列特別是后來(lái)的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用 32 位單片機(jī)迅 速取代 16 位單片機(jī)的高端地位 并且進(jìn)入主流市場(chǎng) 而傳統(tǒng)的 8 位單片機(jī)的性 能也得到了飛速提高 處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍 目前 高端的 32 位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò) 300MHz 性能直追 90 年代中期的專(zhuān)用處理器 而普通 的型 號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1 美元 最高端的型號(hào)也只有 10 美元 當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已 經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用 大量專(zhuān)用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在 全系列的單片機(jī)上 而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以 直接使用專(zhuān)用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) 單片機(jī)比專(zhuān)用處理器最適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng) 因此它得到了最多的應(yīng)用 事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī) 現(xiàn)代人類(lèi)生活中所用的幾乎每件電 子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī) 手機(jī) 電話 計(jì)算器 家用電器 電子玩 具 掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 1 2 部單片機(jī) 而個(gè)人電腦中也會(huì) 有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作 汽車(chē)上一般配備 40 多部單片機(jī) 復(fù)雜的工業(yè)控制 系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作 單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò) PC 機(jī) 和其他計(jì)算的綜合 甚至比人類(lèi)的數(shù)量還要多 單片機(jī)學(xué)習(xí)應(yīng)中的五大重要部分 一 總線 我們知道 一個(gè)電路總是由元器件通過(guò)電線連接而成的 在模 擬電路中 連線并不成為一個(gè)問(wèn)題 因?yàn)楦髌骷g一般是串行關(guān)系 各器件之 間的連線并不很多 但計(jì)算機(jī)電路卻不一樣 它是以微處理器為核心 各器件 都要與微處理器相連 各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào) 所以就需要的連線就 很多了 如果仍如同模擬電路一樣 在各微處理器和各器件間單獨(dú)連線 則線 的數(shù)量將多得驚人 所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念 各個(gè)器件共同享用 連線 所有器件的 8 根數(shù)據(jù)線全部接到 8 根公用的線上 即相當(dāng)于各個(gè)器件并 聯(lián)起來(lái) 但僅這樣還不行 如果有兩個(gè)器件同時(shí)送出數(shù)據(jù) 一個(gè)為 0 一個(gè)為 1 那么 接收方接收到的究竟是什么呢 這種情況是不允許的 所以要通過(guò)控 制線進(jìn)行控制 使器件分時(shí)工作 任何時(shí)候只能有一個(gè)器件發(fā)送數(shù)據(jù) 可以有 多個(gè)器件同時(shí)接收 器件的數(shù)據(jù)線也就被稱(chēng)為數(shù)據(jù)總線 器件所有的控制線 被稱(chēng)為控制總線 在單片機(jī)內(nèi)部或者外部存儲(chǔ)器及其它器件中有存儲(chǔ)單元 這 些存儲(chǔ)單元要被分配地址 才能使用 分配地址當(dāng)然也是以電信號(hào)的形式給出 的 由于存儲(chǔ)單元比較多 所以 用于地址分配的線也較多 這些線被稱(chēng)為地 址總線 二 數(shù)據(jù) 地址 指令 之所以將這三者放在一起 是因?yàn)檫@三者的本質(zhì) 都是一樣的 數(shù)字 或者說(shuō)都是一串 0 和 1 組成的序列 換言之 地址 指 令也都是數(shù)據(jù) 指令 由單片機(jī)芯片的設(shè)計(jì)者規(guī)定的一種數(shù)字 它與我們常用 的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 不可以由單片機(jī)的開(kāi)發(fā)者更改 地址 是尋找單片機(jī)內(nèi)部 外部的存儲(chǔ)單元 輸入輸出口的依據(jù) 內(nèi)部單元的地址值 已由芯片設(shè)計(jì)者規(guī)定好 不可更改 外部的單元可以由單片機(jī)開(kāi)發(fā)者自行決定 但有一些地址單元是一定要有的 詳見(jiàn)程序的執(zhí)行過(guò)程 數(shù)據(jù) 這是由微處 理機(jī)處理的對(duì)象 在各種不同的應(yīng)用電路中各不相同 一般而言 被處理的數(shù) 據(jù)可能有這么 幾種情況 1 地址 如 MOV DPTR 1000H 即地址 1000H 送入 DPTR 2 方式字或控制字 如 MOV TMOD 3 3 即是控制字 3 常數(shù) 如 MOV TH0 10H 10H 即定時(shí)常數(shù) 4 實(shí)際輸出值 如 P1 口接彩燈 要燈全亮 則執(zhí)行指令 MOV P1 0FFH 要燈全暗 則執(zhí)行指令 MOV P1 00H 這里 0FFH 和 00H 都是實(shí)際輸出值 又如用于 LED 的字形碼 也是實(shí)際輸出的值 理解了地址 指令的本質(zhì) 就不難理解程序運(yùn)行過(guò)程中為什么會(huì)跑飛 會(huì) 把數(shù)據(jù)當(dāng)成指令來(lái)執(zhí)行了 三 P0 口 P2 口和 P3 的第二功能用法 初學(xué)時(shí)往往對(duì) P0 口 P2 口和 P3 口的第二功能用法迷惑不解 認(rèn)為第二功能和原功能之間要有一個(gè)切換的過(guò)程 或者說(shuō)要有一條指令 事實(shí)上 各端口的第二功能完全是自動(dòng)的 不需要用指 令來(lái)轉(zhuǎn)換 如 P3 6 P3 7 分別是 WR RD 信號(hào) 當(dāng)微片理機(jī)外接 RAM 或有外 部 I O 口時(shí) 它們被用作第二功能 不能作為通用 I O 口使用 只要一微處理 機(jī)一執(zhí)行到 MOVX 指令 就會(huì)有相應(yīng)的信號(hào)從 P3 6 或 P3 7 送出 不需要事先 用指令說(shuō)明 事實(shí)上 不能作為通用 I O 口使用 也并不是 不能 而是 使用者 不會(huì) 將其作為通用 I O 口使用 你完全可以在指令中按排一條 SETB P3 7 的指 令 并且當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行到這條指令時(shí) 也會(huì)使 P3 7 變?yōu)楦唠娖?