雙回轉數(shù)控工作臺的設計【6張圖紙】

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雙回轉數(shù)控工作臺的設計 摘 要 在現(xiàn)有的三坐標聯(lián)動數(shù)控機床的工作臺上再增加一個具有兩個旋轉自由度的數(shù)控回轉工作臺，將其安裝在原有的工作臺上，與原有的工作臺成為一個整體，成為一個多自由度的回轉工作臺，即雙回轉數(shù)控工作臺。再通過對數(shù)控系統(tǒng)的升級（不屬于此題范疇），使該機床成為五坐標聯(lián)動的數(shù)控機床。這樣的雙回轉數(shù)控工作臺不僅可以沿X、Y、Z方向作平行移動，在A、B兩軸能同時運動，且能隨時停止，在A軸上能夠在一定角度內連續(xù)旋轉，在B軸上可以做360度的連續(xù)旋轉。不僅可以加工簡單的直線、斜線、圓弧，還可適應更復雜的曲面和球形零件的加工。 關鍵詞：數(shù)控，回轉工作臺，五坐標聯(lián)動，雙回轉，機床 ABSTRACT At current three sit the mark connect the number that move the work on the stage controls the machine bed increases a number for having two revolve free degree controls the turn-over work set, will its gearing is in the original work on the stage, with originally possessed of the work set becomes a the whole, becoming the turn-over work set of a many free degrees, namely the double turns round the number controls the work set. Pass again the grade creep( do not belong to this category) that logarithms control system, make the machine's bed become five sit the mark connect the dynamic number controls the machine bed. Such a turn-over number controls the work set can not only make the parallel ambulation along the X, Y, the direction of Z, continuing to revolve in A, B two stalks can at the same time exercise, and can at any time stop, on the A stalk can in the certain angle, canning the 360 degrees of revolving continuously on the B stalk. Can not only process the simple straight line, oblique line, arc, can but also adapt to the more complicated curved face to processes with the spheroid spare parts. Key words：The numeric controls, Turning round the work set, Five sit the mark; Connect to move, The double turns round, Machine bed 機械工程及自動化 83 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1 本課題的研究范圍及應解決的主要問題 1 1.2 本課題的研究目的和現(xiàn)實意義. 1 1.3 國內外現(xiàn)有數(shù)控發(fā)展狀況 2 1.4 當代數(shù)控發(fā)展的主要趨勢 3 1.4.1 基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)已得到廣泛認可，具有強大的生命力……………………………………………………………………. 5 1.4.2 全數(shù)字化是未來數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢. 6 1.4.3 多通道軟件體系結構是適應整合數(shù)控機床的不二選擇. 6 1.4.4 網(wǎng)絡化功能已從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡監(jiān)控、維護與管理方向發(fā)展. 6 1.4.5 高速高精度控制是數(shù)控技術發(fā)展的永恒主題. 8 1.4.6 智能化控制是提高數(shù)控加工效率的有效手段. 10 1.4.7 CAD/CAM與CNC的集成已成為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能的重要途徑. 