x-y工作臺(tái)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)---二維水平數(shù)控滑臺(tái)

1、<p>　　《機(jī)電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：二維水平數(shù)控滑臺(tái) </p><p><b>　　設(shè)計(jì)　者： </b></p><p><b>　　學(xué)　　號(hào)： </b></p>

2、;<p><b>　　班　　級(jí)： </b></p><p>　　指定教師：　　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　完成時(shí)間：2013年3月13日</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　二維水平數(shù)控滑臺(tái)</b>&l

3、t;/p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)可分為兩大塊，機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括：整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；電機(jī)、絲桿、導(dǎo)軌、聯(lián)軸器等標(biāo)準(zhǔn)器件的選擇；底板、軸承座、電機(jī)座等零件的設(shè)計(jì)。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)

4、動(dòng)電路或根據(jù)電機(jī)選擇成品驅(qū)動(dòng)器；選擇控制器或自行設(shè)計(jì)控制器，控制器配套軟件的設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)最終要完成電氣原理圖。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　2.1機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)輕巧合理</b></p><p><b>　

5、　兩維的組合方式自擬</b></p><p><b>　　技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　2.2驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)或選擇：</p><p>　　針對(duì)所選擇的的電機(jī)，設(shè)計(jì)符合負(fù)載要求的驅(qū)動(dòng)電路或選擇驅(qū)動(dòng)器。</p><p>　　2.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：</p><p><b>

6、;　　要求實(shí)現(xiàn)的功能：</b></p><p>　　1）電機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制：電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止等功能</p><p>　　2）電機(jī)的輪廓控制：直線插補(bǔ)功能，圓弧插補(bǔ)功能</p><p>　　3）電機(jī)的啟停時(shí)的加減速控制</p><p><b>　　3. 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>

7、　　A．總體方案設(shè)計(jì)，收集資料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)、方案的設(shè)計(jì)及選擇</p><p>　　B．機(jī)械部分設(shè)計(jì)，具體任務(wù)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)計(jì)算、零件圖繪制、裝配圖繪制</p><p>　　C．電氣部分設(shè)計(jì)，包括驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)或選擇，控制器軟硬件設(shè)計(jì)或選擇，強(qiáng)電部分設(shè)計(jì)，電器原理圖繪制</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p>

8、<p><b>　　1.引言</b></p><p>　　1.1數(shù)控機(jī)床的概念</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過(guò)信息載體輸

9、入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。它與普通機(jī)床相比，其優(yōu)越性是顯而易見(jiàn)的，不僅零件加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且自動(dòng)化程度極高，可減輕工人的體力勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率，特別值得一提的是數(shù)控機(jī)床可完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工，因而數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位愈來(lái)愈顯得重要。</p><p>　　1.2數(shù)控機(jī)床

10、的組成</p><p>　　數(shù)控機(jī)床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體組成。</p><p>　　1.控制介質(zhì)：以指令的形式記載各種加工信息；</p><p>　　2.數(shù)控裝置：接受輸入的加工信息，經(jīng)數(shù)控裝置運(yùn)算處理，向伺服系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的脈沖；</p><p>　　3.伺服系統(tǒng)：把數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械位移；用于

11、實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。</p><p>　　4.機(jī)械系統(tǒng)：包括，主軸部分、進(jìn)給系統(tǒng)、刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置(ATC)、自動(dòng)托盤(pán)交換裝置(APC)等。</p><p>　　1.3X-Y數(shù)控工作臺(tái)</p><p>　　X-Y數(shù)控工作臺(tái)是許多機(jī)電一體化設(shè)備的基本部件，如數(shù)控車(chē)床的縱—橫向進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、數(shù)控銑床和數(shù)控鉆床的X-Y 工作臺(tái)、激光加工設(shè)備的工作臺(tái)、電

12、子元件表面貼裝設(shè)備等。</p><p>　　模塊化的 X-Y 數(shù)控工作臺(tái)，通常由導(dǎo)軌座、移動(dòng)滑塊、工作、滾珠絲杠螺母副，以及伺服電動(dòng)機(jī)等部件構(gòu)成。其中伺服電動(dòng)機(jī)做執(zhí)行元件用來(lái)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母帶動(dòng)滑塊和工作平臺(tái)在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，完成工作臺(tái)在X、Y 方向的直線移動(dòng)。導(dǎo)軌副、滾珠絲杠螺母副和伺服電動(dòng)機(jī)等均以標(biāo)準(zhǔn)化，由專(zhuān)門(mén)廠家生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)工作載荷選取即可?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)需要，可以選取用標(biāo)準(zhǔn)的工作控制計(jì)算機(jī)，也

13、可以設(shè)計(jì)專(zhuān)用的微機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)控 X-Y 工作臺(tái)及其控制系統(tǒng)。</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)如下：中心負(fù)載 M=15kg；工作臺(tái)行程X=150，Y=150；工作臺(tái)

14、最大速度V=2.4m/min；脈沖當(dāng)量S=0.0025mm；傳動(dòng)方式：絲杠直連。</p><p>　　2.2 總體方案確定</p><p>　　數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)裝置的精度、靈敏度和穩(wěn)定性，將直接影響工件的加工精度。為此，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)必須滿足:（1）傳動(dòng)精度高；（2）摩擦阻力??；（3）運(yùn)動(dòng)部件慣量小。</p><p>　　此系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，以