但使用者不會(huì) 這么去做 因?yàn)檫@通常這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰 四 程序的執(zhí)行過(guò)程 單片機(jī)在通電復(fù)位后 8051 內(nèi)的程序計(jì)數(shù)器 PC 中的值為 0000 所以程序總是從 0000 單元開(kāi)始執(zhí)行 也就是說(shuō) 在系統(tǒng)的 ROM 中一定要存在 0000 這個(gè)單元 并且在 0000 單元中存放的一定是一條指 令 五 堆棧 堆棧是一個(gè)區(qū)域 是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的 這個(gè)區(qū)域本身沒(méi)有任何 特殊之處 就是內(nèi)部 RAM 的一部份 特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式 即 所謂的 先進(jìn)后出 后進(jìn)先出 并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令 即 PUSH 和 POP 有一個(gè)特殊的專(zhuān)為其服務(wù)的單元 即堆棧指針 SP 每當(dāng)執(zhí)一次 PUSH 指令時(shí) SP 就 在原值的基礎(chǔ)上 自動(dòng)加 1 每當(dāng)執(zhí)行一次 POP 指令 SP 就 在原值的基礎(chǔ)上 自動(dòng)減 1 由于 SP 中的值可以用指令加以改變 所以只要 在程序開(kāi)始階段更改了 SP 的值 就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的內(nèi)存單元中 如 在程序開(kāi)始時(shí) 用一條 MOV SP 5FH 指令 就時(shí)把堆棧設(shè)置在從內(nèi)存單元 60H 開(kāi)始的單元中 一般程序的開(kāi)頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令 因?yàn)?開(kāi)機(jī)時(shí) SP 的初始值為 07H 這樣就使堆棧從 08H 單元開(kāi)始往后 而 08H 到 1FH 這個(gè)區(qū)域正是 8031 的第二 三 四工作寄存器區(qū) 經(jīng)常要被使用 這會(huì)造 成數(shù)據(jù)的混亂 不同作者編寫(xiě)程序時(shí) 初始化堆棧指令也不完全相同 這是作 者的習(xí)慣問(wèn)題 當(dāng)設(shè)置好堆 棧區(qū)后 并不意味著該區(qū)域成為一種專(zhuān)用內(nèi)存 它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一 樣使用 只是一般情況下編程者不會(huì)把它當(dāng)成普通內(nèi)存用 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院 文獻(xiàn)綜述 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 基于單片機(jī)控制 X Y 工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 歐陽(yáng)昌馳 學(xué) 號(hào) 08315114 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械電子工程 系 別 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師 萬(wàn)智輝 教學(xué)科研部 二 一一年 九月 前言 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化 使制造業(yè)成為工業(yè) 化的象征 而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大 它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一 些重要行業(yè) IT 汽車(chē) 輕工 醫(yī)療等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用 從目前世 界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)來(lái)看 其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面 1 高速 高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì) 效率 質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體 高速 高精加工技術(shù)可極大地提高效 率 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次 縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 從 EMO2001 展會(huì)情況來(lái)看 高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá) 80m min 甚至更高 空運(yùn)行速度可 達(dá) 100m min 左右 目前世界上許多汽車(chē)廠 包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司 已經(jīng) 采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床 在加工精度方面 近 10 年來(lái) 普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10 提高到 5 精密級(jí)加工中心則從um 3 5 提高到 1 1 5 并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí) 0 1 為umu um 了實(shí)現(xiàn)高速 高精加工 與這配套的功能部件如電主軸 直線電機(jī)得到了快速的 發(fā)展 應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大 2 智能化 開(kāi)放式 網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) 21 世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控 系統(tǒng)中的各個(gè)方面 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 如加工過(guò)程的自 適應(yīng)控制 工藝參數(shù)自動(dòng)生成 為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化 如前饋 控制 電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算 自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型 自整定等 數(shù)控 系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路 所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng) 的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上 