10 1.5 數(shù)控機床的升級（五軸聯(lián)動） 11 第2章 電動機的選擇與控制 12 2.1 步進電動機的特點與種類 12 2.1.1 步進電動機的特點 12 2.1.2 步進電動機的種類 12 2.2 步進電動機的選擇 14 2.3 步進電動機的控制 14 2.3.1 步進電動機的速度控制 14 2.3.2 步進電動機的點—位控制 20 2.3.3 步進電動機的加減速控制 22 第3章 工作臺方案的選定 24 3.1 分度工作臺 24 3.2 數(shù)控回轉工作臺 25 3.2.1 開環(huán)數(shù)控轉臺 26 3.2.2 閉環(huán)數(shù)控回轉工作臺 27 3.3 雙螺距蝸桿傳動 27 第4章 雙回轉數(shù)控工作臺結構設計 30 第5章 蝸輪蝸桿設計計算 34 5.1 蝸桿傳動輸入?yún)?shù) 34 5.2 接觸疲勞強度計算 34 5.3 確定蝸輪蝸桿主要尺寸 36 5.4 蝸桿的傳動效率 37 5.5 蝸桿蝸輪的精度等級的選擇 37 5.6 蝸桿傳動的熱平衡計算 38 第6章 齒輪設計計算 39 6.1 齒輪設計輸入?yún)?shù) 39 6.2 齒輪傳動結構形式和布置形式 39 6.3 材料及熱處理 39 6.4 齒輪基本參數(shù) 40 6.5 齒面接觸疲勞強度的校核 43 6.6 齒根彎曲強度的校核 44 第7章 控制系統(tǒng)的設計 46 7.1 單片機 46 7.2 擴展數(shù)據(jù)存儲器 47 7.3 鍵盤及顯示電路的設計 48 7.4 越界報警電路設計 48 7.5 環(huán)形分配器的選用 49 7.6 驅動電路的設計 49 7.7 電源電路設計 50 7.8 程序設計 52 第8章 誤差補償分析 59 8.1 成型運動誤差補償概述 60 8.2 基本運動形式的軟件補償 62 8．2．1 直線運動的數(shù)控指令修正 63 8．2．2 圓弧運動的數(shù)控指令修正 63 第9章 進給系統(tǒng)精度分析 65 9.1 直線軌跡 68 9.2 圓弧軌跡 69 第10章 結 論 71 參考文獻 72 英文原文： 73 中文譯文： 78 致 謝 82 第1章 緒 論 1.1 本課題的研究范圍及應解決的主要問題 隨著科學技術的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品的形狀和結構不斷地改進，這就要求機床設備具有較好的通用性和較大的靈活性，以適用生產(chǎn)對象頻繁變化的需要。特別是對于航天航空等部門中的加工批量不大、生產(chǎn)周期要求短、改型頻繁、形狀復雜、精度要求又很高的這類零件的加工，三坐標聯(lián)動數(shù)控機床在這方面起了舉足輕重的作用。但是隨著高精尖技術要求的不斷提高，三坐標聯(lián)動機床已經(jīng)不能滿足要求。而五坐標聯(lián)動機床就能滿足這些要求。 采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。 在現(xiàn)有的三坐標聯(lián)動的數(shù)控機床的工作臺上，增加一個旋轉工作臺（一臺帶有兩個旋轉自由度的數(shù)控回轉工作臺），在通過對數(shù)控系統(tǒng)的升級改造（不屬于此設計范圍）使該機床成為五坐標聯(lián)動的數(shù)控機床. 1.2 本課題的研究目的和現(xiàn)實意義. 裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代化程度決定著整個國民經(jīng)濟的水平和現(xiàn)代化程度，數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)（如信息技術及其產(chǎn)業(yè)、生物技術及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術和最基本的裝備。而數(shù)控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 而5軸聯(lián)動加工又是數(shù)控技術發(fā)展的重中之重，采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展. 當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVOUTION系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。 1.3 國內外現(xiàn)有數(shù)控發(fā)展狀況 我國數(shù)控系統(tǒng)分為3種型級，即經(jīng)濟型、普及型和高級型。這是根據(jù)我國當前市場需求的實際情況，按技術應用不同領域和復雜程度進行的階段性標準來劃分的。在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)中，我們具有很大優(yōu)勢，在當前每年數(shù)千臺經(jīng)濟型數(shù)控車床和電加工機床的市場上，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)是“一花獨秀”(其中有10%左右的是合資企業(yè)產(chǎn)品)。在普及型數(shù)控系統(tǒng)的市場中，我們正在取得進展。進入90年代以來，我國數(shù)控系統(tǒng)的各方面研究力量在集中優(yōu)勢、突破關鍵、以我為主、發(fā)展產(chǎn)業(yè)的原則基礎上，逐步形成了以航天數(shù)控集團、機電集團、華中數(shù)控、藍天數(shù)控等以生產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)為主的國有企業(yè)，以及北京—法那科、西門子數(shù)控(南京)有限公司等合資企業(yè)的基本力量。當然，擁有我國自主版權的數(shù)控系統(tǒng)在市場開拓上仍要盡更大的力量。技術狀況80年代以來，國家對數(shù)控機床的發(fā)展十分重視，經(jīng)歷了“六五”、“七五”期間的消化吸收引進技術，“八五”期間科技攻關開發(fā)自主版權數(shù)控系統(tǒng)2個階段，已為數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化奠定了良好基礎，并取得了長足的進步?！熬盼濉逼陂g數(shù)控機床發(fā)展已進入實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化階段。數(shù)控機床新開發(fā)品種300個，已有一定的覆蓋面。新開發(fā)的國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品大部分達到國際80年代中期水平，部分達到90年代水平，為國家重點建設提供了一批高水平數(shù)控機床。在技術上也取得了突破，如高速主軸制造技術(12 000 r/min～18 000 r/min)、快速進給(60 m/min)、快速換刀(1.5 s)、柔性制造、快速成形制造技術等為下一步國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展奠定的基礎。