xa_6132銑床的數(shù)控化改造畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　題目：XA6132銑床的數(shù)控化改造</p><p>　　系 別： 數(shù)控工程系 </p><p>　　專 業(yè)：數(shù)控設備應用與維護</p><p>　　姓 名： </p><p>　　

2、學 號： </p><p>　　指導老師： </p><p><b>　　2012年5月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　按照畢業(yè)設計的要求，將一臺XA6132普通升降臺臥式銑床改造成三坐標數(shù)控銑床。由于畢業(yè)設計的時

3、間限制，本次設計任務的要求如下：機械部分主要解剖一個坐標軸，完成機械結構設計，零部件及參數(shù)的選擇，完成部分計算過程：電氣和微機部分結合機械結構的設計特點主要完成數(shù)控系統(tǒng)控制部分整體方案的論證和選擇，使整個系統(tǒng)能夠較完美地結合，并完成硬件接線設計以及系統(tǒng)框圖。最后，總結本次畢業(yè)設計，完成畢業(yè)論文撰寫。</p><p><b>　　關鍵字:電氣，微機</b></p><p&g

4、t;<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　According to the requirements of the graduation design, will be a XA6132 ordinary lift platform horizontal milling machine transformed into three coordinates CNC mill

5、ing machine. Due to the time limit for the graduation design, the design of the task requirement as follows: the mechanical parts of the main anatomy a coordinate transformation, complete mechanical structure design, spa

6、re parts and the selection of parameters, finish part calculation process: electrical and mechanical structure of </p><p>　　graduation thesis.</p><p>　　Keywords :Electrical，Microcomputer</p&g

7、t;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　第一章 緒 論5</b></p><p>　　1.1 數(shù)控機床的發(fā)展5</p><p>　　1.2 數(shù)控改造給企業(yè)帶來的好處5</p&

8、gt;<p>　　第二章 設計參數(shù)的選擇7</p><p>　　2.1 設計內容7</p><p>　　2.2 資料準備7</p><p>　　第三章 方案比較和選擇9</p><p>　　3.1 伺服驅動9</p><p>　　3.2 CNC數(shù)控系統(tǒng)10</p>&

9、lt;p>　　3.3 機械部分12</p><p>　　第四章 機械部分的設計與計算13</p><p>　　4.1 滾珠絲杠螺母副的選用設計13</p><p>　　4.2 選擇螺紋軸直徑\導程及螺母13</p><p>　　4.3 精度的選擇16</p><p>　　4.4 熱變形的對策

10、16</p><p>　　4.5 支承軸承的選擇17</p><p>　　4.6 驅動電機的選擇17</p><p>　　4.7 錐形夾緊環(huán)結構的設計計算18</p><p>　　4.8 齒輪和同步齒型帶的工況比較20</p><p>　　第五章 CNC系統(tǒng)硬件電路的設計21</p>

11、<p>　　第六章 設計體會39</p><p><b>　　總 結39</b></p><p><b>　　致 謝40</b></p><p>　　參 考 文 獻41</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p>&

12、lt;p>　　1.1 數(shù)控機床的發(fā)展</p><p>　　在社會生產和科學技術迅猛發(fā)展的今天，機械產品的性能和質量不斷提高，產品更新?lián)Q代的周期也不斷縮短，因此，對機械加工設備的要求也不斷地在提高。使它不僅具有較高的生產效率和加工精度，而且能迅速地適應加工零件的變更。數(shù)控機慶就是在這種情況下產生和發(fā)展。電子技術、特別是計算機技術的發(fā)展又促進了數(shù)控機床的迅速發(fā)展。</p><p>　　數(shù)

13、控豈慶在當今世界已進入了批量生產，它的機械加工中所占的比重也愈來愈大，在航天、航空和汽車行業(yè)已經(jīng)成為不可缺少的機械加工設備。機床的數(shù)控比率不斷提高。它集計算機技術、傳感技術、自動控制技術、機床的數(shù)控化率不斷提高。它集計算機技術、傳感技術、自動控制技術、自動檢測技術為一體，能自動、高效、高精度、高質量地從事單位小批及復雜形面的加工，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個嶄新的階段。</p><p>　　數(shù)控機床代表著現(xiàn)代制造

14、業(yè)科技發(fā)展的方向和水平，目前已由單臺機床數(shù)控發(fā)展到FMS（柔性制造系統(tǒng)），CAMS（計算機集成制造系統(tǒng)），從而使數(shù)控機床成為組成現(xiàn)代生產系統(tǒng)，實現(xiàn)設計（CAD）、制造（CAM）、檢驗（CAT）與生產管理等全部生產過程自動化的基本設備。我國從1958年開始研制數(shù)控機床，在研制與推廣數(shù)控機床方面取得了一定的成績。近年來，由于收進了國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的制造技術，我國數(shù)控機床在品種數(shù)量和質量方面得到了迅速發(fā)展。目前，我國數(shù)控機床的發(fā)展不僅

15、從技術水平上已研制出五坐標數(shù)控銑床；加工中心：CNC系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)等，同時也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機床。但我國目前數(shù)控機床的開發(fā)、生產、使用及擁有量仍與先進國家有較大差距，要達到世界先進水平，還需迅速發(fā)展我國數(shù)控機床行業(yè)。</p><p>　　隨著工廠、企業(yè)技術改造的深入發(fā)展、各行各業(yè)對數(shù)控機床的需要量將會有大幅度的增長，這將有力地促進數(shù)控機床的發(fā)展。毫無疑問，數(shù)控機床必然會在我國現(xiàn)代化建設中發(fā)揮越來越大的作用

16、。</p><p>　　1.2 數(shù)控改造給企業(yè)帶來的好處</p><p>　　數(shù)控改造是對普通機床某些部位做一定的改造，配上數(shù)控裝置，從而使機床具有數(shù)控加工的能力。提高了機床的性能價值比用較低的價格，得到較高的機床性能。</p><p>　　數(shù)控機床在機械制造業(yè)中得到日益廣泛的應用，因為它具有以下特點：</p><p>　　（1）能適應不同

17、零件的自動加工：數(shù)控機床按照被加工零件的程序自動加工，要改變零件只需改變程序，而不必改變有關工裝。</p><p>　?。?）生產效率和加工精度高，質量穩(wěn)定。</p><p>　?。?）工序集中，一機多用：采用自動換刀裝置，可以在一次裝夾下幾乎完成零件的全部加工。</p><p>　?。?）能完成復雜形面的加工。</p><p>　?。?）數(shù)