面向機(jī)床廠家和最終用戶(hù) 通過(guò)改變 增加或 剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象 數(shù)控功能 形成系列化 并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技訣竅 集成到控制系統(tǒng)中 快速實(shí)現(xiàn)不同品種 不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 形成具有 鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品 目前開(kāi)放數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范 通信規(guī)范 配置規(guī) 范 運(yùn)行平臺(tái) 數(shù)控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究 的核心 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn) 數(shù)控裝 備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線 制造系統(tǒng) 制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求 也是 實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造 虛擬企業(yè) 全球制造的基礎(chǔ)單元 反映了數(shù)控 機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì) 1 X Y 數(shù)控工作臺(tái)簡(jiǎn)介 X Y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 實(shí)現(xiàn)方便而 且能夠保證一定的精度 降低成本 是單片機(jī)控制技術(shù)的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用 它充分的 利用了單片機(jī)的軟件硬件功能以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制 使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大 精 度和可靠性進(jìn)一步得到提高 本課題研究涉及機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制圖 機(jī)電一體化 單片機(jī)工作原理 數(shù)控技術(shù)等方面的相關(guān)內(nèi)容 2 單片機(jī)的基本概念 單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器 它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 而是把一個(gè)計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)完整的集成在電路芯片上 盡管他的大部分功能集成在一 塊小芯片上 但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件 具有數(shù)據(jù)處理 能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 只讀存儲(chǔ)器 ROM 多種 I O 口和中 斷系統(tǒng) 定時(shí)器 計(jì)時(shí)器等功能 3 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 單片機(jī)組成 中央處理器 存儲(chǔ)器 I O設(shè)備 2 存儲(chǔ)器 物理實(shí)質(zhì)是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入 輸出和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的集 成電路 用于充當(dāng)設(shè)備緩存或保存固定的程序及數(shù)據(jù) A ROM 只讀存儲(chǔ)器 一般用于存放固定的程序或數(shù)據(jù)表格等 數(shù)據(jù)在掉電 后仍然會(huì)保留下來(lái) B RAM 隨機(jī)存儲(chǔ)器 用于暫存程序和數(shù)據(jù) 中間計(jì)算結(jié)果 或用作堆棧用 等 數(shù)據(jù)在掉電后就會(huì)丟失 3 I O端口 單片機(jī)與外界聯(lián)系的通道 它可以對(duì)各類(lèi)外部信號(hào) 開(kāi)關(guān)量 模擬量 頻率信號(hào) 進(jìn)行檢測(cè) 判斷 處理 并可控制各類(lèi)外部設(shè)備 現(xiàn)在的 單 1 片機(jī) I O 口已經(jīng)集成了更多的特性和功能 對(duì) I O 端口的功能進(jìn)行了拓展 和復(fù)用 例如外部中斷 ADC 檢測(cè)以及 PWM 輸出等等 4 單片機(jī)的工作原理 單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程 也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程 即 一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程 所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命 令的形式寫(xiě)下來(lái) 這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的 一條指令對(duì)應(yīng) 著一種基本操作 單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令 就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng) 不 同種類(lèi)的單片機(jī) 其指令系統(tǒng)亦不同 為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù) 必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令 這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí) 行的指令 這一系列指令的集合就成為程序 程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功 能的部件 存儲(chǔ)器中 存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元 最小的存儲(chǔ)單位 組成 就 像大樓房有許多房間組成一樣 指令就存放在這些單元里 單元里的指令取出 并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣 每一個(gè)存儲(chǔ) 單元也必須被分配到唯一的地址號(hào) 該地址號(hào)稱(chēng)為存儲(chǔ)單元的地址 這樣只要 知道了存儲(chǔ)單元的地址 就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元 其中存儲(chǔ)的指令就可以被 取出 然后再被執(zhí)行 程序通常是順序執(zhí)行的 所以程序中的指令也是一條條 順序存放的 