當前，我國數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開發(fā)階段向推廣應用階段過渡的關鍵時期，也是由封閉型系統(tǒng)向開放型系統(tǒng)過渡的時期。從生產(chǎn)規(guī)模上看，已有像航天數(shù)控集團、華中數(shù)控系統(tǒng)有限公司、北京機床研究所等可實現(xiàn)批量生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化基地。 我國數(shù)控系統(tǒng)在技術上已趨于成熟，在重大關鍵技術上(包括核心技術)，已達到國外先進水平。目前，已新開發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)80種。自“七五”以來，國家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來支持，現(xiàn)已開發(fā)出具有中國版權的數(shù)控系統(tǒng)，掌握了國外一直對我國封鎖的一些關鍵技術。例如，曾長期困擾我國、并受到西方國家封鎖的多坐標聯(lián)動技術對我們已不再是難題，0.1 μm當量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿形系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進給數(shù)控系統(tǒng)、實時多任務操作系統(tǒng)都已研制成功。尤其是基于PC機的開放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，可實施多軸控制，具備聯(lián)網(wǎng)進線等功能，既可作為獨立產(chǎn)品，又是一代開放式的開發(fā)平臺，為機床廠及軟件開發(fā)商二次開發(fā)創(chuàng)造了條件。特別重要的是，我國數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高，MPBF值可以在15 000 h以上。同時大部分數(shù)控機床配套產(chǎn)品已能國內生產(chǎn)，自我配套率超過60%。這些成果為中國數(shù)控系統(tǒng)的自行開發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎。 1.4 當代數(shù)控發(fā)展的主要趨勢 數(shù)控車床又稱數(shù)字控制（Numbercal control,簡稱NC）機床。它是20世紀50年代初發(fā)展起來的一種自動控制機床，而數(shù)控車床是其中的一類實用性很強的機床形式。數(shù)控車床是基于數(shù)字控制的。數(shù)控機床，就是采用了數(shù)控技術的機床。是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。此種程序控制系統(tǒng)，即數(shù)控系統(tǒng)。 數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它自動閱讀輸入載體上事先給定的數(shù)字值，并將其譯碼，從而使機床動作和加工零件。 數(shù)控機床的組成：主機，CNC,驅動裝置，數(shù)控機床的輔助裝置，編程機及其他一些附屬設備。 1）主機 主機是數(shù)控機床的主體，是用于完成各種切削加工的機械部分。根據(jù)不同的零件加工要求，有車床、銑床、鉆床、鏜床、磨床、重型機床、電加工機床及其它類型 。與普通機床不同的是，數(shù)控機床的主機結構上具有以下特點：⑴由于大多數(shù)數(shù)控機床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，因此，數(shù)控機床的機械傳動結構得到了簡化。⑵為了適應數(shù)控機床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控機床機械結構具有較高的動態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。⑶更多地采用高效傳動部件，如滾珠絲杠副，直線滾動導軌等。 2）CNC裝置 這是數(shù)控機床的核心。用于實現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。現(xiàn)代數(shù)控機床的數(shù)控裝置都具有下面一些功能。 21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 ??? 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。 ??? 網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak）公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC）；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術廣場，簡稱IT廣場）；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。 數(shù)控機床(系統(tǒng))作為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的關鍵基礎單元，其功能的強弱和性能的好壞決定著上述制造模式的成敗。為適應日益復雜的制造過程，數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革。