18、控機床是高技術產品，價格較高，而且要求有較高技術水平的人員操作維修。盡管如此，數(shù)控機床的經(jīng)濟效益還是十分可觀的。</p><p>　　第二章 設計參數(shù)的選擇</p><p><b>　　2.1 設計內容</b></p><p>　　將一臺XA6132普通降臺臥式銑床改造成三坐標數(shù)控銑床。結合畢業(yè)設計的工作量和時間限制。機械部分主要解剖不軸，

19、完成機械結構設計，零件及參數(shù)的選擇，部分計算過程；電氣和微機部分主要完成數(shù)控系統(tǒng)控制部分整體方案的選擇，硬件接線圖，程序框圖。</p><p><b>　　2.2 資料準備</b></p><p>　　2.2.1 工件資料</p><p>　　本銑床改造后主要為加工幾個品種的制動凸輪軸，軸最長為650mm；該制動凸輪軸所需加工的輪廊外形含有直

20、線、圓弧和漸開線；要求的輪廊公差0.1 mm，對稱度公差為0.1 mm，表面粗糙度Ra1.6；工件材料為40Cr 鍛件；設計生產節(jié)拍為7nin/件。</p><p>　　2.2.2 原機床資料</p><p>　　由于軸是細長桿件，決定選擇臥式銑削加工。采用XA6132升降臺臥式改造，原機床有關資料為：進給電機1.5KW/1400 rpm，最大水平拖動力1500kgf；快進速度橫向、縱向為

21、2.3m/min；升降臺快進速度為0.77m/min；工作最大重量為500kg；機動范圍縱向為680mm、橫向為240mm、升降為300mm。</p><p>　　2.2.3 工藝資料</p><p>　　工件加工余量：最大銑削寬度7mm，最大銑削深度40mm。</p><p>　　刀具資料：高速鋼圓柱銑刀直徑φ32-φ40，刀齒數(shù)3-4。</p>&

22、lt;p>　　工藝資料：主軸轉速150-190rpm，走刀速度40-60 mm/min，每齒切厚為0.05-0.2mm,取0.1計算。</p><p>　　2.2.4 主切削力計算</p><p>　　根據(jù)機床設計手冊3，對高速鋼圓柱銑刀以工件為碳鋼計算：</p><p>　　FG = C f ·ae0.86·af 0.72 ·

23、d t -0.86 · ap · z</p><p>　　其中：Cf：系烽，取cf =68；</p><p>　　ae：銑銷接弧深（mm），取ae=7mm;</p><p>　　af：每齒進給量（mm/齒），取af=0.1mm;</p><p>　　dt：銑刀直徑（mm），取dt-32mm；</p><

24、p>　　ap：銑削深度（mm），取ap=40mm</p><p>　　z：銑刀齒數(shù)，z=4</p><p>　　FG=68×70.86×0.1 0.72 ×32 –0.86 ×40×4</p><p><b>　　=550.9kgf</b></p><p>　　如以

25、af=0.2 mm代入,則FGM=910kgf。FG=1200kgf。因此，以最大水平拖動力1200kgf計算，可以滿足最大切削力的要求。</p><p>　　其它有關主軸功率核算，夾緊工件用夾用具所需夾緊力計算這里不作介紹。</p><p>　　2.2.5 機床進給部件重量估計</p><p>　　縱向工作臺：長1.335m，加上夾具等約重220kg。</p

26、><p>　　橫向工作臺：約重445kg。</p><p>　　升降臺：約重1000kg。</p><p>　　第三章 方案比較和選擇</p><p><b>　　3.1 伺服驅動</b></p><p><b>　　3.1.1步進電機</b></p><p

27、>　　在我國設備數(shù)控化改造的一段時間里，較多采用步進電機作為伺服驅動組件。步進電機是一種特殊結構的電機，它利用通電激磁繞組產生反應力矩，將脈沖電信號的能量轉換為機械位移的機電執(zhí)行組件。當激磁按一定規(guī)律獲得分配脈沖時，步進電機的轉子會轉動。轉子轉過的角度與輸入的脈沖個數(shù)具有較嚴格的比例關系，而且轉動與輸入脈沖在時間上同步，因此可以利用這些特點控制運動的速度和位置量。</p><p>　　步進電機優(yōu)點是結構簡單

28、，電氣控制和驅動電路也簡單，體積小，重量輕，價格便宜，設計制造較簡單，容易調試，使用維修方便。位移精度較好，對各種干擾因素不敏感，結構誤差不會累積。另外，機電時間常數(shù)小，反應快。但步進電機也有缺點，主要是容易丟步，啟動頻率也不夠高，低頻時振動大，沖擊大，有時還有自激振蕩。步進電機沒有過載能力，當工作條件上變動時，可能造成失誤，因此步進電機多用于負載較小，負載變化不大或要求不太高 經(jīng)濟型簡易型數(shù)控制設備中。</p><

29、p>　　對于數(shù)控銑床的改造，為了保證銑床的性能，選X、Z坐標快進速度不低于2.4m/min，取為10 m/min。水平拖動力按15KN計算，則要求的功率為p=fv=15×10/60-2.5 kw。一般步進電機達不到此功率要求。因此，如要選用步進電機，必須相應就降低機床的某些性能，主要是快速性。另一方面，由于步進電機在低速下工作時有明顯的沖動，易自激振蕩，而且其激振頻率很可能落入銑削加工所用的進給速度范圍內，這對加工極為不

30、利，甚至造成失敗。可見采用步進電機不但要降低性能，而且很可能失敗。</p><p>　　此外，由于步進電機沒有過載能力，高速時扭矩下降很多，容易丟步。開環(huán)由于沒有反饋校正作用，一旦丟步會造成工件報廢，嚴重時甚至發(fā)生事故，而且如果不能及時發(fā)現(xiàn)還會造成工件的成批報廢，因此實際應用時不可靠。</p><p>　　3.1.2直流或交流伺服電機</p><p><b&g

31、t;　　1、閉環(huán)控制</b></p><p>　　采用直流或交流伺服電機閉環(huán)控制方案，結構復雜，技術難度大，試調和維修困難得多，造價也高。閉環(huán)控制可以達到很好的機床精度，能補償機械傳動系統(tǒng)中各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響，一般應用于要求高的數(shù)控制設備中。另外，由于閉環(huán)控制使機械傳動的各個環(huán)節(jié)設計制作不當都可能造成系統(tǒng)失穩(wěn)，所以相應地要求系統(tǒng)中每一個影響因素都嚴格控制把關。由于所設計的數(shù)控銑