單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行 必 須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址 這一部件就是程序計(jì)數(shù)器 PC 包含在 CPU 中 在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí) 給 PC 賦以程序中第一條指令所在的地址 然后 取得每一條要執(zhí)行的命令 PC 在中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加 增加量由本條指令長(zhǎng) 度決定 可能是 1 2 或 3 以指向下一條指令的起始地址 保證指令順序執(zhí)行 5 數(shù)控銑床的主要功能 1 點(diǎn)位控制功能 數(shù)控銑床的點(diǎn)位控制主要用于工件的孔加工 如中心鉆定位 鉆孔 擴(kuò)孔 锪孔 鉸孔和鏜孔等各種孔加工操作 2 連續(xù)控制功能 通過(guò)數(shù)控銑床的直線插補(bǔ) 圓弧插補(bǔ)或復(fù)雜的曲線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng) 銑削加工工件的平面和曲面 3 刀具半徑補(bǔ)償功能 如果直接按工件輪廓線編程 在加工工件內(nèi)輪廓時(shí) 實(shí)際輪廓線將大了一個(gè)刀具半徑值 在加工工件外輪廓時(shí) 實(shí)際輪廓線又小了一個(gè)刀具 半徑值 使用刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒?數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡 使刀具中心偏 離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值 從而加工出符合圖紙要求的輪廓 利用刀具半徑補(bǔ)償?shù)?功能 改變刀具半徑補(bǔ)償量 還可以補(bǔ)償?shù)毒吣p量和加工誤差 實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的粗加 工和精加工 4 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能 改變刀具長(zhǎng)度的補(bǔ)償量 可以補(bǔ)償?shù)毒邠Q刀后的長(zhǎng)度偏差 值 還可以改變切削加工的平面位置 控制刀具的軸向定位精度 固定循環(huán)加工功能 應(yīng)用固定循環(huán)加工指令 可以簡(jiǎn)化加工程序 減少編程的工作量 5 子程序功能 如果加工工件形狀相同或相似部分 把其編寫(xiě)成子程序 由主程 序調(diào)用 這樣簡(jiǎn)化程序結(jié)構(gòu) 引用子程序的功能使加工程序模塊化 按加工過(guò)程的工 序分成若干個(gè)模塊 分別編寫(xiě)成子程序 由主程序調(diào)用 完成對(duì)工件的加工 這種模 塊式的程序便于加工調(diào)試 優(yōu)化加工工藝 6 特殊功能 在數(shù)控銑床上配置仿形軟件和仿形裝置 用傳感器對(duì)實(shí)物掃描及采 集數(shù)據(jù) 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后自動(dòng)生成 NC 程序 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的仿形加工 實(shí)現(xiàn)反向 加工工程 總之 配置一定的軟件和硬件之后 能夠擴(kuò)大數(shù)控銑床的使用功能 6 數(shù)控銑床加工范圍 平面加工 數(shù)控機(jī)床銑削平面可以分為對(duì)工件的水平面 XY 加工 對(duì)工件的正平 面 XZ 加工和對(duì)工件的側(cè)平面 YZ 加工 只要使用兩軸半控制的數(shù)控銑床就能完成這 樣平面的銑削加工 2 曲面加工 如果銑削復(fù)雜的曲面則需要使用三軸甚至更多軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床 7 數(shù)控銑床的裝備 1 夾具 數(shù)控銑床的通用夾具主要有平口鉗 磁性吸盤(pán)和壓板裝置 對(duì)于加 工中 大批量或形狀復(fù)雜的工件則要設(shè)計(jì)組合夾具 如果使用氣動(dòng)和液壓夾具 通過(guò) 程序控制夾具 實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)裝缷 則能進(jìn)一步提高工作效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 2 刀具 常用的銑削刀具有立銑刀 端面銑刀 成形銑刀和孔加工刀具 參考文獻(xiàn) 1 尹志強(qiáng) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 2 文懷興 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計(jì) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 3 王潤(rùn)孝 機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng) M 西安 西北工業(yè)大學(xué)出版社 2004 4 徐元昌 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 5 于金 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐 M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 6 周開(kāi)勤 機(jī)械零件手冊(cè) M 北京 高等教育出版社 2001 7 濮良貴 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版社 2005 8 杜國(guó)臣 機(jī)床數(shù)控技術(shù) M 北京 北京大學(xué)出版社 2006 9 張訓(xùn)文 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 M 北京 北京理工大學(xué)出版社 2006 10 趙丁選 機(jī)電一體化使用手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社社 2003 11 汪道輝 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐 M 北京 電子工業(yè)出版社 2006 12 張大明 彭旭昀 單片微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006 13 Bollingen John G Computer Contol of Machines and Processes USA Addison Wesley Publishing Company 1988 14 Charles L Harbor Feedback Control Systems Prentice Hall Inc 1988 畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告 實(shí)習(xí)是每一個(gè)畢業(yè)生必經(jīng)的一段經(jīng)歷 它使我們?cè)趯?shí)踐中了解社會(huì) 鞏固知識(shí) 實(shí)習(xí) 又是對(duì)每一位畢業(yè)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一種檢驗(yàn) 