15、及一定的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)停止等控制功能，采用單片機(jī)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件相結(jié)合的控制方法。利用單片機(jī)的強(qiáng)大功能控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，可以控制電機(jī)的加減速控制功能，設(shè)置正、反轉(zhuǎn)、停止功能，因此采用基于單片機(jī)的控制方案。選用單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和鍵盤(pán)陣列，構(gòu)建了集步進(jìn)電機(jī)控制器和驅(qū)動(dòng)器為一體的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。二維工作臺(tái)作為被控對(duì)象通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿在X/Y 軸方向聯(lián)動(dòng)。</p><p>　　X-Y工作臺(tái)

16、的傳動(dòng)方式：為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，又要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以選用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副。為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)載荷不大，因此采用有預(yù)加載荷的雙V形滾珠導(dǎo)軌。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)面的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)之差，從而提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，減小振動(dòng)。</p><p><b>　　3、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 導(dǎo)軌的選擇或

17、設(shè)計(jì)</p><p>　　導(dǎo)軌是用金屬或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動(dòng)裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于導(dǎo)引、固定機(jī)器部件、專(zhuān)用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱(chēng)滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載， 同時(shí)可以承擔(dān)一定的扭矩，可在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　導(dǎo)軌按摩擦性質(zhì)分為滑動(dòng)摩擦導(dǎo)軌和滾

18、動(dòng)摩擦導(dǎo)軌。</p><p>　　滑動(dòng)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件直線接觸。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、接觸剛度大；缺點(diǎn)是摩擦阻力大、磨損快、低速運(yùn)動(dòng)時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。</p><p>　　滾動(dòng)導(dǎo)軌在運(yùn)動(dòng)件和承導(dǎo)件之間放置滾動(dòng)體（滾珠、滾柱、滾動(dòng)軸承等）。它的特點(diǎn)有①摩擦系數(shù)小、運(yùn)動(dòng)靈便，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象；②定位精度高；③磨損較小，壽命長(zhǎng)，潤(rùn)滑方便；④結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工較困難，成本較高；⑤對(duì)臟物及導(dǎo)軌面的誤

19、差比較敏感。</p><p><b>　　A. X向?qū)к夁x用</b></p><p>　　為了達(dá)到較高的精度，X 向?qū)к夁x用滾動(dòng)導(dǎo)軌，參照MISUMI 公司的產(chǎn)品，下面確定導(dǎo)軌的型號(hào)。</p><p><b>　　1）導(dǎo)軌的工作條件</b></p><p><b>　　靜載荷：中心負(fù)載&l

20、t;/b></p><p><b>　　安裝方向：水平安裝</b></p><p><b>　　導(dǎo)軌數(shù)目：2</b></p><p><b>　　滑塊數(shù)目：2</b></p><p>　　使用環(huán)境：工作環(huán)境為一般環(huán)境，必須進(jìn)行潤(rùn)滑，無(wú)需對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行防銹、防銹處理。</

21、p><p><b>　　2）導(dǎo)軌受力分析</b></p><p>　　靜態(tài)載荷：=73.5N</p><p>　　根據(jù)所受靜態(tài)載荷，選定導(dǎo)軌的型號(hào)為：SSEL2BL10。</p><p>　　基本額定靜載荷，基本額定動(dòng)載荷</p><p>　　3）導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算</p><p&

22、gt;　　額定壽命的計(jì)算公式：</p><p>　　其中，：額定壽命（km）；：基本動(dòng)額定載荷（N）；：負(fù)荷計(jì)算值（N）； ：硬度系數(shù)，取值為1；：溫度系數(shù)，取值為1；：接觸系數(shù)，取值為1；：取值為1。</p><p><b>　　則，</b></p><p><b>　　B. Z向?qū)к夁x用</b></p>

23、<p>　　Z向?qū)к夁x用滑動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌數(shù)目為2，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上常用導(dǎo)軌性能比較(下表)，我們選用開(kāi)式“V”形導(dǎo)軌，一邊為三角形導(dǎo)軌，一邊為矩形導(dǎo)軌。</p><p>　　三角形導(dǎo)軌的特點(diǎn)：該導(dǎo)軌在垂直載荷的作用下，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，不會(huì)產(chǎn)生間隙，故導(dǎo)向精度比較高。但壓板面仍需有間隙調(diào)整裝置。為增加承載面積，減小比壓，在導(dǎo)軌高度不變的條件下，應(yīng)采用較大的頂角（110°～120°）；

24、為提高導(dǎo)向性，可采用較小的頂角（60°）。</p><p>　　矩形導(dǎo)軌特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、檢驗(yàn)和修理方便，導(dǎo)軌面較寬，承載能力大，剛度高，故應(yīng)用廣泛。</p><p>　　3.2 滾珠絲杠的選擇</p><p>　　選用HIWIN微小型滾珠絲杠</p><p>　　3.2.1HIWIN滾珠絲杠的特點(diǎn)</p><

25、;p>　　1) 高效率及可逆性</p><p>　　由于滾珠絲杠（滾珠螺桿）螺桿軸及螺帽均是點(diǎn)接觸之滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，所以其效率可高達(dá)90%以上。因此其傳動(dòng)扭矩僅只有傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿的1/3，滾珠螺桿的機(jī)械效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿。HIWIN滾珠絲杠（滾珠螺桿）在牙型表面采以超精密加工，以降低珠槽與鋼珠間的接觸摩擦，又鋼珠與珠槽間為點(diǎn)接觸之滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，有低摩擦力及高運(yùn)轉(zhuǎn)效率的優(yōu)點(diǎn)。故可降低馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力要求，進(jìn)而降低成本。HIWI