32、床的目標工件加工精度不十分高，采用閉環(huán)系統(tǒng)的必要性不大。</p><p><b>　　2、半閉環(huán)控制</b></p><p>　　采用直流或交流伺服電機的半閉環(huán)控制，其性能介于開環(huán)和閉環(huán)控制之間。由于調速范圍寬，過載能力強，又采用反饋控制，因此性能遠優(yōu)于步進電機開環(huán)控制；反饋環(huán)節(jié)不包括大部分機械傳動無件，調試比閉環(huán)簡單，系統(tǒng)的穩(wěn)定性交易保證，所以比閉環(huán)容易實現(xiàn)。但是采

33、用半閉環(huán)控制，調試比開環(huán)控制步進電機要困難些，設計上也要有其自身的特點；另外反饋環(huán)節(jié)外的傳動元件將會直接影響機床精度和加工精度，因此在設計中也必須給予足夠重視。</p><p>　　在直流和交流伺服電機之間比較時，直流伺服主要缺點是體積大，重量大，還要用整流子和電刷，增加了維修工作量。交流調速逐漸擴大了其使用范圍，已經(jīng)取代直流伺服。控制技術已經(jīng)趨于成熟，其性能遠優(yōu)于直流伺服系統(tǒng)。</p><p

34、>　　經(jīng)過上述比較，綜合了成功率、技術難度、精度和投資等因素。決定選用交流伺服半閉環(huán)控制。</p><p>　　3.2 CNC數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　3.2.1模板化設計、總線式結構</p><p>　　本系統(tǒng)硬件部分采用模板化設計，總線式結構的思想，其目的是使系統(tǒng)具有大的靈活性和可擴充性。</p><p>　　所謂總線，是各種信

35、號線集合，它是組成微機系統(tǒng)的各插件或組成插件的各芯片間的標準信息通路。</p><p>　　該系統(tǒng)采用由美國PRO-LOG公司于1978年制定，IEEE協(xié)會1987年推薦的STD工業(yè)標準微型機總線。STD總線標準規(guī)模較小，但規(guī)定較為周密，因而適應性好，是一般流行的8位微處理器和單片機均可使用的標準總線，有通用標準總線之稱，廣泛用于工業(yè)微型計算機控制之中，與其他總線相比，STD總線具有以下優(yōu)點：</p>

36、<p>　　（1）小板結構：所有模板尺寸都為27（英寸）</p><p><b>　?。?）高可靠性：</b></p><p>　　（3）開放式結構：STD總線提供了開放式結構，可由大量模板根據(jù)要求向搭積木一樣拼裝自己的控制總線。總線驅動。</p><p>　　（4）兼容式的總線結構：適合多種CPU。</p><

37、;p>　?。?）產品配套，功能齊全：STD接中板可與現(xiàn)場的各種機動設備直接連接，如：驅動步進電機、交直流伺服電機等。</p><p>　　（6）模板化設計：為了針對不同控制對象的不同要求，可以選擇不同模板進行組合，構成不同的工業(yè)新社會制機，每種模板功能較單一，很易維修。</p><p>　　STD總線是56線的同步總線，由下列幾種總線組成：6根邏輯電源線，8根雙向數(shù)據(jù)線，16根地址線

38、，22根控制線，4根輔助電源線。數(shù)據(jù)總線和地址總線都是三態(tài)隔離式的。所有插板在不用時必須讓數(shù)據(jù)總線處于高阻狀態(tài)。地址總線也是三態(tài)的通常受CPU操作的控制線。配有供邏輯電路用的±5V電源及±12V直流輔助電源。16根地址線可對64KB存儲器直接尋址。</p><p>　　3.2.2系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　數(shù)據(jù)總線</b></p

39、><p><b>　　控制總線</b></p><p><b>　　地址總線</b></p><p><b>　　電 源</b></p><p>　　3.2.3各組成部分功能</p><p>　　系統(tǒng)由CPU及存儲器板、鍵盤及顯示器板、工關量I/0板、直流伺

40、服電機接口板組成。各部分功能如下：</p><p>　?。?）CPU及存儲器板：整個系統(tǒng)的控制中心，具備運算、控制和程序存儲等功能，并可為系統(tǒng)提供工作時鐘。</p><p>　?。?）鍵盤及顯示器板：操場作人員與數(shù)控系統(tǒng)交換信息的主要接口。操作人員通過鍵盤干預控制流程、修改零件和序、設定系統(tǒng)參數(shù)、操縱數(shù)控機床完成各種運動，也可通過顯示器了解數(shù)控系統(tǒng)中的有關數(shù)據(jù)和運行情況。</p>

41、;<p>　?。?）開關量I/0板：系統(tǒng)全部開關量的輸入輸出通道。一方面可將機床側的32路輸入信號輸入給計算機；另一方面可將計算機的控制命令經(jīng)過變換后作為給執(zhí)行機構的控制信號，以實現(xiàn)對機床開關的控制。</p><p>　　（4）交流伺服電機接口板：根據(jù)計算機的位置命令完成對直流伺服電機速度控制，從而驅動執(zhí)行機構實現(xiàn)一定的速度和位移量。</p><p>　　3.2.4 CNC系

42、統(tǒng)的主要功能</p><p>　　本系統(tǒng)采用8098單片作為控制核心，控制程序因化在EPROM中。采用直流伺服電機和編碼器構成半閉環(huán)系統(tǒng)，最小設定單位0.001mm。</p><p>　　系統(tǒng)選用CMOS RAM作為零件程序存儲器，最小存儲容量為8K。零件程序可以采用手動輸入，也可通過普通IBM-PC微型計算機用串行通訊方式輸入。零件程序的編輯十分方便。</p><p&

43、gt;　　該系統(tǒng)具有刀具長度、刀具半徑補償和位置偏移等多種補償功能。程序員只需按零件輪廊尺寸編制零件程序，不需計算實際的刀具中心軌跡，從而避免了繁瑣的計處。</p><p>　　另外本系統(tǒng)還具抗干擾措施和較完善的保護措施（如行程式極限、快速講給速度極限、切削速度極限等），可以提高系統(tǒng)工作的可靠性，避免發(fā)生意外事故。</p><p><b>　　3.3機械部分</b>&

44、lt;/p><p>　　在設備的數(shù)控化改造中，雖然核心工作量數(shù)控，但決不是全部。如果忽視了機械部分，完全按照電氣要求進行改造，或者是在改造中設計制造不盡合理，結果會給機床的數(shù)控化改造帶來意想不到的困難，甚至會因機械問題而導致失敗。</p><p>　　第四章 機械部分的設計與計算</p><p>　　4.1 滾珠絲杠螺母副的選用設計</p><p&