它讓我們學(xué)到了很多在課堂上根本學(xué)不到的知 識(shí) 既開(kāi)闊了視野 又增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí) 為我們真正走向社會(huì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 也是我們走 向工作崗位的第一步 實(shí)習(xí)單位介紹 中航工業(yè)江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 簡(jiǎn)稱(chēng)中航工業(yè)洪都 是新中國(guó)第一架飛機(jī)的誕生地 創(chuàng)建于1951年 原名為南昌飛機(jī)制造公司 前身為國(guó)營(yíng)洪 都機(jī)械廠 為我國(guó) 一五 時(shí)期156項(xiàng)重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一 根據(jù)企業(yè)發(fā)展的需要 1998年改 制組建了以洪都集團(tuán)公司為核心 擁有24個(gè)成員企業(yè)和1個(gè)國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心 是集科研 生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)為一體的大型企業(yè)集團(tuán) 企業(yè)現(xiàn)隸屬于中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司 擁有員工萬(wàn)余 人 是國(guó)家重點(diǎn)支持的520家大型企業(yè)和國(guó)家 重合同守信用 企業(yè)之一 實(shí)習(xí)過(guò)程介紹 1 了解過(guò)程 剛進(jìn)入公司的時(shí)候 車(chē)間里的一切對(duì)我來(lái)說(shuō)都是陌生的 車(chē)間里的工作環(huán)境也不怎么 好 呈現(xiàn)在眼前的一幕幕讓人的心中不免有些茫然 即將在這較艱苦的環(huán)境中工作3個(gè)月 第一天進(jìn)入車(chē)間開(kāi)始工作時(shí) 所在小組的組長(zhǎng) 技術(shù)員給我安排工作任務(wù) 分配給我的任 務(wù)是先熟悉 CAD 和 UG 軟件的應(yīng)用 并了解機(jī)床的一些基本操作 然后按照技術(shù)員教我的 方法 運(yùn)用操作工具開(kāi)始慢慢學(xué)著加工該產(chǎn)品 在加工的同時(shí)注意操作流程及有關(guān)注意事 項(xiàng)等 畢業(yè)實(shí)習(xí)的第一天 我就在這初次的工作崗位上加工產(chǎn)品 體驗(yàn)首次在社會(huì)上工作 的感覺(jué) 在工作的同時(shí)慢慢熟悉車(chē)間的工作環(huán)境 一開(kāi)始我對(duì)車(chē)間里的各項(xiàng)規(guī)章制度 安全生產(chǎn)操作規(guī)程及工作中的相關(guān)注意事項(xiàng)等都 不是很了解 于是我便閱讀實(shí)習(xí)單位下發(fā)給我們的員工手冊(cè) 向小組里的員工同事請(qǐng)教了 解工作的相關(guān)事項(xiàng) 通過(guò)他們的幫助 我對(duì)車(chē)間的情況及開(kāi)機(jī)生產(chǎn)產(chǎn)品 加工產(chǎn)品等有了 一定的了解 車(chē)間的工作實(shí)行五天八小時(shí)制 車(chē)間的所有員工都必須遵守該上 下班制度 2 摸索過(guò)程 經(jīng)過(guò)幾天工作后 開(kāi)始慢慢能適應(yīng)這個(gè)全新的工作環(huán)境 工作期間每天按時(shí)到廠上班 上班工作之前先到指定地點(diǎn)等待小組組長(zhǎng)集合員工開(kāi)會(huì)強(qiáng)調(diào)工作中的有關(guān)事項(xiàng) 同時(shí)給我 們分配工作任務(wù) 明確工作任務(wù)后 則要做一下工作前的準(zhǔn)備工作 于是我便到我們小組 的工具存放區(qū)找來(lái)一些工作中需要用到的相關(guān)用具 在機(jī)臺(tái)位置上根據(jù)員工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)上 的操作流程進(jìn)行正常作業(yè) 另外在工作中 機(jī)器生產(chǎn)出的產(chǎn)品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常 出現(xiàn)上述 情況時(shí) 要及時(shí)告知小組組長(zhǎng) 技術(shù)員 讓他們幫助解決出現(xiàn)的問(wèn)題 小組長(zhǎng) 技術(shù)員通 過(guò)對(duì)機(jī)器的調(diào)節(jié)讓生產(chǎn)出的產(chǎn)品恢復(fù)正常 符合檢驗(yàn)的要求 在工作期間有些產(chǎn)品的加工難度較大 剛開(kāi)始加工起來(lái)還真棘手的 加工效率不高 加工出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量也不怎么的 讓人苦惱的 于是我便向小組里的員工同事交流 向他 們請(qǐng)教簡(jiǎn)單快速的加工方法與技巧 運(yùn)用他們介紹的操作方法技巧慢慢學(xué)著加工這有難度 的產(chǎn)品 從中體會(huì)加工產(chǎn)品的效果 同時(shí)在加工中選擇適合的加工工具 也有利于提高工 作的效率 在平時(shí)工作過(guò)程中也要不斷摸索出生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的有效方法和技巧 有時(shí)在 開(kāi)關(guān)機(jī)生產(chǎn) 加工產(chǎn)品時(shí) 對(duì)產(chǎn)品應(yīng)該怎樣包裝不明白 此時(shí) 我便向員工同事學(xué)習(xí) 向 他們請(qǐng)教正確效率的生產(chǎn)加工方式 另外也可以詢(xún)問(wèn)評(píng)管 質(zhì)檢員 按評(píng)管提供的要求進(jìn) 行生產(chǎn)加工 3 實(shí)際操作 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間開(kāi)機(jī)生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的學(xué)習(xí) 我對(duì)車(chē)間產(chǎn)品的零件制圖 生產(chǎn)加工的整 個(gè)流程已有了一個(gè)較詳細(xì)的了解與熟悉 對(duì)有些常加工的產(chǎn)品也比較熟悉了 對(duì)不良產(chǎn)品 的識(shí)別力也有所提高了 生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的效率也在不斷提高 上班期間 聽(tīng)從小組長(zhǎng)的 安排 接受小組長(zhǎng)分配的工作任務(wù) 在自己的工作區(qū)認(rèn)真地進(jìn)行作業(yè) 當(dāng)出現(xiàn)一些小的問(wèn) 題和困難時(shí) 先自己嘗試著去解決 而當(dāng)問(wèn)題較大自己獨(dú)自難以解決時(shí) 則向小組長(zhǎng) 技 術(shù)員反映情況 請(qǐng)求他們幫助解決 在他們的幫助下 出現(xiàn)的問(wèn)題很快就被解決了 我有 時(shí)也學(xué)著運(yùn)用他們的方法與技巧去處理些稍簡(jiǎn)單的問(wèn)題 慢慢提高自己解決處理問(wèn)題的能 力 在解決處理問(wèn)題的過(guò)程中也不斷摸索出解決機(jī)器小故障的方法途徑 