在體系結構方面，數(shù)控系統(tǒng)已基本上實現(xiàn)由專用型封閉式結構模式向通用型開放式結構模式的轉型，并向基于PC的全數(shù)字化體系結構發(fā)展；在網(wǎng)絡化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)可方便地與CAD/CAM集成為一體，數(shù)控機床的聯(lián)網(wǎng)運行，使得車間網(wǎng)絡化監(jiān)控、維護與管理變成了現(xiàn)實；在數(shù)控系統(tǒng)的高速、高精、高效控制方面，也采取了很多措施，如高速下的平滑控制算法、提高系統(tǒng)的快速響應能力、提高反饋和控制環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)分辨率等，獲得了不錯的效果；在智能化控制方面，通過采樣加工過程中影響產(chǎn)品加工質量的外部變量，實現(xiàn)了加工參數(shù)的自動修正、調節(jié)與補償，有效提高了CNC的工作效率。 本文結合近兩年來作者所在國家數(shù)控系統(tǒng)工程技術研究中心和武漢華中數(shù)控股份有限公司參觀漢諾威EMO2005和芝加哥IMTS2006的觀感，以及我們長期以來對數(shù)控技術發(fā)展動態(tài)的關注，對上述數(shù)控技術的發(fā)展趨向作一探討。 數(shù)控系統(tǒng)體系結構向基于PC的全數(shù)字化開放體系結構方向發(fā)展。 1.4.1 基于PC的開放式數(shù)控系統(tǒng)已得到廣泛認可，具有強大的生命力. 從兩次機床展上可以看到，著名廠商的高檔數(shù)控系統(tǒng)都以基于PC的開放數(shù)控系統(tǒng)為主流. SINUMERIK 840Di sl是基于PC的數(shù)控系統(tǒng)，其軟件系統(tǒng)[MMC(人機通信)軟件系統(tǒng)、NC(數(shù)字控制)軟件系統(tǒng)、PLC(可編程邏輯控制)軟件系統(tǒng)和通信及驅動接口軟件]中的MMC軟件系統(tǒng)采用Windows NT或XP操作系統(tǒng)。機床制造商可以按照自己的特殊操作方式和理念，利用Windows技術改變人機界面(HMI)。其開放式系統(tǒng)理念的一個重要特點是，可以在數(shù)控核心部分，使用標準的開發(fā)工具對用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和功能宏進行調整. FANUC 16i/18i/21i/30i系列是具有網(wǎng)絡功能的超小型、超薄型高檔CNC系統(tǒng)，其硬件結構采用CNC內建PC型式，NC卡完成高實時性要求的數(shù)控運算和PLC控制功能，PC完成操作界面、編程、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡等相對弱實時性要求功能。操作系統(tǒng)采用Windows 2000/XP或Windows CE。備有C語言執(zhí)行程序、嵌入式宏執(zhí)行程序等各類功能。CNC系統(tǒng)與主計算機的連接接口采用高速串行總線(HSSB)。FANUC 300i/310i/320i系列采用Windows CE作為操作系統(tǒng)，并提供動態(tài)鏈接庫函數(shù)供用戶二次開發(fā). HEIDENHAIN公司推出的最新一代TNC控制器iTNC 530采用全新的微處理器結構，具有非常強大的計算能力，可控制12軸，控制器本身包含主機單元和控制單元兩個部分。主機單元采用Intel處理器以及AGP圖形顯示卡，并帶有各類數(shù)據(jù)通信接口(Ethernet/RS232/RS422/USB等)，是典型的基于PC的系統(tǒng). FAGOR公司最高檔數(shù)控系統(tǒng)CNC8070是CNC技術與PC技術的結晶，是與PC兼容的數(shù)控系統(tǒng)，采用Pentium CPU，可運行WINDOWS和 MS-DOS，可控制16軸+3電子手輪+2主軸，可運行VISUAL BASIC，VISUAL C++，程序段處理時間<1ms，PLC可達1024輸入點/1024輸出點，執(zhí)行時間1ms/1k指令，具有以太網(wǎng)、CAN、SERCOS通訊接口，可選用±10V模擬量接口.能在基于PC的體系結構上設計出世界頂級數(shù)控系統(tǒng)，說明基于PC結構的開放數(shù)控系統(tǒng)具有很強的生命力。 1.4.2 全數(shù)字化是未來數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢. 全數(shù)字化不僅包括數(shù)控單元到伺服接口以及伺服系統(tǒng)內部是數(shù)字的，而且還應該包括測量單元的數(shù)字化。因此，現(xiàn)場總線、編碼器到伺服的數(shù)字化接口、驅動單元內部三環(huán)(位置環(huán)、速度環(huán)及電流環(huán))數(shù)字化，是數(shù)控系統(tǒng)全數(shù)字化的重要標志。 1) 編碼器到伺服的接口數(shù)字化也必將獲得發(fā)展 編碼器到伺服驅動的數(shù)字化接口雖然只在Heidenhain的系統(tǒng)中得以實現(xiàn)，但作為數(shù)字化數(shù)控系統(tǒng)的必要構成環(huán)節(jié)，未來將獲得更多發(fā)展。 2) 驅動單元三環(huán)全數(shù)字化是全數(shù)字化的重要內容 . 三環(huán)(位置環(huán)/速度環(huán)/電流環(huán))數(shù)字化是全數(shù)字化的重要內容。HEIDENHAIN iTNC 530控制單元最新的設計中集成了控制系統(tǒng)所有伺服控制回路(位置環(huán)/速度環(huán)/電流環(huán))，所有伺服計算都在DSP(數(shù)字信號處理器)中完成。測量組件的反饋均集成在控制單元上，包含位置反饋和速度反饋。 1.4.3 多通道軟件體系結構是適應整合數(shù)控機床的不二選擇. 針對制造業(yè)對整合數(shù)控機床(即融合工業(yè)機器人、影像處理系統(tǒng)和精密物料搬運各項功能的機械，不僅能完成通常的加工功能，而且還具備自動測量、自動上下料、自動換刀、自動誤差補償、自動診斷和聯(lián)網(wǎng)等功能)的巿場需求，各著名數(shù)控系統(tǒng)廠紛紛將多軸(包括多主軸)多通道控制、軸同步控制、軸疊加控制、軸混合控制、信道協(xié)同等功能列為新的研究點。同步控制可以令不同通道的運動軸按照某種時序關系或某種條件達到同步，混合控制可讓一個軸的混合命令在各通道之間進行交換，閥加控制能把一個軸的移動命令疊加到屬于另一通道的另一個軸上去.