45、gt;　　機床在改造設計時應滿足有較長使用壽命的要求，而確保和提高機床的壽命的主要因素是零件的耐磨性和主要傳動部件的疲勞壽命。在數(shù)控改造的機床上，滾珠絲杠螺母副的工作壽命就顯得尤其重要。因此，在選用滾珠絲杠螺母副時以工作壽命為基礎進行計算。</p><p>　　1、設要求壽命為：Lf =2000h</p><p>　　切削阻力：w1=500kg</p><p>　　

46、滑動阻力：w2=220kg</p><p>　　最大行程：δ最大=680mm</p><p>　　快速進給速度：VMAX =1000mm/min</p><p>　　定位精度：±0.030/1000 (無負載)</p><p>　　滑動面摩擦系數(shù):μ=0.15 (對燕尾型導軌)</p><p><b

47、>　　2、操作條件</b></p><p>　　表中加減速中的慣量很小可以忽略的，因此，操作時間的比率很小。</p><p>　　4.2 選擇螺紋軸直徑\導程及螺母</p><p>　　4.2.1導程的選擇</p><p>　　由交流伺服電機的最大速度得：</p><p><b>　　1≥

48、</b></p><p>　　增加導程有利于進給速率，在控制系統(tǒng)分辨率能達到的要求下，可取得高些，這里取1＝6 。</p><p>　　4.2.2基本動力額定負載的檢校</p><p>　　按負載條件確定導程所要求的負載能力：</p><p>　　平均負載Fm及平均速度如下：</p><p&g

49、t;<b>　　Fm=(</b></p><p><b>　　nm=</b></p><p><b>　　所求負載能力如下：</b></p><p><b>　　L=</b></p><p><b>　　L1=</b></p&g

50、t;<p>　　其中：L：額定疲勞壽命（r）；</p><p>　　Ca：基本動態(tài)額定負載（kgf）;</p><p>　　Fa：軸向負載（kgf）;</p><p>　　Fw：負載因素（取決于操作條件）；</p><p>　　Lt：按小時的壽命（h）；</p><p>　　n：轉動速度（r/min）&

51、lt;/p><p>　　其中：Lt=20000h;</p><p><b>　　fw=1.2</b></p><p>　　因此4.2.3 螺母的選擇</p><p>　　由于設計著重于剛性，因此按以下的空轉量進行選擇：</p><p>　　T－系列（管型標準滾珠絲杠）</p><

52、p>　　類型：DFT（管型，單一法蘭，雙螺母——用隔離件預負載）</p><p>　　回路數(shù)：2.5卷×3列</p><p>　　選擇為：軸直徑d=φ40mm;導程1＝6mm;</p><p>　　基本動態(tài)負載額定值Ca=3990kfg。</p><p><b>　　1、臨界速度</b></p>

53、;<p><b>　　由</b></p><p>　　其中：L＝最大行程＋螺母長度／2 ＋軸端邊限度</p><p>　?。?80＋81＋200</p><p><b>　　961mm</b></p><p>　　f=21.9(由滾珠絲杠安裝方法所確定的系數(shù)，固定——固定)</p

54、><p>　　因此 dr≥7mm dr:絲杠螺紋溝槽直徑。</p><p><b>　　2.dm和n值</b></p><p>　　由dm≤70000/n，當n=1667r/min時，dm≤42mm。</p><p>　　其中：dm：鋼球的中心圓周直徑；</p><p><b>　　n

55、： 轉動速度。</b></p><p>　　4.2.4選擇滾珠絲杠系統(tǒng)的剛性</p><p>　　滾珠絲杠的主要部件（螺紋軸、螺母及支承軸承）所用的空轉量按以下所要求的空轉量進行設定：20×0.8=16μm</p><p>　　軸直徑d=40mm的滾珠絲杠部件的彈性位移是：導程△1≤8μm。</p><p>　　1、螺紋

56、軸的剛性：KS</p><p><b>　　彈性位移：△LS</b></p><p>　　這是按螺紋軸的中心進行計算，該處發(fā)生最大軸向位移：</p><p><b>　　由等式KS=</b></p><p>　　其中：E：彈性模數(shù)（2.1×104kfg/mm2）</p>&l

57、t;p><b>　　△LS=</b></p><p>　　其中:Fa：滑動阻力（Fa=108kgf）</p><p>　　2、螺母的剛性Kv和彈性位移△Lv</p><p>　　約將最大軸向負載的1／3設定為預負載：</p><p><b>　　Fa0=</b></p><

58、p><b>　　剛性計算如下：</b></p><p><b>　　KN=</b></p><p>　　其中：K：尺寸表中的剛性值</p><p>　　3、支承軸承的剛性（彈性位移：△LB）</p><p>　　所使用的支承軸承是剛于滾珠絲杠支承（26207）止推角面接觸滾珠軸承。</p

59、><p><b>　　△LB=</b></p><p>　　其中：KB：軸承的剛性值</p><p>　　因此,所選的滾珠絲杠螺母識別號：DF4006-7.5；軸直徑：40mm;導程：6mm。</p><p><b>　　4.2.5絲杠長度</b></p><p>　　L3＝最大

60、行程＋螺母長度＋端連限度</p><p>　?。?80＋161＋260</p><p><b>　?。?102mm</b></p><p>　　4.2.6對于已選擇的滾珠絲杠的確認計算</p><p><b>　　1、壽命預計</b></p><p><b>　　2

61、、允許速度</b></p><p><b>　　臨界速度：</b></p><p>　　dm·n值：dm·n=40.5×1667<70000</p><p><b>　　4.3 精度的選擇</b></p><p>　　定位精度：±0.030/

62、1000mm</p><p>　　由導程精度的允許值選精度級：C3</p><p>　　E＝±0.021/1000mm，e=0.015mm</p><p>　　其中：E：平均行程偏差；</p><p><b>　　e：行程變量</b></p><p>　　4.4 熱變形的對策</p

63、><p>　　出軸承的負載能力提供3度進行補償。</p><p>　　4.4.1熱位移△Lθ（mm）</p><p>　　變型：△Lθ=e·θ·1=12.0×10-6×3×895=0.032mm</p><p>　　其中：e：熱膨脹系數(shù)（取e=12.0×10-6）;</p>

64、<p>　　θ：螺紋軸的上升溫度；</p><p><b>　　L：螺紋軸的長度。</b></p><p>　　4.4.2 預拉伸Fθ</p><p>　　累計導程的目標值：—0.032/895mm</p><p>　　預拉伸：790kgf</p><p><b>　　拉伸：