26、N以高精度測(cè)試儀器并依循標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試步驟以確保滾珠螺桿的效率。</p><p><b>　　2)零背隙及高剛性</b></p><p>　　CNC工具機(jī)、IT及半導(dǎo)體設(shè)備對(duì)于傳動(dòng)螺桿的要求為零背隙、最小彈性變形（高剛性）及高順暢感，經(jīng)由我們的特別設(shè)計(jì)可以達(dá)成此一要求。滾珠絲杠（滾珠螺桿）及HIWIN直線導(dǎo)軌、HIWIN導(dǎo)軌采用施加預(yù)壓力，來(lái)達(dá)到綜欣機(jī)臺(tái)的重現(xiàn)性及全行程的高

27、剛性。但過(guò)大的預(yù)壓力，會(huì)增加操作扭矩。如此增加的摩擦扭矩將會(huì)產(chǎn)生熱及降低預(yù)期壽命。透過(guò)我們特別的設(shè)計(jì)及制程，提供給您最佳化的滾珠螺桿——零背隙和低熱損失。</p><p><b>　　3) 高導(dǎo)程精度</b></p><p>　　HIWIN滾珠絲杠精度等級(jí)依循ISO，JIS和DIN標(biāo)準(zhǔn)制造亦可依顧客需求生產(chǎn)所需精度等級(jí)。采用精密雷射量測(cè)儀器來(lái)保證滾珠螺桿精度并隨每支研

28、磨級(jí)滾珠螺桿均附上導(dǎo)程精度表，予以100%品質(zhì)保證。</p><p><b>　　4) 壽命預(yù)測(cè)</b></p><p>　　不同于傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿的壽命取決接觸面之磨耗；HIWIN滾珠絲杠（滾珠螺桿）則取決于材料的疲勞破壞。為確保HIWIN滾珠絲杠（滾珠螺桿）在預(yù)期壽命之可靠度，不管設(shè)計(jì)、材質(zhì)、熱處理及導(dǎo)程等皆采以最嚴(yán)格的專(zhuān)業(yè)考量。滾珠絲杠（滾珠螺桿）的預(yù)期壽命必須參考設(shè)

29、計(jì)品質(zhì)及制程等幾項(xiàng)的安全因子，但最主要以動(dòng)負(fù)荷（C）為依據(jù)。而影響動(dòng)負(fù)荷的基本因素為——牙型精度、材料特性及表面硬度。高品質(zhì)的滾珠絲杠（滾珠螺桿），必須達(dá)到在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的B級(jí)壽命（亦即90%螺桿均達(dá)到所設(shè)計(jì)的壽命），有50%的滾珠螺桿壽命超過(guò)設(shè)計(jì)壽命值的2—4倍。</p><p>　　5）低起動(dòng)扭矩及順暢度</p><p>　　傳統(tǒng)導(dǎo)螺桿因?yàn)槭墙饘倥c金屬間的面接觸，所以為克服起動(dòng)摩擦力，則必

30、須采以較高的起動(dòng)扭力。然后滾珠絲杠（滾珠螺桿）是由鋼珠滾動(dòng)接觸，只須很小的起動(dòng)扭矩力即可克服摩擦力。HIWIN采用最佳的牙型設(shè)計(jì)系數(shù)（形狀系數(shù)）及專(zhuān)業(yè)制造技術(shù)達(dá)成最佳真實(shí)牙型。且HIWIN導(dǎo)軌使用牙型測(cè)量設(shè)備，來(lái)監(jiān)測(cè)每一制程中的牙型。如此可確保符合設(shè)定之扭力范圍。HIWIN直線導(dǎo)軌亦使用電腦量測(cè)，以精確量測(cè)出滾珠絲杠（滾珠螺桿）的摩擦扭矩。</p><p><b>　　6）靜音</b><

31、;/p><p>　　高品質(zhì)機(jī)械設(shè)備于快速進(jìn)給及重負(fù)荷操作下，依然必須要求低噪音。HIWIN嚴(yán)格控管循環(huán)系統(tǒng)及牙型設(shè)計(jì)，組裝技術(shù)，并嚴(yán)密檢測(cè)表面精密加工及尺寸，以達(dá)到低噪音的目標(biāo)。</p><p><b>　　7）短交期</b></p><p>　　HIWIN以最快速的制程安排及庫(kù)存滾珠絲杠（滾珠螺桿）以達(dá)到短交期的目標(biāo)。</p>&l

32、t;p>　　8）優(yōu)于氣、液壓制動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　若制動(dòng)器中采用滾珠絲杠（滾珠螺桿）取代傳統(tǒng)的氣壓或液壓驅(qū)動(dòng)可得到許多的優(yōu)點(diǎn)如：不會(huì)滲漏，不須過(guò)濾，省能源及重現(xiàn)性高。</p><p>　　3.2.2 滾珠絲杠的選型和校核</p><p><b>　　1）選擇導(dǎo)程</b></p><p><b>

33、;　　根據(jù)導(dǎo)程計(jì)算公式</b></p><p>　　其中，：馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器所需要的步進(jìn)角(°)，取0.36°；S：脈沖當(dāng)量(mm)，0.0025mm；：滾珠絲杠的導(dǎo)程(mm)；A：減速比，取1。</p><p>　　計(jì)算的滾珠絲杠導(dǎo)程=2.5mm。</p><p><b>　　2）選擇型號(hào)</b></p>

34、;<p>　　行程為150mm選用HIWIN型號(hào)為R12-2.5T3-FSI-210-280-0.008的滾珠絲杠。額定靜載荷，額定動(dòng)載荷,絲桿外徑12mm。</p><p>　　3）選擇絲杠軸的安裝方法</p><p>　　考慮到滾珠絲杠的剛性，選用兩端固定的支撐方式。根據(jù)絲杠軸外徑，選擇支撐單元的型號(hào)為EK8，軸承的型號(hào)為60000型628/8-Z深溝球軸承。</p