如Fanuc 30i系統(tǒng)，具有10通道，八根主軸，可控進給軸數(shù)達32根，可聯(lián)動控制進給軸數(shù)達24個，能同時運行十個獨立的數(shù)控加工程序，具有軸同步、混合、疊加控制等功能?；诖讼到y(tǒng)，F(xiàn)ANUC公司推出了四個搬運機器人、一套天車輸送線、外加兩部六腿切削加工機器人的整合加工系統(tǒng)。整個系統(tǒng)動作協(xié)調、有序，銜接順暢，體現(xiàn)了典型的多通道數(shù)控系統(tǒng)的特徵. 1.4.4 網(wǎng)絡化功能已從單一的數(shù)據(jù)傳輸向網(wǎng)絡監(jiān)控、維護與管理方向發(fā)展. 1) 以太網(wǎng)接口已成為數(shù)控系統(tǒng)與外部計算機聯(lián)網(wǎng)通訊的主要選擇，零件程序等數(shù)據(jù)文件的快速網(wǎng)絡傳輸已成為數(shù)控系統(tǒng)的基本功能.著名系統(tǒng)廠的數(shù)控系統(tǒng)均具備強大的網(wǎng)絡功能，并將以太網(wǎng)接口作為數(shù)控系統(tǒng)的基本配置或選擇配置，實現(xiàn)與外部計算機的聯(lián)網(wǎng)通訊。 SIEMENS 840D采用SINDNC軟件模塊可將SINUMERIK系統(tǒng)快速、簡單和經(jīng)濟地添加到標準的以太網(wǎng)網(wǎng)絡中，并與Windows PC和UNIX工作站之間建立穩(wěn)定的連接，還可以使用標準CF卡進行程序與數(shù)據(jù)的傳輸。集成的以太網(wǎng)功能保證了數(shù)控系統(tǒng)文檔與計算機之間的快速傳輸，其滿量程的傳輸速率是標準串行口的100倍. FANUC 16i/18i/21i/30i系列CNC系統(tǒng)與企業(yè)主計算機之間的接口協(xié)議采用DNC1或DNC2。DNC1是FANUC自行開發(fā)的實現(xiàn)CNC與主計算機之間傳送數(shù)據(jù)信息的一種通訊協(xié)議及通訊指令庫，一臺計算機可連16臺CNC機床。DNC2功能與DNC1基本相同，但通訊協(xié)議不同，用的是歐洲常用的LSV2協(xié)議，一臺計算機可連8臺CNC機床，通訊速率最快為19Kb/秒。此外，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)還提供了兩種以太網(wǎng)口：PCMCIA卡和內埋的以太網(wǎng)板。PCMCIA局域網(wǎng)卡可臨時插入顯示裝置側的插槽，用于連接PC機，傳送數(shù)據(jù)，調整機床參數(shù)或作一些維護，用完后即可拔下；高速以太網(wǎng)板(100 Mbps)是裝在CNC系統(tǒng)內部的，因此可長期與主機連結，用于傳輸零件程序和檢查機床工作狀態(tài). HEIDENHAIN iTNC530所配備的“高速以太網(wǎng)”通訊接口能以100Mbit/s的速率傳輸程序數(shù)據(jù)。 Rexroth公司的數(shù)控系統(tǒng)在各個層面上采用通用通訊機制：外部計算機級，基于工業(yè)PC的開放式體系結構，提供了簡單有效的外圍計算機通訊方法，如以太網(wǎng)TCP/IP，OPC以及COM/DCOM的Windows訪問機制；HMI級基于Windows XP或Windows CE.NET等操作系統(tǒng)，使用如Microsoft network等標準網(wǎng)絡，輕松實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；I/O級使用諸如PROFIBUS-DP或DeviceNet等世界通用標準，連接傳感器等I/O設備；驅動級使用諸如SERCOS等國際標準接口，以獲得高的動態(tài)特性和精度。 2) 加工過程的網(wǎng)絡監(jiān)控允許對整個工廠進行網(wǎng)絡管理，遠程網(wǎng)絡服務使系統(tǒng)廠和用戶雙雙受益,數(shù)控系統(tǒng)有了網(wǎng)絡功能后，可方便實現(xiàn)其網(wǎng)絡監(jiān)控、維護與管理。 SIEMENS基于internet的“ePS”(電子產(chǎn)品服務)軟件方案，可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問Sinumerik 810D/840D/840Di控制系統(tǒng)，通過其CM(Condition Monitoring——狀態(tài)監(jiān)控)系統(tǒng)在線連續(xù)監(jiān)控數(shù)控系統(tǒng)的軸狀態(tài)、PLC狀態(tài)等，并評估機床狀況、分析相關的機床參數(shù)，實現(xiàn)遠程診斷、維修服務，防止早期故障引起的意外停機，減少檢修停工期，增強可靠性，提升機床有效性，提高生產(chǎn)率，降低維護費用。 FANUC系統(tǒng)通過高速以太網(wǎng)板，實現(xiàn)對機床側運行狀態(tài)實時的集中監(jiān)控；通過工廠網(wǎng)絡，CNC可同時連接到機床和辦公室，這種連接允許對整個工廠進行管理，以提高生產(chǎn)率；通過互聯(lián)網(wǎng)，在工廠外或家里，亦可遠程監(jiān)控機床工作狀態(tài)；使用機床遠程診斷軟件包，機床制造商能方便地構建遠程機床維護系統(tǒng)，不用去現(xiàn)場即可檢查故障(問題)產(chǎn)生的原因(狀況),減少停機時間，機床制造商還可提高服務效率。FANUC通過運行于PC上CIMPLICITY i CELL軟件包，可實現(xiàn)多臺聯(lián)網(wǎng)CNC的管理. 1.4.5 高速高精度控制是數(shù)控技術發(fā)展的永恒主題. 1) 高速、高精度已成為高檔數(shù)控機床的主要特征. 速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產(chǎn)品質量。高速、高精度數(shù)控機床是多品種、變批量加工環(huán)境下保持高效與柔性統(tǒng)一的必要工具。為此，國際知名數(shù)控機床和系統(tǒng)制造商從未停止對高速高精度控制的追求。 在速度方面，目前數(shù)控機床運動的加速度已提高到2～3g，快速移動速度提高到150～200m/min。