65、0.032</b></p><p>　　4.5支承軸承的選擇</p><p>　　當ε確定為Fθ與CB的比率時，其中CB是支承軸承的動力負載額定值，而Fθ為其預接伸，選擇適合以下等式的支承軸承。</p><p>　　ε=Fθ/CB<0.20</p><p><b>　　軸承為：36207</b><

66、/p><p>　　4.6驅動電機的選擇</p><p>　　工作臺速度：10000mm/min-1667r/min</p><p>　　上升到最大速度的時間：0.16秒（最大）</p><p>　　4.6.1慣性矩JL（換算到電機軸上）</p><p><b>　　1、螺紋軸</b></p>

67、;<p>　　其中：q：材料的密度（q=7.8×10-3kgf/cm3）；</p><p>　　R：圓柱體的半徑（cm）；</p><p>　　L：圓柱體的長度（cm）。</p><p><b>　　2、活動件</b></p><p>　　3、同步齒形帶輪1，2</p><p&

68、gt;　　Jc=380kgf.cm2</p><p><b>　　4、合計</b></p><p>　　JL＝JB＋JW＋JC＝21。56＋6.7×10-3+38=59.56kgf.cm2</p><p><b>　　4.6.2驅動力矩</b></p><p>　　在穩(wěn)定速度下的驅動力矩，

69、由下式計算：</p><p>　　其中：TB：支承軸承的摩擦力矩，取TB=6.6kgf·cm2</p><p>　　TD：經(jīng)過預負載的螺母的摩擦力矩（kgf）,；</p><p>　　Fao：預負載（kgf）</p><p><b>　　I：導程（cm）;</b></p><p>　　K

70、：滾珠絲杠的預負載系數(shù)</p><p>　　1、在快速進給情況下：</p><p>　　2、在重切削情況下：</p><p>　　4.6.3電動機的選擇</p><p>　　最大速度：Nm≥1667r/min；</p><p>　　電機的額定力矩：Fm>TL,(kgf.cm)；</p><p&

71、gt;　　電機的傳子慣量：Jm>JL/3,(kgf.cm2)；</p><p>　　在以上條件的基礎上，可以選擇以下交流伺服電機：</p><p>　　額定功率輸出：Ww=3kw；</p><p>　　最大轉速：Nm=2000r/min；</p><p>　　額定力矩：TM=14.3N·m；</p><p&

72、gt;　　轉子慣量：JM＝0.084kg·cm·S2</p><p>　　4.6.4加速時間的檢校</p><p>　　其中：J：總慣量（Jh+Jm）；</p><p><b>　　Tm’=2×Tm；</b></p><p>　　TL：在快速進給下的驅動力矩；</p><

73、;p>　　f ： 安全系數(shù)（f=1.4）；</p><p>　　4.7 錐形夾緊環(huán)結構的設計計算</p><p>　　伺服電機的軸伸為光軸，采用錐形夾緊環(huán)與同步齒型帶輪相聯(lián)的方式比較方便。電機軸直徑為φ35，由《機床設計手冊》3中可選用到d=35mm，D=40mm，L=7mm，1=6的錐環(huán)，選用兩組。</p><p><b>　　計算過程如下：<

74、;/b></p><p><b>　　基本參數(shù)：</b></p><p>　　消除內環(huán)與軸、外環(huán)與孔的配合間隙所需的初始軸向力P0＝1010×9.8≈9.9×103N；</p><p>　　錐環(huán)每單位接觸壓力所能傳遞的扭短M0=1.38N·M/MPa；</p><p>　　錐環(huán)產生每單

75、位接觸壓力所需軸向力F1=356N/Mpa；</p><p>　　摩擦系數(shù)μ=0.12；</p><p>　　所能傳遞的扭矩M=CM0[P]≥KMn，其中Mn為額定扭矩，K≥5為動載荷系數(shù)，[P]為許用接觸壓力[P]=10—15kgf/mm2,取為100—150mpa,系數(shù)，其中n=2為組數(shù)，</p><p><b>　　。</b></p

76、><p>　　選電機扭矩為Mn=18NM，取K＝6，則：</p><p>　　所需軸向力P＝P0＋F1[P]=9.90.356×50≈27.8KN</p><p>　　用螺栓拉緊壓緊套產生軸向力，螺栓強度計算用式校核，取[σ]=0.4σs,n=6,用f0=p代入，則得。由于安裝位置有限，若采用M8×1的螺栓，d1=6.917mm,則要求，只能采用40

77、Cr并經(jīng)調整質處理來達到。</p><p>　　由上述計算可以看出：</p><p>　　1、錐形夾緊環(huán)聯(lián)結軸必須進行計算，否則如果軸向壓緊力過大，可能超過允許接觸應力[P]，造成零件的損壞，但是如果軸向壓力不足，則可能造成聯(lián)軸的不可靠，使用中當扭矩過大時會發(fā)生失步。</p><p>　　2、在考慮壓緊套時，要產生壓緊力的接觸面積并不大，但壓力較大?？紤]到緊固用螺栓

78、不大。共接觸面積小，會形成大的接觸壓力。因此，壓緊套要用較好的材料制作，否則，會因接觸壓力過大造成損傷。</p><p>　　3、為了保證合適的軸向力，在緊固壓緊時，對螺栓所施加的擰緊力矩受到控制，這可用式求出，用扭力板手限定，其中F為單價目螺栓的鎖緊力，d2為螺栓的中徑，λ為螺紋升角，φ為摩擦角。</p><p>　　4、上述計算實際很粗，因為μ可以達到0.2，且由△max求消除間隙所需

79、軸向力時，△max、φ變化，P0的變化也很大，這給精確調整和控制軸向力帶來困難。</p><p>　　5、也可采用帶螺紋的壓緊套，其強度比較容易滿足，只是制造稍復雜些；另外，套與錐環(huán)接觸面在壓緊時要相對滑動，對壓緊不利，有磨損。</p><p>　　4.8 齒輪和同步齒型帶的工況比較</p><p>　　用一對齒輪作為傳動副時，為了消除齒輪傳運中的間隙，要采用可調拉

80、簧的薄片齒輪的結構。可調接簧的設計和制造以及調整不可能完全滿足設計要求，它總是一個大概的范圍。所以，調整起來不方便也不夠精確。而齒輪傳動要實現(xiàn)無間隙傳動結構復雜，傳動噪聲大，調整不方便。而用同步齒型帶輪傳動，傳動平穩(wěn)?？筛綦x電機本身帶來的振動，調整皮帶輪的松緊很方便。只需根據(jù)皮帶的長度，測量皮帶的振動頻率或利用壓力傳感器測皮帶中間表面的張力，就能做到精確調整，使傳動成為無間隙傳動，同時又可使皮帶壽命達到一理想值。</p>