35、><p><b>　　4）靜態(tài)安全系數(shù)</b></p><p>　　通常，基本靜額定負(fù)荷等于滾珠絲杠的容許軸向負(fù)荷。根據(jù)使用條件，對(duì)于計(jì)算負(fù)荷有必要考慮以下靜態(tài)安全系數(shù)。滾珠絲杠在靜止或運(yùn)動(dòng)中，由于沖擊或啟動(dòng)停止所產(chǎn)生的慣性力等，會(huì)有意想不到的外力作用，務(wù)必注意。</p><p><b>　　表1 靜態(tài)安全系數(shù)</b><

36、/p><p>　　軸向負(fù)荷的最大值計(jì)算公式：</p><p>　　其中，：導(dǎo)向面上的摩擦系數(shù),取最小值0.01；：運(yùn)送質(zhì)量(kg)，為整個(gè)上托板的質(zhì)量加中心負(fù)載質(zhì)量，為21.9kg；f ：導(dǎo)向面的阻力（無(wú)負(fù)荷時(shí)）(N)，為簡(jiǎn)化計(jì)算??；為加速度（），，t為加速時(shí)間，取0.1s。</p><p>　　靜態(tài)安全系數(shù)計(jì)算公式：</p><p>　　顯然，

37、X方向滾珠絲杠上所受到的力小于Z方向上的受力，因此，只需對(duì)Z方向上的進(jìn)行校核，則根據(jù)上述兩式計(jì)算得：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　5）工作壽命的計(jì)算</b></p><p>　　滾珠絲杠承受外部負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)，在滾動(dòng)面或鋼球上連續(xù)地承受循環(huán)應(yīng)力的作用。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某個(gè)限度時(shí)，滾動(dòng)面就出現(xiàn)疲

38、勞破損，一部分表面產(chǎn)生魚(yú)鱗狀的剝落。這種現(xiàn)象稱(chēng)為表面剝落。滾珠絲杠的壽命是指，在滾動(dòng)面或鋼球的任何一方，由于材料的滾動(dòng)疲勞而產(chǎn)生的最初的表面剝落出現(xiàn)時(shí)為止，滾珠絲杠所旋轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)。</p><p>　　關(guān)于滾珠絲杠的工作壽命，即使同樣方法制造出來(lái)的滾珠絲杠在相同運(yùn)動(dòng)條件下使用，其壽命也會(huì)有較大的差別。因此，作為滾珠絲杠壽命的基準(zhǔn)，使用以下定義的額定壽命。所謂額定壽命是指，一批相同的滾珠絲杠在相同條件下分別運(yùn)行時(shí)，

39、其中的90%不產(chǎn)生表面剝落（金屬表面的鱗片狀剝落）所能達(dá)到的總轉(zhuǎn)數(shù)。</p><p>　　額定壽命（總轉(zhuǎn)數(shù)）的計(jì)算公式：</p><p>　　其中，L：額定壽命（總轉(zhuǎn)數(shù)）(rev)；：基本動(dòng)額定負(fù)荷(N)；Fa ：承載軸向負(fù)荷(N), ；fw：負(fù)荷系數(shù)，取fw =1。</p><p><b>　　則，額定壽命</b></p>&l

40、t;p>　　3.3 步進(jìn)電機(jī)的選型</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱(chēng)為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；

41、同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。</p><p>　　雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號(hào)、功率驅(qū)動(dòng)電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)。</p><p><b>　　1）步進(jìn)電機(jī)選型</b>&

42、lt;/p><p>　　根據(jù)步進(jìn)角，電路部分設(shè)計(jì)選用五相交流電，因此，選用90BYG550A。其技術(shù)指標(biāo)如下：</p><p><b>　　2）步進(jìn)電機(jī)的校核</b></p><p>　?、僮羁旃みM(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩校核</p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定工作臺(tái)最快工進(jìn)速度，脈沖當(dāng)量</p><p&g

43、t;　　S=0.005mm /脈沖，電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率。由于電</p><p>　　機(jī)的空載起動(dòng)頻率可以達(dá)到2000Hz，所以認(rèn)為此時(shí)步進(jìn)電機(jī)可以輸出的最大功率接近起動(dòng)頻率是的值，所以符合要求。</p><p>　?、谧羁炜蛰d移動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率校核</p><p>　　工作臺(tái)最快工進(jìn)速度，脈沖當(dāng)量S=0.005mm /脈沖，電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率。。由步進(jìn)電機(jī)技術(shù)

44、參數(shù)最大空載運(yùn)行頻率為20KHz，所以肯定符合要求。</p><p>　?、圬?fù)載起動(dòng)頻率的計(jì)算</p><p>　　在步進(jìn)電機(jī)矩頻特性未知的情況下，用起動(dòng)頻率估算公式，其中，為空載起動(dòng)頻率，因此，</p><p>　　說(shuō)明：要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于</p><p>　　1000Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降頻

45、時(shí)，起動(dòng)頻率選得更低。</p><p>　　3.4其余標(biāo)準(zhǔn)件選型</p><p><b>　　零件明細(xì)表如下：</b></p><p>　　總體設(shè)計(jì)三維圖如下：</p><p><b>　　4、控制部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1步進(jìn)電機(jī)原理及硬件</p&g

46、t;<p><b>　　總體設(shè)計(jì)方框圖</b></p><p><b>　　4.2設(shè)計(jì)原理分析</b></p><p>　　4.2.1元器件介紹</p><p><b>　?。?）步進(jìn)電機(jī)</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位