在這些高速高精度數(shù)控機床中，有一部分是利用直接驅動技術，但隨著滾珠絲杠技術的發(fā)展，大導程高精度的滾珠絲杠也已大量應用到高速高精度數(shù)控機床中，實現(xiàn)了加速度1～1.5g，快速移動速度120～150m/min。為了能夠優(yōu)化金屬切削的加工過程，現(xiàn)代化的加工將越來越多地采用高性能切削(High Performance Cutting)。HPC技術不僅要求提高切削速度(即提高主軸轉速)，而且要求提高刀具的進給速度。目前生產(chǎn)效率低的問題，不單在于刀具的切削速度低，也不單在于刀具的進給速度低，而在于針對給定的材料和其它條件，如何將刀具切削速度和進給速度有機地結合起來，以實現(xiàn)高性能切削(HPC)。除了從軟的方面得到高性能切削外，人們還從硬的方面追求高速切削(HSC)，如提高刀具的切削硬度，提高機床主軸的旋轉速度，尤其是提高機床主軸在高速下的切削功率和旋轉扭矩，這些指標對生產(chǎn)過程的經(jīng)濟性也有著舉足輕重的影響，它可以使金屬切削加工更快、更好、更經(jīng)濟。 在精度方面，精密數(shù)控機床的機械加工精度已從道級(0.01mm)提升到微米級(0.001mm)。超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工精度可穩(wěn)定達0.05μm左右，形狀精度可達0.01μm左右。 數(shù)控機床的高速、高精要求，對數(shù)控系統(tǒng)的高速高精控制算法、高速高精動態(tài)特性控制技術等提出了更高的要求。 2) 數(shù)控系統(tǒng)高速、高精度控制的主要措施. 各著名數(shù)控系統(tǒng)廠商對高速高精性能的追求始終是堅持不懈的，根據(jù)自身特點，各自采取了提高高速高精性能的各種措施. ① FANUC公司 FANUC公司一直走在數(shù)控技術的前沿，并不斷提出新的概念來引導數(shù)控技術的發(fā)展，除納米插補，納米CNC系統(tǒng)等概念外，在高速高精方面又推出了以下較新的技術:HRV(高響應矢量)4控制技術. HRV4繼承并發(fā)展了HRV3的優(yōu)點，是納米數(shù)控系統(tǒng)高速高精伺服控制，并可減少電機發(fā)熱。其特點為：在任何時刻，均采用納米層次的位置指令；超高速伺服控制處理器；ai高分辨率的脈沖編碼器(16 million/rev)；防止機械振顫的HRV濾波器. MTC(Machine Tip Control):為了控制機床在加工點處的振顫，F(xiàn)ANUC研究了機床頂部控制(MTC)和加速率傳感單元用于檢測加工點處的加速率。采用MTC后可明顯減小機床振顫。 反向間隙加速功能:由于存在反向間隙，在高速加工時會導致響應滯后，引起象限尖峰，并影響加工精度。采用反向間隙加速功能后將顯著改善象限尖峰，提高加工精度. MPC(Machining Point Control－加工點控制):采用MPC功能，可在加工點處抑止振顫，獲得更高的加工精度. ② SIEMENS公司: 西門子公司對高速高精度位置控制的本質有著精辟的理解：通過避免機床振顫來優(yōu)化工件表面的加工質量；通過增加對加加速度控制能力，提高機床動態(tài)響應能力；通過增加加速度提高加工速度等。 ③ HEIDENHAIN公司: 號稱在歐洲數(shù)控系統(tǒng)銷售第一的HEIDENHAIN公司，由于多年來從事精密模具加工，對加工速度及精度的提升有著深刻、獨到的見解。HEIDENHAIN公司研究了不同分辨率的碼盤對扭矩脈動的影響，并提出了使用高分辨率的編碼器有利于減小轉矩脈動的影響。另外，HEIDENHAIN還對機床運行時間和絲杠溫升變形規(guī)律進行研究。 綜上所述，各數(shù)控系統(tǒng)廠商對高速高精度控制的理解基本上是相同的，而且對動態(tài)精度的提高非常重視，所采取的主要措施體現(xiàn)在以下方面. 1) 高速下的平滑控制. 通過對運動速度、加速度、加加速度的優(yōu)化，減少機床振顫，使加工更加平穩(wěn),獲得更高的加工表面質量。如HEIDENHAIN采用高分辨率的反饋器件減小轉矩脈動，F(xiàn)ANUC 利用MPC技術減少機床振顫. 2) 提高系統(tǒng)的快速響應能力. 提高系統(tǒng)的快速響應能力不僅是高速加工的前提，也是保證精度的有利措施。如FANUC采用HRV4，反向間隙加速等方式減少因響應滯后帶來的誤差. 3) 提高數(shù)據(jù)分辨率. 以納米級的分辨率參與到各個環(huán)節(jié)，如：FANUC系統(tǒng)的納米插補技術。 1.4.6 智能化控制是提高數(shù)控加工效率的有效手段. 由于數(shù)控加工過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，為實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，數(shù)控機床應能根據(jù)切削條件的變化，基于多信息融合下的重構優(yōu)化、智能決策，實時動態(tài)調節(jié)工作參數(shù)，使加工過程能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產(chǎn)效率. 在芝加哥IMTS2006上，加拿大英屬哥倫比亞大學Yusuf Altintas教授展示的切削參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，采用現(xiàn)代測試技術檢測機床的各項運行參數(shù)和動態(tài)參數(shù)，并結合CAD/CAM技術，經(jīng)過優(yōu)化計算，合理地將刀具參數(shù)、機床參數(shù)以及被加工材料性能參數(shù)結合起來，得到刀具軌跡和運行參數(shù)，極大地提高了切削加工的效率和刀具的使用壽命。據(jù)介紹北美幾大飛機制造企業(yè)和汽車企業(yè)應用了他的智能切削系統(tǒng)后，平均切削效率提高了8倍，平均刀具壽命提高了20倍. 1.4.7 CAD/CAM與CNC的集成已成為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能的重要途徑. 國際主流數(shù)控系統(tǒng)廠商在研制最新數(shù)控系統(tǒng)的同時，都非常注重對CAD/CAM/CNC集成技術的開發(fā)，并明確的將圖形化、集成式的編程系統(tǒng)作為擴展數(shù)控系統(tǒng)功能、提高數(shù)控系統(tǒng)人機交互方式友好性的重要途徑。