81、<p>　　第五章 CNC系統(tǒng)硬件電路的設計</p><p>　　5.1 CPU及存儲器模板設計</p><p>　　5.1.1 CPU的選擇</p><p>　　CPU是計算機系統(tǒng)的核心，它的性能決定了整個系統(tǒng)的性能。目前工業(yè)控制中常用的CPU有8位（如Z80A）、16位（如8086、8088、80286）和32位（如80386、80486）數(shù)種，單片機

82、又有8位（如51系列）和16位（如8096、8098）之分。</p><p>　　由于單片機集CPU、存儲器和I/0接口于一身，與其它CPU相比，系統(tǒng)構成簡單、可靠性高、價格低廉，且性能完全能滿足CNC系統(tǒng)對計算機的要求，因此決定采用單片機。</p><p>　　在單片機中，Intel公司的51系列和96系列最常用。8098單片機是MCS96系列中的一員，采用8位外部數(shù)據(jù)總線，而內部CPU

83、仍然保持16位結構，因此稱之為準16位機，其價格遠低于原本的16位機，而性能卻保持上乘。</p><p>　　8098單片機具有一個16位CPU、232字節(jié)RAM、兩個4位和兩個8位并行I/0接口、一個全雙工串行通訊接口、兩個16位可編程定時器/計數(shù)器、4通道的10位A/D轉換器、4個高速輸入通道、6個高速輸出通道等部件，能實現(xiàn)16位×16位的乘法指令和32位÷16位的除法指令，處理能力遠高于

84、51系列單片機，與8096基本相當，由于外部采用8位數(shù)據(jù)總線，與8096相比，連接方便，價格低廉，故采用8098單片機。</p><p>　　5.1.2 存儲器的選擇</p><p>　　存儲器主要分為隨機存取存儲器RAM和只讀存儲器ROM。</p><p><b>　?。?）ROM的選擇</b></p><p>　　R

85、OM的特點是，程序寫入后只能讀出，不能寫入，斷電后不會丟失信息。ROM主要用來存放系統(tǒng)軟件，包括：初始化程序，插補程序、鍵盤及顯示器管理程序和編譯程序、診斷程序編輯程序、伺服系統(tǒng)的驅動程序、刀初程序等。根據(jù)在滿足容量要求時盡可能選擇大容量芯片，可以減小芯片組合數(shù)量且以備系統(tǒng)功能擴充之用的原則，因此選用2片27128，共32K容量。</p><p>　　27128是28腳雙列直插EPROM，容量為16K×

86、18。其中A0-A13為14位地址線，00-07為8位數(shù)據(jù)線，CE為芯片允許信號低電平有效，VCC、GND分別為+5V和接地端。工作方式如下：</p><p>　?。?）隨機存取存儲器RAM</p><p>　　RAM的特點是：即能寫入又能讀出信息，但斷電后會丟失登記處。RAM一般來存放應用程序、零件加工程序、緩沖區(qū)（刀補運算、插補運算、顯示緩存）、以及中間結果，工作寄存器和堆棧等。本系統(tǒng)

87、選用二片具有8K字節(jié)容量的6264作為外部RAM，為了防止RAM中的登記處丟失，采用了掉電保護電路。</p><p>　　6264 27128</p><p>　　6264是28腳雙列直插RAM，各引腳的操作方式如下：</p><p><b>　　（3）輔助電路</b></p&

88、gt;<p><b>　　①地址譯碼：</b></p><p>　　由于8098對存儲器和外部設備采用統(tǒng)一編址方式，因此選用74LS138譯碼器對存儲器和I/0接口統(tǒng)一地址譯碼。</p><p>　　74LS138譯碼器功能表如下：</p><p>　　由于一塊74LS138無法滿足所有芯片的地址譯碼，</p>&l

89、t;p>　　因此采用多級譯碼的方式，進地址分配。增加一塊</p><p>　　74LS138譯碼器。地</p><p>　　址線的A7、A6、A5，對其它模板進行二級譯碼，</p><p>　　在各模板上再用74LS1138對范圍內的芯片進行地址</p><p>　　分配，進行三級譯碼。全部模板、芯片的地址分配如下表：</p>

90、;<p><b>　　②總線驅動器：</b></p><p>　　各種接口電路都有一定的驅動能力，可帶一定數(shù)量的負載。這在應用系統(tǒng)較小時往往可以適用，但是系統(tǒng)較大，外圍設備較多，電路較復雜時就不能滿足要求。于是，需要配置總線驅動器來提高總線的驅動能力。</p><p>　　74LS245是一種8位雙向總線收發(fā)器，三態(tài)門輸出，常用作總線驅動器。芯片引腳如右

91、圖所示。</p><p>　　輸入/輸出引腳分為兩組，一組是A1-A8，另一組是</p><p>　　B1-B8?？刂菩盘栍袃蓚€，一個是傳送允許，另一個是</p><p>　　傳送方向控制DIR。當輸入低電平時，允許數(shù)據(jù)傳送，</p><p>　　否則不允許傳送。當DIR為高電平時，數(shù)據(jù)由A端傳送到</p><p>　

92、　B端；當DIR為低電平時，數(shù)據(jù)由B端傳送到A端。傳送控制如表如表：</p><p>　　用作數(shù)據(jù)總線驅動器時，第一引腳DIR接RD，當RD為低電平時，DIR為低，數(shù)據(jù)由B端傳送到A端，即CPU進行讀操作；當RD為高電平時，DIR為高，數(shù)據(jù)由A端傳送到B端，CPU可進行寫操作。由于使用了74LS245，提高了總線的驅動能力。</p><p><b>　?、鄣刂锋i存器：</b

93、></p><p>　　8098規(guī)定P3口提供低8位地址線，同時又要作數(shù)據(jù)線，所以為分時輸出低8位地址和數(shù)據(jù)的通道口。為了把地址信息分離出來，將74LS373的片選端接低電平，G與8098的地址鎖存信號ALE連接。當G-1時，片未選中，當G由高電平轉為低電平時，將輸入數(shù)據(jù)鎖入Q1-Q8中。即由CPU發(fā)出的地址允許鎖存信號ALE的下降沿將地址信息鎖存和鎖存器中。</p><p>　　7

94、4LS373的功能表和芯片管腳圖如下：</p><p>　　(4) 掉電、復位保護電路 74LS273</p><p>　　作用：①系統(tǒng)掉電及復位時，能自動切換備用鋰電池對RAM供電，保持RAM的數(shù)據(jù)不會丟失。</p><p>　?、谙到y(tǒng)加電、掉電過渡過程中，保證RAM中的數(shù)據(jù)不會改變，即保證VCC在4.5V-0V變化時，