47、移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)區(qū)別于其他控制電機(jī)的最大特點(diǎn)是：它是通過(guò)輸入脈沖信號(hào)來(lái)進(jìn)行控制的，即電機(jī)的總轉(zhuǎn)動(dòng)角度由輸入脈沖數(shù)決定，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率決定。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（PM），反應(yīng)式（VR）和混合式(HB)，步進(jìn)電機(jī)又稱(chēng)為脈沖電機(jī)，是工業(yè)過(guò)程控制和儀表中一種能夠快速啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的執(zhí)行元件，其功用是將電脈沖轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角

48、位移或直線位移，由于開(kāi)環(huán)下就能實(shí)現(xiàn)精確定位的特點(diǎn)，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是由電脈沖信號(hào)控制的，其角位移量或線位移量與脈沖數(shù)成正比，每個(gè)一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度（不距角）或前進(jìn)、倒退一步。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度由輸入的電脈沖數(shù)確定，所以，也有人稱(chēng)步進(jìn)電機(jī)為數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　五相步進(jìn)電機(jī)的工作原理</p><p>　　該設(shè)計(jì)采用五相步進(jìn)電機(jī)，

49、單極性直流電源供電。只要對(duì)步進(jìn)電機(jī)的各相繞組按合適的時(shí)序通電，就能使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)某一相繞組通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子形成磁路，這時(shí)，如果定子和轉(zhuǎn)子的小齒沒(méi)有對(duì)齊，在磁場(chǎng)的作用下，由于磁通具有力圖走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，則轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子與定子的齒相互對(duì)齊，由此可見(jiàn)，錯(cuò)齒是促使電機(jī)旋轉(zhuǎn)的原因。</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ)</p><p>　　相數(shù)：產(chǎn)

50、生不同隊(duì)N、S磁場(chǎng)的激磁線圈對(duì)數(shù)，常用 m表示。</p><p>　　拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖用 n 表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，以五相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即 AB→BC→CD→DA→AB，四相八拍運(yùn)行方式即 A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。</p><p>　　步距角：對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角位移用表示。</p><

51、;p>　?。ㄞD(zhuǎn)子齒角運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒角為 50 齒角電機(jī)為例。四相運(yùn)行時(shí)步距角為θ=360 度/（50*4）=1.8 度，八拍運(yùn)行時(shí)步距角為θ</p><p>　　=360 度/（50*8）=0.9 度。</p><p>　　定位轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在不通電的狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場(chǎng)齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的）。</p><p>　　靜

52、轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜態(tài)作業(yè)下，電機(jī)不做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖定</p><p>　　力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無(wú)關(guān)。雖然</p><p>　　靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與電磁激磁匝數(shù)成正比，與定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)。但過(guò)分采用</p><p>　　減小氣隙，增加勵(lì)磁匝數(shù)來(lái)提高靜轉(zhuǎn)矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱</p><p>

53、<b>　　及機(jī)械噪音。</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)控制信號(hào)工作。在步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制中，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生，其基本控制作用如下：</p><p><b>　　控制換相順序</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的通電換向順序嚴(yán)格按

54、照步進(jìn)電機(jī)的工作方式進(jìn)行。通常我們把通電換向這一過(guò)程稱(chēng)為脈沖分配，例如，三相步進(jìn)電機(jī)的單三拍工作方式，其各相通電的順序?yàn)锳-B-C，通電脈沖必須嚴(yán)格按照這一順序分別控制A、B、C相的通電和斷電。</p><p>　　控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向</p><p>　　通過(guò)前面介紹的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理，我們知道，如果按照給定的工作方式正序通電換相，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就正轉(zhuǎn)；如果按反序通電換相，則電動(dòng)機(jī)就反轉(zhuǎn)。例

55、如，四相步進(jìn)電機(jī)工作在單四拍方式，通電換相的正序是A-B-C-D，電動(dòng)機(jī)就正轉(zhuǎn)；如果按照反序A-D-C-B，電動(dòng)機(jī)就反轉(zhuǎn)。</p><p>　　控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的速度</p><p>　　如果給步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，就再轉(zhuǎn)一步。兩個(gè)脈沖間隔的時(shí)間越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)的越快。因此，脈沖的頻率決定了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。調(diào)整單片機(jī)發(fā)送脈沖的頻率，就可以對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。<

56、;/p><p>　　五相十拍步進(jìn)電機(jī)的脈沖分配規(guī)律</p><p>　　目前，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制主要有分散器件組成的環(huán)形脈沖分配器、軟件環(huán)形脈沖分配器、專(zhuān)用集成芯片環(huán)形脈沖分配器等。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)進(jìn)行控制，主要是利用軟件進(jìn)行環(huán)形脈沖分配。電機(jī)工作方式為五相十拍，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的工作的時(shí)序和波形圖，總結(jié)出其工作方式為五相十拍時(shí)的脈沖分配規(guī)律，在每一種工作方式中，脈沖的頻率越高，其轉(zhuǎn)速就越快，但脈沖

57、頻率高到一定程度，步進(jìn)電機(jī)跟不上頻率的變化后電機(jī)會(huì)出現(xiàn)失步現(xiàn)象，所以脈沖頻率一定要控制在步進(jìn)電機(jī)允許的范圍內(nèi)。五相十拍工作方式通電順序?yàn)椋篈B-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA-EA-EAB，共有10個(gè)通電狀態(tài)。</p><p>　　用軟件實(shí)現(xiàn)脈沖分配的接口示意圖</p><p>　　如果P1口輸出的控制信號(hào)中，0代表使繞組通電，1代表使繞組斷電，則可用10個(gè)控制字來(lái)對(duì)應(yīng)