這樣從而讓我在 工作時(shí)的自信心不斷增強(qiáng) 對(duì)工作的積極性也有所提高 在所開(kāi)的機(jī)器不出現(xiàn)大的故障的情況下 在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡自己的努力提高 工作的效率 盡量讓生產(chǎn)出的產(chǎn)品數(shù)量達(dá)到班產(chǎn)要求的數(shù)量 以便完成生產(chǎn)任務(wù) 每次下 班之前 將自己工作區(qū)域內(nèi)的衛(wèi)生打掃干凈 垃圾放入垃圾袋中并放到相應(yīng)的位置 把工 作桌面和地面上的物品用具收拾擺放好 實(shí)習(xí)體會(huì) 在實(shí)習(xí)過(guò)程中 我充分的了解到實(shí)踐的重要性 通過(guò)學(xué)習(xí) 對(duì)自己專(zhuān)業(yè)有了更為詳盡 而深刻的了解 也是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的鞏固與運(yùn)用 從這次實(shí)踐中 我體會(huì)到了實(shí)際的工 作與書(shū)本上的知識(shí)是有一定距離的 并且需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí) 只有把學(xué)到的理論知識(shí)和具 體的實(shí)踐工作相結(jié)合 我們才能更好的為公司乃至社會(huì)服務(wù) 對(duì)學(xué)校開(kāi)設(shè)課程的建議 在校學(xué)生往往重視理論課的學(xué)習(xí) 而忽視實(shí)際動(dòng)手操作能力的培養(yǎng) 學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)各種 實(shí)驗(yàn)課 實(shí)踐課 增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力 學(xué)校的教育 對(duì)理論知識(shí)的教育是很豐富和完善的 但在實(shí)踐操作方面 則缺乏深入 系統(tǒng)的教育 使得學(xué)生的動(dòng)手能力不是很強(qiáng) 學(xué)校應(yīng)在這方面完善 實(shí)習(xí)收獲 實(shí)習(xí)期間 我對(duì)實(shí)習(xí)工廠的車(chē)間生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的整個(gè)操作流程有一個(gè)較完整的了解 和熟悉 實(shí)習(xí)中 我拓寬了自己的知識(shí)面 學(xué)習(xí)了很多學(xué)校以外的知識(shí) 甚至在學(xué)校難以 學(xué)到的東西 我學(xué)會(huì)了運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決處理簡(jiǎn)單問(wèn)題的方法與技巧 學(xué)會(huì)了與員工同 事相處溝通的有效方法途徑 積累了處理人際關(guān)系問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)方法 同時(shí)我體驗(yàn)到了社會(huì) 工作的艱苦性 通過(guò)實(shí)習(xí) 讓我在社會(huì)中磨練了自己 也鍛煉了意志力 訓(xùn)練了自己的動(dòng) 手操作能力 提升了自己的實(shí)踐技能 積累了社會(huì)工作的簡(jiǎn)單經(jīng)驗(yàn) 為以后工作也打下了 一點(diǎn)基礎(chǔ) 東華理工大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 基于單片機(jī)控制 X Y 工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 歐陽(yáng)昌馳 學(xué) 號(hào) 08315114 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械電子工程 系 別 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師 萬(wàn)智輝 教學(xué)科研部 二 一一年 九月 1 課題研究的意義 國(guó)內(nèi)外有關(guān)本課題的研究動(dòng)態(tài)和自己的見(jiàn)解 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的滲透 促進(jìn)了工程領(lǐng)域的技 術(shù)改革 由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展并被機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用從而形成了機(jī)電 一體化 使得機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 技術(shù)結(jié)構(gòu) 功能和生產(chǎn)管理體系發(fā)生了巨大的變化 也使得工業(yè)生產(chǎn)從 機(jī)械電氣化 邁進(jìn)了 機(jī)電一體化 的發(fā)展階段 X Y 數(shù)控工作臺(tái)是很多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件 比如數(shù)控銑床 數(shù)控鉆床的 X Y 工作臺(tái) X Y 數(shù)控工作臺(tái)通常是由導(dǎo)軌座 移動(dòng)滑塊 滾珠絲桿螺母副及伺服電動(dòng)機(jī)等部 件構(gòu)成 伺服電動(dòng)機(jī)主要是用于驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿 滾珠絲桿螺母驅(qū)動(dòng)滑塊和工作臺(tái)在指定的 導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng) 從而完成工作臺(tái)在 XY 兩個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)在大部分使用的數(shù)控銑床都是集機(jī)械制造 自動(dòng)控制 電子技術(shù) 傳感技術(shù) 計(jì)算 機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品 2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化 使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征 而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大 它對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè) IT 汽車(chē) 輕工 醫(yī)療等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的作用 從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì) 來(lái)看 其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面 1 高速 高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢(shì) 效率 質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體 高速 高精加工技術(shù)可極大地提高效率 提高產(chǎn)品 