95、阻止CPU和澤碼器對6264的誤讀/寫操作。</p><p><b>　　電路圖：</b></p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　1、2、3為電壓比較器，7432：A/B/C為三個部門，HD為一發(fā)光二級管，C4、C6、C10為濾波電容，D6為一穩(wěn)壓管（穩(wěn)壓值為3V）。正常工作時，E1為+5V，

96、V1-V2=V3（穩(wěn)壓管作用），因E1>3.6V，故D1截止，D2導通，E1通過D2正常向VDD供電，而對電壓比較器來說，因V1+=3.6V，故其輸出端為“1”電平，從而使HD反偏，不會發(fā)光。</p><p>　　而根據(jù)R113.3K，R12=10K的分壓作用，可知VA=E1×R12/（R12+R11）=5×10/（10+3.3）=3.75V，顯然，因V2+VA=3.75V>V2-

97、=3V，故電壓比較器2輸出為“1”電平，一路向片選CS2提供正常信號，而另一路要影響電壓比較器3的工作。對于3而言，根據(jù)分壓作用，知V3+=E1×R9/（R8+R9）=5×0.33/(1+0.33)=1.24V，這時，VB=5V，故必定通過D7、R15向C7充電，直至C點電壓升高至（5-0.7）=4.3V為止，也就是說C點電位被嵌位在高電平4.3V左右，這時V3=1.24V<V3-=VC=4.3V，故電壓比較器

98、3輸出“0”電平，即VD=0，不影響7432；A/B的另一路WR及Y3的工作，且也不能通過7432；C使三級管T1截止，使T1集電極始終處于高電平，即RST=1，系統(tǒng)處于不復位狀態(tài)。</p><p>　　當E1上電0→3.6V時，如前所述，上面電路保證E2備用電池向VDD正常供電，而若長期處于掉電過程，E2電壓上降，致使V1+<V1-，則電壓比較器1輸出“0”電平,從而使HD正偏，發(fā)光警告?zhèn)溆娩囯姵仉妷翰蛔?/p>

99、，提示更換電池。對于上面電路，當E1從0→4.5V時，因V2+=VA=E1×R12/（R12+R11）=E1×10/（10+3.3）=0→3.375V，當V2+<V2-時，電壓比較器2輸出端B為“0”電平，這以后C7通過R15和D7放電，從而使C點為“1”電平，從而通過兩個或門7432；A/B，使、CS為高電平，即封鎖、信號的輸入，從而起到保護RAM內容不被誤操作抹去，而D點高平又通過或門7432；C使三級管基

100、極電位為“1”，從而使T1導通，集電極電平為“0”，即使RST=0，向系統(tǒng)發(fā)出復位信號，系統(tǒng)處于復位狀態(tài)。</p><p>　　同理，掉電期間（5V→0V）的工作過程同加電期間的工作過程。</p><p>　　由于外界原因需要8098復位，重新啟動。8098的復位過程是：在電源電壓VCC、振蕩信號發(fā)生器均處于穩(wěn)定狀態(tài)后，當8098單片機的引腳保持兩個狀態(tài)周期以上的低電平，接著又處于高電平。

101、該單片機便開始執(zhí)行時間為10個狀態(tài)周期的復位序列。這個復位序列使片內一些寄存器初始化、PSW清零，程序計數(shù)器PC被賦值為2080H。在此基礎上，8098單元片機開始執(zhí)行首地址為2080H的程序。</p><p>　　在此采用的電路除了具有上電自動復位功能外，還可以能過復位按鍵迫使為低電平。當系統(tǒng)掉電時，復位電容器里存儲的能量可以以二級管為通路迅速放電，這為單片機在反復上電的情況下可靠復位提供了保證。</p&

102、gt;<p>　　5.2鍵盤、顯示器接口模板的設計</p><p>　　該模板是由鍵盤、顯示器、驅動元件、鎖存器、譯碼器等組成。</p><p>　　5.2.1 元件選擇及電路設計</p><p>　　對鍵盤上閉合鍵（壓下支的鍵）的識別以及對顯示器的控制，一般是通過通用的I/0接口電路并由程序完成。然而，對實時微機應用系統(tǒng)的設計者，考慮到微機的有限運算

103、速度，總希望盡量減小CPU對鍵盤及顯示器管理所占用的時間。8279芯片就是由Intel公司為此而設計的集成接口芯片。它是一種專用于鍵盤/顯示器的可編程接口電路，能對鍵盤自動掃描，給出閉合按鍵的鍵碼，能自動向數(shù)碼管顯示器輸出顯示代碼和位代碼。因此，是一種功能較強、使用方便靈活的可編程鍵盤/顯示器接口電路。</p><p>　　鍵盤和顯示器通過8279芯片與數(shù)控系統(tǒng)的CPU的控制、數(shù)據(jù)及地址總線相連，鍵盤和顯示器掃描

104、信號的發(fā)生以及動態(tài)顯示時的數(shù)據(jù)更新均由8279芯片獨立完成。</p><p>　　5.1.2 8279芯片</p><p>　　Intel8279是一種實現(xiàn)鍵盤輸入和段式數(shù)碼顯示控制的專用智能芯片，它的功能由兩部分組成：接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并做預處理，顯示數(shù)據(jù)的管理和對數(shù)據(jù)顯示器的控制。</p><p>　　它具有以下一些特點：</p><p&

105、gt;　　（1）與微處理器接口簡單；</p><p>　　（2）自動實現(xiàn)鍵的“去抖”和重鍵處理；</p><p>　　（3）能以中斷或查詢兩種方式工作；</p><p>　　（4）能按FIF0（先進先出）方式實現(xiàn)</p><p><b>　　8個鍵值的緩沖；</b></p><p>　　（5）常規(guī)

106、情況能同時管理64物理鍵和16</p><p><b>　　個八段數(shù)碼管。</b></p><p><b>　　其引腳定義如下：</b></p><p>　　DB0-DB7；雙向數(shù)據(jù)總線</p><p>　　、：讀寫選通信號 片選信號</p><p>　?。簭臀恍盘?