58、這10個(gè)通電狀態(tài)。這10個(gè)控制字如下表所示：</p><p>　　在程序中只要依次將這10個(gè)控制字送到P1口，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角。每送一個(gè)控制字，就完成一拍，步進(jìn)電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。程序就是根據(jù)這個(gè)原理設(shè)計(jì)的。</p><p>　?。?）89C51單片機(jī)</p><p>　　89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh

59、Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系

60、統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。</p><p><b>　　主要特性：</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容 </p><p>　　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器</p><p>　　壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán) </p><p>　　數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 </

61、p><p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz </p><p>　　·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 </p><p>　　·128*8位內(nèi)部RAM </p><p>　　·32可編程I/O線 </p><p>　　·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 </p><p&

62、gt;<b>　　·5個(gè)中斷源 </b></p><p><b>　　·可編程串行通道 </b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式 </p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p><b>　　4.2.2方案論證</b&

63、gt;</p><p>　　系統(tǒng)由8個(gè)按鈕作為輸入，接到P0口上，分別控制X方向，Z方向的啟動(dòng)與停止，反轉(zhuǎn)，直線插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)功能。系統(tǒng)的輸出線與步進(jìn)電機(jī)的繞組數(shù)有關(guān)。這里選步進(jìn)電機(jī)，該電機(jī)共有五相繞組，工作電壓為+5V，步進(jìn)電機(jī)的五相繞組用P1 口的 P1.0~P1.4 和P2.0~P2.4 控制，由于 P1、P2口驅(qū)動(dòng)能力不夠，因而用一片ULN2803增加驅(qū)動(dòng)能力。控制系統(tǒng)流程圖為，</p>&

64、lt;p><b>　　4.2.3硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的硬件電路只要包括控制電路、最小系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路三大部分?？刂齐娐分灰砷_(kāi)關(guān)和按鍵組成，由操作者根據(jù)相應(yīng)的工作需要進(jìn)行操作。最小系統(tǒng)只要是為了使單片機(jī)正常工作。驅(qū)動(dòng)電路主要是對(duì)單片機(jī)輸出的脈沖進(jìn)行功率放大，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p><b>　　控制電路</b>

65、;</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制輸入部分設(shè)置了X方向啟動(dòng)，X方向停止，X方向反轉(zhuǎn)，Z方向啟動(dòng)，Z方向停止，Z方向反轉(zhuǎn)，直線插補(bǔ)，圓弧插補(bǔ)等8個(gè)按鈕，電路圖如圖所示，</p><p><b>　　（2）最小系統(tǒng)</b></p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)或者稱(chēng)為最小應(yīng)用系統(tǒng)，素質(zhì)用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)，對(duì) 51 系

66、列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、復(fù)位電路、晶振電路。</p><p>　　復(fù)位電路：復(fù)位電路采用手動(dòng)復(fù)位，所謂手動(dòng)復(fù)位，是指通過(guò)接通一按鈕開(kāi)關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，晶振電路用 30PF 的電容和一 12M 晶體振蕩器組成為整個(gè)電路提供時(shí)鐘頻率。如圖示：</p><p>　　晶振電路：8051 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式電路得到：內(nèi)部震蕩方式和外部中斷方式。在引腳XTA

67、L1 和XTAL2 外部接晶振電路器（簡(jiǎn)稱(chēng)晶振）或陶瓷晶振器，就構(gòu)成了內(nèi)部晶振方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。內(nèi)部振蕩方式的外部電路如圖5 示。其電容值一般在5~30pf,晶振頻率的典型值為12MHz,采用6MHz 的情況也比較多。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路實(shí)用較多。如下圖示：</p><p><b>　　(3) 驅(qū)動(dòng)電路

68、</b></p><p>　　ULN2803包含8個(gè)NPN達(dá)林頓管，輸出擊穿電壓為50(V)，輸出電流為 500(mA)。</p><p>　　八路NPN達(dá)林頓連接晶體管陣系列特別適用于低邏輯電平數(shù)字電路（諸如TTL, CMOS或PMOS/NMOS）和較高的電流/電壓要求之間的接口，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)用和消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品中的燈、繼電器、打印錘或其它類(lèi)似負(fù)載中。所有器件具有集電極開(kāi)

69、路輸出和續(xù)流箱位二極管，用于抑制躍變。ULN2803的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)TTL系列兼容，而ULN2804 最適于6至15伏高電平CMOS或PMOS。所以選用ULN2803構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路，電路圖如圖所示，</p><p><b>　　（4）行程開(kāi)關(guān)電路</b></p><p>　　行程開(kāi)關(guān)部分，用的是四個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕代替的，當(dāng)工作臺(tái)運(yùn)行到X方向或者Z方向的極限位置時(shí)，行程開(kāi)關(guān)被觸發(fā)。

70、四個(gè)行程開(kāi)關(guān)并聯(lián)接入外部中斷接口INIT1。當(dāng)行程開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，中斷響應(yīng)，在程序中就將執(zhí)行停止程序。</p><p><b>　?。?）電源電路</b></p><p>　　電源電路部分是為將220V的電壓轉(zhuǎn)成電機(jī)和單片機(jī)可用的電壓。我們所選的電機(jī)額定電壓為50V，電路高電平電壓為5V，所以需要將220V的電壓轉(zhuǎn)成50V和5V的輸出。下圖中，變壓的原理為，先將220V

71、的電壓通過(guò)副邊雙繞組降壓變壓器轉(zhuǎn)成兩個(gè)50V的輸出。上半部分通過(guò)整流，穩(wěn)壓，反向運(yùn)算放大器，輸出兩個(gè)接口口，一個(gè)為25V，一個(gè)為-25V，正好形成50V電壓，可以接在電機(jī)上使用。下半部分輸出一個(gè)5V的接口。</p><p><b>　?。?）總體電路圖</b></p><p>　　把各個(gè)部分的電路圖組合成總電路圖，見(jiàn)附電路圖中。</p><p>