的質(zhì)量和檔次 縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 從 EMO2001 展會(huì)情況來(lái)看 高速加工 中心進(jìn)給速度可達(dá) 80m min 甚至更高 空運(yùn)行速度可達(dá) 100m min 左右 目前世界上許多 汽車(chē)廠 包括我國(guó)的上海通用汽車(chē)公司 已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組 合機(jī)床 在加工精度方面 近 10 年來(lái) 普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10 提高到 5 精um 密級(jí)加工中心則從 3 5 提高到 1 1 5 并且超精密加工精度已開(kāi)始進(jìn)入納米級(jí) 0 1umu 為了實(shí)現(xiàn)高速 高精加工 與這配套的功能部件如電主軸 直線電機(jī)得到了快速的發(fā)um 展 應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大 2 智能化 開(kāi)放式 網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì) 21 世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各 個(gè)方面 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 如加工過(guò)程的自適應(yīng)控制 工藝參數(shù)自動(dòng) 生成 為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化 如前饋控制 電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算 自 動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型 自整定等 數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來(lái)之路 所 謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上 面向機(jī)床廠家和最終用戶(hù) 通 過(guò)改變 增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象 數(shù)控功能 形成系列化 并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技 訣竅集成到控制系統(tǒng)中 快速實(shí)現(xiàn)不同品種 不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) 形成具有鮮明個(gè) 性的名牌產(chǎn)品 目前開(kāi)放數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范 通信規(guī)范 配置規(guī)范 運(yùn)行平臺(tái) 數(shù) 控系統(tǒng)功能庫(kù)以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開(kāi)發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近 兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn) 數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線 制造系 統(tǒng) 制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求 也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造 虛擬企業(yè) 全球制造 的基礎(chǔ)單元 反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢(shì) 3 本課題要研究的問(wèn)題 X Y數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng) 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 實(shí)現(xiàn)方便而且能夠保證 一定的精度 降低成本 是單片機(jī)控制技術(shù)的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用 它充分的利用了單片機(jī)的軟件硬 件功能以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制 使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大 精度和可靠性進(jìn)一步得到提高 本課 題研究涉及機(jī)械原理 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制圖 機(jī)電一體化 單片機(jī)工作原理 數(shù)控技術(shù)等方面的相關(guān)內(nèi)容 3 課題的設(shè)計(jì)方案 3 1 設(shè)計(jì)方案比較 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌類(lèi)型分為 滑動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)軌等類(lèi)型 在本設(shè)計(jì)中采用滾動(dòng)導(dǎo) 其原因是 a 靈敏度高 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 低速移動(dòng)時(shí)不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象 b 定位精度高 c 摩擦阻力小 移動(dòng)輕便 磨損小 精度保持性好 壽命長(zhǎng) 在傳動(dòng)方面有齒輪傳動(dòng)和滾珠絲桿傳動(dòng)等類(lèi)型 在本設(shè)計(jì)中采用滾珠絲桿傳動(dòng) 因?yàn)椴捎脻L珠絲桿有一下優(yōu)點(diǎn) a 承載小 b 移動(dòng)速度快 c 噪音低 d 定位精度高等 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有直線電動(dòng)機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等 在經(jīng)濟(jì)數(shù)控機(jī)床上 考慮其成本和性能 通常采用開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī) 所以在本設(shè) 計(jì)中選擇步進(jìn)電機(jī) 在控制系統(tǒng)方面 可采用單片機(jī)和 PLC 進(jìn)行控制 在本設(shè)計(jì)中采用的是 MCS 51 系列單片機(jī) 因?yàn)樗鼉r(jià)格低廉 性能優(yōu)越 完全能滿足本設(shè)計(jì)的要求 3 2 選型分析 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 該系統(tǒng)要求工作臺(tái)沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有精確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系因此采用連續(xù)控制 