107、 CLK：時種信號</p><p>　　A0：命令/狀態(tài)或數(shù)據(jù)識別信號，=1為寫命令或讀狀態(tài)；=0為數(shù)據(jù)IRQ：中斷請求信號</p><p>　　SL0-SL3：輸出線。這四條輸入線用來掃描鍵盤和顯示器</p><p>　　RL0-RL7：輸入線，是鍵盤矩陣或傳感器矩陣的列信號輸入線</p><p>　　OUTA0-OUTA3

108、,OUTB0-OUTB3：顯示輸出線</p><p><b>　?。猴@示消隱信號</b></p><p>　　SHTFT：擴展鍵盤位的換擋信號，帶上拉電阻，高電平有效</p><p>　　CTRL／STB：控制鍵輸入／選通信號輸入，高電平有效</p><p>　　8279的8根數(shù)據(jù)總線與STD總線的D0－D7相連，它的、

109、、CLK、分別與STD總線的同名信號線相連接。其中CLK的另一端接8098的HS0.0腳，由8098的高速輸出通道HS0.0產生IAMZ的脈沖信號。在對8279初始化時，可編程為10分頻，以便得到8279所需的100KHZ的內部時鐘。與該接口板的片選信號相連。由于CPU對8279的監(jiān)視采用查詢方式，每16ms定時中斷查詢一次，所以中斷請求信號IRQ懸空不用，A0與8098的最低位地址線AD0相連；SHIFT和CNTL／STB腳接0電平。

110、</p><p>　　5.1.3鍵盤控制的原理</p><p>　　8279的掃描輸出有兩種方式供選擇：譯碼掃描和編碼掃描。所謂譯碼掃，四條掃</p><p>　　在先進先出寄存器（FIF0 ROM）中有一個字節(jié)的FIF0狀態(tài)寄存器，它始終存有描線在同一時刻只有一條是低電平，并按著一定的頻率輪流更換。如果用戶鍵盤的掃描線多于4根時，則8279的掃描應工作在編碼輸出方

111、式，增加一片譯碼器，來擴大掃描線數(shù)。</p><p>　　本設計有24個按鍵，組成3×8的矩陣。SL0-SL2是3根行線，RL0-RL7是8根列線，每個鍵的一端接某一行線上，而另一端接某一列線上。在逐行掃描時，列線用來搜尋一行中閉合的鍵，當某一鍵，閉合時，消抖電路被置位，延時等待10ms之后，再檢查該鍵是否閉全，若閉全，則該鍵的行列地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)送入8279內部的FIF0存儲

112、器。</p><p><b>　　格式為</b></p><p>　　芯片的控制端CNTL，換擋端SHIFT接地，因此編碼的最高兩位都取“0”。表示FIFO是滿是空、存有多少個數(shù)值，以及表示溢出或無溢出、顯示無效等狀態(tài)的信息。在CS為低電平，A0為高電平時，CPU可以通過RD讀出該狀態(tài)字。該狀態(tài)字形式如表：</p><p><b>　

113、　狀態(tài)字的意義見表：</b></p><p>　　系統(tǒng)在接通電源或按下“復位”鍵后都要執(zhí)行一段8279初始化程序。該段程序的任務就是將讀取8279中的FIFO內容、顯示和鍵盤工作方式、顯示RAM的地址設置、FIFO和顯示BAM的清零、掃描頻率等五個命令字寫入8279中的有關寄存器，而8279將這些命令都鎖存起來，然后逐個進行譯碼，并將執(zhí)行相應的功能。該系統(tǒng)鍵盤掃描時間為5.1MS，去抖動時間為10.3

114、MS。時序控制電路中的一些計數(shù)器對內部基頻進行分頻，提供適應的鍵盤以及顯示器掃描時間。</p><p>　　8279顯示器和鍵盤、方式命令字進行譯碼后也進行相應的功能處理。在該系統(tǒng)中顯示和鍵盤方式命令字采用編碼掃描，兩鍵互鎖工作方式。兩鍵互鎖是指，當被按上鍵盤未釋放前，第二鍵又初按上時，F(xiàn)IFO僅接收第一鍵的代碼，第二鍵當作無效鍵處理。在鍵盤工作方式時，8279從YE0行開始，逐行掃描鍵盤，每掃描一行將6根回送線

115、（RL0－RL5）的數(shù)據(jù)由回送緩沖器實現(xiàn)緩沖和鎖存。若該行中有鍵閉合，就等待10.3MS，然后再重新檢查該鍵是否還閉合，若該鍵仍閉合，就將該鍵的代碼送到FIFO RAM中。系統(tǒng)每隔16MS將8279中的FIFO狀態(tài)字讀入，然后判斷FIFO RAM中。系統(tǒng)每隔16MS將8279中的FIFO狀態(tài)字讀入，然后判斷FIFO RAM中是否存有鍵代碼值。若有鍵盤代碼值，數(shù)控系統(tǒng)將它讀入進行分析判斷，然后轉到執(zhí)行該鍵的處理子程序，作該鍵所表示的功能處

116、理。</p><p>　　5.1.4顯示控制的原理</p><p>　　本系統(tǒng)每個坐標有5片LED晃示，共需15片LED，顯示掃描線有15根，故顯示方式采用編碼掃描，增加一片4－16譯碼器74154。輸入SL0－SL3四根掃描線，輸入16根掃描線輪流選通15片LED。</p><p>　　8279內設置了顯示RAM，用來存放顯示數(shù)據(jù)，它有16×8位的容量信

117、，最多可存放16位的顯示信息。顯示數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)總線D0-D7及寫信號可以分別寫入顯示存儲器的任何一個單元內。一旦數(shù)據(jù)寫入后，8279的硬件電路便自動管理顯示存儲器的輸出及同步掃描信號。</p><p>　　7段LED用共陽極顯示方式，8279的OUTA0-OUTA3，OUTB0-OUTB3作為段選路，74154的15根掃描線作為位選口，由于它們的驅坳能力太低，不能直接驅動顯示器點亮，故增加驅動芯片ULN2003A

118、，此芯片后面進行介紹。而7406（7407）芯片驅動能力較小，應避免使用。</p><p>　　8279進入顯示工作方式時，在顯示掃描脈沖控制下，從右至左按順序逐個點亮顯示器，每個顯示器被點亮的時間只占掃描時間的十六分之一，而其熄滅時間占十六分之十五。由于顯示器導通過流過較大的電流，而顯示器又有余輝，再者顯示掃描頻率較高，顯示器所顯示的字符都是清晰可辨的。</p><p>　　5.3 I/

119、0接口模板</p><p>　　該模板以兩片8255可編程并接口芯片為主，用三片74LS245將8255與STD總線相連。用TLP521-4光隔芯片將8255與外電路隔離。用ULN2003作為輸出驅動器。</p><p>　　5.3.1開關量設計</p><p><b>　　輸入開關量功能表</b></p><p>