72、;<b>　　5、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　程序包含有一個(gè)鍵盤(pán)掃描程序，使用定時(shí)器完成的，當(dāng)檢測(cè)到某個(gè)按鈕被按下時(shí)，就調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)來(lái)執(zhí)行。另外還有一個(gè)外部中斷程序，當(dāng)檢測(cè)到行程開(kāi)關(guān)被觸發(fā)后，就調(diào)用中斷函數(shù)，執(zhí)行停止運(yùn)行的代碼。兩個(gè)方向的電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，都是逐級(jí)加速，之后勻速運(yùn)動(dòng)，停止時(shí)，逐級(jí)減速，直至停止，反向時(shí)，先檢測(cè)是否在運(yùn)動(dòng)中，如果在正向運(yùn)動(dòng)，則先停止電動(dòng)機(jī)，再反向啟動(dòng)電

73、動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在主程序中，需要進(jìn)行變量、定時(shí)器、外部中斷的初始化，還有一個(gè)while循環(huán)語(yǔ)句，每次執(zhí)行都會(huì)檢測(cè)哪個(gè)按鈕被按下，如果有被按下的按鈕，則執(zhí)行相應(yīng)的程序。</p><p><b>　　定時(shí)中斷設(shè)計(jì)</b></p><p>　　這

74、里的定時(shí)中斷，是用來(lái)定時(shí)不停地檢測(cè)按鍵狀態(tài)，若有被按下的按鍵，則將被按下的按鈕的ID賦給標(biāo)識(shí)變量，再在主程序中對(duì)標(biāo)識(shí)做處理，若檢測(cè)到按鈕松開(kāi)，則在主程序中執(zhí)行停止運(yùn)行的程序。</p><p><b>　　外部中斷設(shè)計(jì)</b></p><p>　　外部中斷是在行程開(kāi)關(guān)觸發(fā)時(shí)響應(yīng)。若在程序運(yùn)行過(guò)程中，工作臺(tái)某個(gè)方向上到達(dá)了極限位置，行程開(kāi)關(guān)就會(huì)被觸發(fā)，這時(shí)，中斷也就會(huì)觸發(fā)

75、，調(diào)用停止運(yùn)行的函數(shù)，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　程序執(zhí)行的流程圖為，</p><p><b>　　源程序?yàn)椋?lt;/b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbi

76、t xstart = P0^0;//x啟動(dòng)</p><p>　　sbit xstop = P0^1;//x停止</p><p>　　sbit zstart = P0^2;//z啟動(dòng)</p><p>　　sbit zstop = P0^3;//z停止</p><p>　　sbit xReversal = P0^4;//x方向反

77、向</p><p>　　sbit zReversal = P0^5;//z方向反向</p><p>　　sbit MOVL = P0^6;//直線插補(bǔ)</p><p>　　sbit MOVC = P0^7;//圓弧插補(bǔ)</p><p>　　uint speed[7] ={2000,1800,1600,1400,1200,1000,8

78、00};</p><p>　　uint k,i;//分別為x正轉(zhuǎn)速度下標(biāo)，z正轉(zhuǎn)速度下標(biāo)</p><p>　　uint m,n;//分別為x反轉(zhuǎn)速度下標(biāo)，z反轉(zhuǎn)速度下標(biāo)</p><p>　　uint x,z;//x方向正反轉(zhuǎn)標(biāo)識(shí)，z方向正反轉(zhuǎn)標(biāo)識(shí)</p><p>　　uint keyval; //儲(chǔ)存按鍵值</p><

79、p><b>　　uint ID;</b></p><p>　　uint movX;//直線插補(bǔ)x方向參數(shù)</p><p>　　uint movZ;//直線插補(bǔ)y方向參數(shù)</p><p>　　uint fl;//直線插補(bǔ)步數(shù)</p><p>　　void main()</p><p><

80、b>　　{</b></p><p>　　TMOD=0x01; //使用定時(shí)器T0的模式1</p><p>　　EA=1; //開(kāi)總中斷</p><p>　　ET0=1; //定時(shí)器T0中斷允許</p><p>　　TR0=1

81、; //啟動(dòng)定時(shí)器T0 </p><p>　　TH0=(65536-500)/256; //定時(shí)器T0賦初值，每計(jì)數(shù)200次（217微秒）發(fā)送一次中斷請(qǐng)求</p><p>　　TL0=(65536-500)%256; //定時(shí)器T0賦初值</p><p>　　EX1=1; //外部中斷INT1允許&

82、lt;/p><p>　　IT1=1; //選擇負(fù)跳變觸發(fā)中斷</p><p>　　keyval=0; //按鍵值初始化為0，什么也不做</p><p><b>　　ID=0;</b></p><p>　　k=0;i=0;m=0;n=0;</p><p>　　

83、x=0;z=0;//初始均為正向</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　switch(keyval) //根據(jù)按鍵值keyval選擇待執(zhí)行的功能</p><p><b>　　{</b&

84、gt;</p><p>　　case 1:xstart(); //按鍵xstart按下,x方向啟動(dòng)</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2:xstop(); //按鍵xstop按下 ，停止 </p><p><b>　　break;</b>

85、;</p><p>　　case 3:zstart(); //按鍵zstart按下，z方向啟動(dòng)</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 4:zstop(); //按鍵zstop按下，停轉(zhuǎn)</p><p><b>　　break;</b>