方式 伺服系統(tǒng)的選擇 開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)在負(fù)載不大時(shí)多采用功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服電機(jī) 開(kāi)環(huán)控制 系統(tǒng)由于沒(méi)有檢測(cè)反饋部件 因而不能糾正系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差 但開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單 調(diào)整維修容易 在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用 閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有裝在機(jī)床移動(dòng)部件上的檢測(cè)反饋元件來(lái)檢測(cè)實(shí)際位移量 能補(bǔ)償系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差 因而伺服控制精度高 閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電動(dòng) 機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 閉環(huán)系統(tǒng)造價(jià)高 結(jié)構(gòu)和調(diào)試較復(fù)雜 多用于精度 要求高的場(chǎng)合 考慮到運(yùn)動(dòng)精度要求不高 為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu) 降低成本 宜采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán) 伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇 采用 MCS 51 系列中的 8051 單片機(jī)擴(kuò)展控制系統(tǒng) MCS 51 單片機(jī)的主要特點(diǎn)是集成度 高 可靠性好 功能強(qiáng) 速度快 性?xún)r(jià)比高 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分 鍵盤(pán)及顯示器 I O 接口及光電隔離電路 步進(jìn)功率放大電路等組成 系統(tǒng)的工作程序和控制命令通過(guò)鍵盤(pán)操 作實(shí)現(xiàn) X Y 工作臺(tái)的傳動(dòng)方式 為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊 采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副 為提高 傳 動(dòng)剛度和消除間隙 采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu) 由于工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部件重量和工作載荷不大 故選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副 從而減小工作 臺(tái) 的摩擦系數(shù) 提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取 為達(dá)到分辨率 0 01mm 的要求 以及考慮 步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配 采用齒輪減速傳動(dòng) 4 課題研究準(zhǔn)備情況 查閱參考文獻(xiàn)目錄 完成任務(wù)所具備的條件 等 學(xué)院擁有一支高素質(zhì) 高水平的教師隊(duì)伍 現(xiàn)有專(zhuān)任教師366人 教師中有 教授 副教授120人 外籍教師11人 中青年教師中具有博士學(xué)位13人 碩士學(xué) 位132人 學(xué)院擁有各類(lèi)實(shí)驗(yàn)室51個(gè) 工程訓(xùn)練中心1個(gè) 校外實(shí)習(xí)基地22個(gè) 并擁有眾多的高精尖儀器設(shè)備 如日本電子JXA8100電子探針 德國(guó)MAT253質(zhì)譜 儀和多種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床等 學(xué)院下設(shè)信息工程系 經(jīng)濟(jì)管理系 外語(yǔ)與文法系 機(jī)電工程系 資源與環(huán)境工程系 共21個(gè)本科專(zhuān)業(yè) 實(shí)現(xiàn)了以理工為主 文 管 經(jīng) 法 體 教多學(xué)科的協(xié)調(diào)發(fā)展 圖書(shū)館館舍面積達(dá)到19079平方米 閱覽座 位822個(gè) 周開(kāi)館時(shí)間近100小時(shí) 館內(nèi)藏書(shū)328363冊(cè) 圖書(shū)為325850冊(cè) 光盤(pán)為 2513張 年訂閱現(xiàn)刊412種 報(bào)紙66種 各種數(shù)據(jù)庫(kù)14個(gè) 萬(wàn)方數(shù)據(jù)資源 重慶維 普數(shù)據(jù)庫(kù) 人大光盤(pán)復(fù)印報(bào)刊資料 中國(guó)學(xué)術(shù)期刊 超星數(shù)字圖書(shū)館 世界科 學(xué) Springer EBSCO 中圖鏈接 化學(xué)通報(bào) 資治法典 教育管理與執(zhí)法 多 媒體教學(xué) 英語(yǔ)聽(tīng)力和眾多免費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù) 平均日接待讀者980人次 日?qǐng)D書(shū)流通 量達(dá)到1850本 綜上所述 可以看到學(xué)校擁有雄厚的師資力量和教學(xué)資源 完全滿足我們 課題設(shè)計(jì)研究的要求 5 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 總體安排和進(jìn)度 進(jìn) 度 安 排 序號(hào) 設(shè)計(jì) 論文 工作內(nèi)容 時(shí)間 起止周數(shù) 1 調(diào)研 資料收集及整理 2011 9 25 2011 10 1 2 分析文獻(xiàn)資料 準(zhǔn)備開(kāi)題 2011 10 2 2011 10 26 3 X Y 工作臺(tái)總體方案構(gòu)思 2011 10 27 2011 11 5 4 確定 X Y 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)方案 2011 11 6 2011 11 16 5 X Y 工作臺(tái)主要部件的選型和驗(yàn)算 2011 11 17 2011 11 23 6 X Y 工作臺(tái)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2011 11 24 2011 11 30 7 X Y 工作臺(tái)裝配圖及電氣原理圖的繪制 2011 11 30 2011 12 30 8 資料 數(shù)據(jù)整理 并修改畢業(yè)論文 2011 12 31 2012 3 15 9 定稿 準(zhǔn)備答辯 2012 3 16 2012 6 4 學(xué)生簽名 歐陽(yáng)昌馳 2011 年 9 月 24 日 6 指導(dǎo)教師意見(jiàn)與建議 指導(dǎo)老師簽名 年 月 日