SIEMENS的Shop Turn、Shop Mill車間級集成式編程系統(tǒng)，F(xiàn)ANUC公司的集成式編程系統(tǒng)，HEIDENHAIN公司的對話框式集成編程系統(tǒng)等，都已成為各公司歷次展會宣傳的重點. 總之,高檔數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)制造技術和裝備現(xiàn)代化的基石，是保證國防工業(yè)和高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略物資，工業(yè)發(fā)達國家至今仍限制向中國出口。目前，國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化速度已經(jīng)嚴重制約了自主高端數(shù)字化裝備的研制，在航空航天、船舶、發(fā)電設備、軌道交通等所需的大型專用數(shù)控機床及工藝裝備基本依賴進口，已嚴重威脅到國民經(jīng)濟建設和國防安全，加快高檔數(shù)控系統(tǒng)的研究與產(chǎn)業(yè)化迫在眉睫。 1.5 數(shù)控機床的升級（五軸聯(lián)動） 我國現(xiàn)有數(shù)控機床主要以經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床為主，只適應于形狀簡單的直線，斜線等類零件加工，對于那種復雜的型面卻只能用手動加工，這對于產(chǎn)品多樣化和產(chǎn)品更新可以及效率高的年代已經(jīng)不再適應。 為適應生產(chǎn)的發(fā)展，必須對現(xiàn)有的機床進行升級。在我國，從經(jīng)濟和技術角度出發(fā)，對數(shù)控機床的升級主要是對機床的性能和功能方面的增加。在現(xiàn)有的3軸聯(lián)動機床的工作臺上增加一個旋轉數(shù)控工作臺（一臺帶有兩個旋轉自由度的數(shù)控回轉工作臺），再通過對數(shù)控系統(tǒng)的升級改造使該機床成為五軸聯(lián)動的數(shù)控機床。 設原鏜床旋轉刀具的軸線為Z軸，水平方向平行于工作臺裝夾面的方向為X軸，并且與Z軸垂直，確定了X,Z軸正方向后，可以根據(jù)右手螺旋定則確定Y軸的方向。兩個旋轉軸A與X軸平行，B與新工作臺垂直，他們的原點都在 Y軸上（如下圖）其中B軸是隨A軸的旋轉而隨時變化。 該數(shù)控機床的工作臺不僅可以沿X、Y、Z方向做平行移動，還可以沿A、B方向旋轉進給或者分度運動，升級后的數(shù)控機床，它的新工作臺可以和原來的工作臺作為一個整體，既可以做3坐標的直線運動，還可以做繞3坐標中的兩個做旋轉進給運動或分度，因此該機床的適應范圍很廣，不僅適合于簡單的直線，斜線，圓弧加工外還能適應那些更復雜的曲面以及球面零件的加工。如沈陽機床股份有限公司開發(fā)的五軸車銑中心。刀庫容量16，數(shù)控系統(tǒng)：Siemens840D，可控X、Y、Z、B、C五個軸，具有車削中心加銑削中心的特點。上海重型機床廠開發(fā)的雙主軸倒順式立式車削中心，第一主軸正置，第二主軸倒置。主軸具有C軸功能，采用12工位動力刀架，具有自動上下料裝置和全封閉等多道防護裝置，可一次上料完成零件的正反面加工，包括車削、鏜孔、鉆孔、攻絲等多道工序。適用于大批量輪轂、盤類零件加工。 第2章 電動機的選擇與控制 本設計中選擇式步進電機來驅動工作臺。 因為本電機驅動工作臺是在控制系統(tǒng)控制下作進給運動的，采用開環(huán)控制。 1． 轉角與控制脈沖數(shù)成比例，可構成直接數(shù)字控制； 2． 有定位轉矩； 3． 可構成廉價的開環(huán)控制系統(tǒng)。 2.1 步進電動機的特點與種類 2.1.1 步進電動機的特點 步進電動機又稱為脈沖電動機。它是將電脈沖信號轉換成機械角位移的執(zhí)行元件。其輸入一個電脈沖就轉動一步，既每當電動機的繞組接受一個電脈沖，轉子就轉過一個相應的步距角。轉子角位移的大小及轉速分別與輸入的電脈沖數(shù)與頻率成正比，并在時間上與輸入脈沖同步，只要控制輸入電脈沖的數(shù)量，頻率以及電動機繞組的通電順序，電動機即可獲得所需的轉角，轉速及轉向，很容易用微機實現(xiàn)數(shù)字控制。步進電動機具有以下主要特點： １） 步進電動機的工作狀態(tài)不易受各種干擾因素（如電源電壓的波動，電流的大小與波形的變化，溫度等）的影響，只要在他們的大小未引起步進電動機產(chǎn)生“丟失”現(xiàn)象之前，就不會影響其正常工作； ２） 步進電動機的步距角有誤差，轉子轉過一定的步數(shù)以后也會出現(xiàn)累計誤差，但轉子轉過一轉之后，其累計誤差就會變?yōu)椤傲恪?，因此不會長期積累； ３） 控制性能好，在啟動，停止，反轉時不易“丟失”。 因此，步進電動機被廣泛應用于開環(huán)控制的機電一體化系統(tǒng)，使系統(tǒng)簡化，并可靠的獲得較高的位置精度。 2.1.2 步進電動機的種類 步進電動機的種類很多,有旋轉式步進電動機,也有直線步進電動機;從勵磁相數(shù)來分有三相,四相,五相,六相等步進電動機.就常用的旋轉式步進電動機的轉子結構來說,可將其分為一下三種: １） 可變磁阻(VR-Variable Reluctance)型 該類電動機由定子繞組產(chǎn)生的反應電磁力吸引用軟磁鋼制成的齒形轉子作步進驅動,故又稱作反應式步進電動機,其結構原理為:其定子與轉子由鐵心構成,沒有永久磁鐵,定子上嵌有線圈,轉子朝定子與轉子之間磁阻最小方向轉動,并由此而得名可變磁阻型.這類電動機的轉子結構簡單,轉子直徑小，有利于高速下的響應.由于VR型步進電動機的鐵心無極性,故不需要改變電流極性,為此多為單極性勵磁. 該類電動機的定子與轉子均不含永久磁鐵,故無勵磁時沒有保持力.另外,需要將氣隙做得盡可能小,例如幾個微米.