86、</p><p>　　case 5:xReversal(); //按鍵xReversal按下，x反轉(zhuǎn)</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 6:zReversal(); //按鍵zReversal按下，z反轉(zhuǎn)</p><p><b>　　break;

87、</b></p><p>　　case 7:MOVL(); //按鍵MOVL按下，直線插補(bǔ)</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 8:MOVC(); //按鍵MOVC按下，圓弧插補(bǔ)</p><p><b>　　break;<

88、/b></p><p>　　case 0:if(ID==1||ID==5)//按鍵松開(kāi)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　xstop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　e

89、lse if(ID==3||ID==6)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　zstop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　break;</p><p><b>

90、　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Time0_serve(void) interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p>

91、<p>　　TR0=0; //關(guān)閉定時(shí)器T0</p><p>　　if((P0&0xf0)!=0xf0) //第一次檢測(cè)到有鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(); //延時(shí)

92、一段時(shí)間再去檢測(cè)</p><p>　　if((P0&0xf0)!=0xf0) //確實(shí)有鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(xstart==0) //按鍵xstart被按下</p><p><b>　　keyval=1;</b>

93、</p><p>　　if(xstop==0) //按鍵xstop被按下</p><p><b>　　keyval=2;</b></p><p>　　if(zstart==0) //按鍵zstart被按下</p><p><b>　　keyval=3;</b><

94、/p><p>　　if(zstop==0) //按鍵zstop被按下</p><p><b>　　keyval=4;</b></p><p>　　if(xReversal==0) //按鍵xReversal被按下</p><p><b>　　keyval=5;</b><

95、;/p><p>　　if(zReversal==0) //按鍵zReversal被按下</p><p><b>　　keyval=6;</b></p><p>　　if(MOVL==0) //按鍵MOVL被按下</p><p><b>　　keyval=7;</b></p

96、><p><b>　　fl=4;</b></p><p>　　movX=0;movZ=0;</p><p>　　if(MOVC==0) //按鍵MOVC被按下</p><p>　　keyval=8;</p><p><b>　　}</b></p>

97、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　delay();</b></p><p>　　if((P0&0xf0)==0xf0)<

98、/p><p>　　{if(keyval<7)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ID=keyval;</p><p><b>　　keyval=0;</b></p><p><b>　　}</b></p>

99、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　TH0=(65536-200)/256; //定時(shí)器T0的高8位賦初值</p><p>　　TL0=(65536-200)%256; //定時(shí)器T0的低8位賦初值</p>

100、<p>　　TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)器T0</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void int1(void) interrupt 1 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b

101、>　　xstop();</b></p><p><b>　　zstop(); </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xstart() //x啟動(dòng)程序,正向</p><p><b>　　{</b></p>

102、<p><b>　　if(m>0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　xstop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b&

103、gt;</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　x=0;</b></p><p>　　P1=0xfc;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xf8;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xf9;motor

104、_delay(k);</p><p>　　P1=0xf1;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xf3;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xe3;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xe7;motor_delay(k);</p><p>　　P1=

105、0xe6;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xee;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xec;motor_delay(k);</p><p><b>　　if(k<6)</b></p><p><b>　　k++;</b></p>

106、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xReversal() //x反向</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(k>0)</b><

107、/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　xstop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b>

108、;</p><p><b>　　x=1;</b></p><p>　　P1=0xec;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xee;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xe6;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xe7;moto

109、r_delay(m);</p><p>　　P1=0xe3;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xf3;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xf1;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xf9;motor_delay(m);</p><p>　　P1

110、=0xf8;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xfc;motor_delay(m);</p><p><b>　　if(m<6)</b></p><p><b>　　m++;</b></p><p><b>　　}</b></p>

111、<p><b>　　}</b></p><p>　　void xstop() //x停止程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　switch(x)</b></p><p><b>　　{</b></p&

112、gt;<p><b>　　case 0:</b></p><p><b>　　if(k>0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　k--;</b></p><p>　　P1=0xfc;motor_

113、delay(k);</p><p>　　P1=0xf8;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xf9;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xf1;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xf3;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0

114、xe3;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xe7;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xe6;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xee;motor_delay(k);</p><p>　　P1=0xec;motor_delay(k);</p>&l

115、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　k=0;</b></p

116、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　case 1:</b></p><p><b>　　if(m>0)</b></p><p><b>　　{&

117、lt;/b></p><p><b>　　m--;</b></p><p>　　P1=0xec;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xee;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xe6;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0

118、xe7;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xe3;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xf3;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xf1;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xf9;motor_delay(m);</p><p

119、>　　P1=0xf8;motor_delay(m);</p><p>　　P1=0xfc;motor_delay(m);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p>&

120、lt;p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　m=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b><

121、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void zstart() //z啟動(dòng)程序,正向</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(n>0)</b></p><p><b>　　{<

122、/b></p><p><b>　　zstop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　

123、z=0;</b></p><p>　　P2=0xfc;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xf8;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xf9;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xf1;motor_delay(i);</p><p>　

124、　P2=0xf3;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xe3;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xe7;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xe6;motor_delay(i);</p><p>　　P2=0xee;motor_delay(i);</p>

125、<p>　　P2=0xec;motor_delay(i);</p><p><b>　　if(i<6)</b></p><p><b>　　i++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>&

126、lt;/p><p>　　void zReversal() //z反向</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(i>0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　zstop(

127、);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　z=1;</b></p><p>　　P2=0xec

128、;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xee;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xe6;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xe7;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xe3;motor_delay(n);</p><p>

129、;　　P2=0xf3;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xf1;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xf9;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xf8;motor_delay(n);</p><p>　　P2=0xfc;motor_delay(n);</p>