這種電動機具有制造成本高,效率低,轉子的阻尼差,噪聲大等缺點. ２）永磁(PM-Permanent Magner)型 PM型步進電動機的轉子采用永久磁鐵,定子采用軟磁鋼制成,繞組輪流通電,建立的磁場與永久磁鐵的恒定磁場相互吸引與排斥產(chǎn)生轉矩,這種電動機采用了永久磁鐵,即使定子繞組斷電也能保持一定轉矩,故具有記憶能力,可用作定位驅動.PM型電動機的特點是勵磁功率小,效率高,造價便宜,但由于轉子磁鐵的磁化間距受到限制,難于制造,故步距角較大. ３）混合(HB-Hybrid)型 這種電動機轉子上嵌有永久磁鐵,故可以說是永磁型步進電動機,但從定子和轉子的導磁體來看,又和可變磁組型相似,所以是永磁型和可變磁組型相結合的一種形式,故稱為混合型步進電動機,它不僅具有VR型步進電動機步矩角小,響應頻率高的優(yōu)點,而且還具有PM型步進電動機勵磁功率小,效率高的優(yōu)點.它的定子與VR型沒有多大的差別,只是在相數(shù)和繞組接線方面有其特殊的地方,例如,VR型一般都作成集中繞組的形式,每極上放有一套繞組,相對的兩極為一相,而HB型步進電動機的定子繞組大多數(shù)為四相,而且每極同時繞兩相繞組或采用橋式電路繞一相繞組,按正反脈沖供電. 這種類型的電動機由轉子鐵心的凸極數(shù)和定子的副凸極數(shù)決定步距角的大小,可制造出步距角較小的電動機.永久磁鐵也可磁化軸向的兩極,可使用軸向各向異性磁鐵制成高效電動機. 2.2 步進電動機的選擇 本設計選用反應式步進電動機，其技術性能數(shù)據(jù)如下： 型號： 75BF001 相數(shù)： 3 步距角： 1.5/ 電壓: 24V 相電流: 3A 最大轉靜矩 : 0.392（N.M） 空載起動頻率: 1750步/S 電感: 19mH 電阻: 0.62 分配方式: 三相六拍 外形尺寸: 75x53(6) 轉子動慣量： 1.274 重量： 1.1（Kg） 2.3 步進電動機的控制 2.3.1 步進電動機的速度控制 控制步進電動機的運行速度實際上就是控制系統(tǒng)發(fā)出CP脈沖的頻率或者是換相的周期,系統(tǒng)可用兩種辦法來確定CP脈沖的周期,一種是延時,一種是定時器. a) 延時方法 這種方法是在每次換相后,調用一個延時子程序,待延時結束后再次執(zhí)行換相子程序,延時子程序的延時時間與換相子程序所用的時間的和就是CP脈沖的周期. 例如: SV:LCALL CW; 正轉一步 LCALL OS; 調用延時子程序 SJMP SV; 返回繼續(xù) b) 定時器方法 8031芯片內部有兩個定時器,都是可編程的利用定時器的定時功能就可以產(chǎn)生任意周期的定時信號,從而可以方便地控制系統(tǒng)輸出CP脈沖周期. 我們將電動機的換相子程序放在定時器中斷服務程序中則定時器中斷一次電動機就換相一次,從而實現(xiàn)對電動機的速度控制,在本設計中,電動機的驅動頻率是沒秒2500步(2500PPS),則周期為400s. 計算裝載初值: X=FE70H 由于從定時器申請中斷到系統(tǒng)響應中斷,再到中斷服務程序中對定時器進行裝載,都需要花費一定的時間,這個時間形成附加延時,為實現(xiàn)精確定時,應將這個時間計算在內。下面的程序定時器需要7個機器周期,因此先把FE7OH加上7后得FE77H作為裝載值先存在中間單元R6,R7中,R6存77H.R7存FEH。程序如下： SPD：MOV R6，#77H MOV R7，#FEH LCALL CW CLR TR0 MOVA， TL0 ADDA，R6 MOV TL0，A MOVA，TH0 ADDA，R7 MOV TH0，A SETB TR0 RET1 系統(tǒng)在反復執(zhí)行這個中斷程序時，所產(chǎn)生的驅動步進電動機的時鐘脈沖就是恒定的頻率。而且與設定值之間不存在誤差。 步進電動機的速度控制程序框圖如圖2-1所示： 開始 初始化程序 調用鍵盤掃描子程序 有鍵 按下 N Y 鍵值判別程序 步進電動機速度控制 數(shù)據(jù)寫入顯緩 調用顯示子程序 每秒顯示一次 結束 圖2-1 步進電動機的速度控制程序框圖 程序如下：（所列出的程序均通過編譯） ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH LJMP SPD ORG 001BH LJMP DISBUFF ORG 0040H MAIN： MOV SP，#60H MOV TMOD，#O1H MOV TCON，#01H MOV　　RO,#8 MOV SCON,#00H MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H SETB TR1 PRO: LCALL KEY1 LCALL KP SJMP PR0 SPD: MOV R6,#1FH MOV R7,#0FCH LCALL CW LCALL DISBUFF LCALL DISP CLR TR0 MOV A, TL0 ADD A, R6 MOV TL0,A MOV A,TH0 ADD A,R7 MOV TH0,A SETB TR0 RET1 KEY1: ACALL KSY1 JNZ LK1 AJMP KEY1 LK1: ACALL TRMS ACALL KS1 JNZ LK2 AJMP KEY1 LK2: MOV R2,#0FEH MOV R4,#00H LK4: MOV DPTR,#7FFCH MOV A,R2 MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR JB ACC.0,LONE MOV A,#00H AJMP LKP LTWO: JB ACC.2,LTHR MOV A,#16H AJMP LKP LTHR: JB ACC.3,NEXT MOV A,#24H LKP: ADD A,R4 PUSH ACC LK3: ACALL KS1 JNZ LK3 POP ACC RET NEXT: INC R4 MOV A,R2 JNB ACC.7,KND RL A MOV R2,A AJMP LK4 KND: AJMP KEY1 KS1: MOV DPTR,#7FFCH MOV A,#00H MOVX @DPTR,A INC DPTR INC DPTR MOVX A,@DPTR CPL A ANL A,#0FH RET TRMS: MOV R7,#18H TM: MOV R6,#0FFH TM6: DJMZ R6,TM6 DJMZ R7TM RET KP: MOV R3,A RL A ADD A,R2 MOV DPTR,#JPTAB JMP @A+DPTR JPTAB:LJMP SPD RET CW: INC R0 CJNE R0,#8,CW1 MOV RO,#0 CW1: MOV A,RO MOV DPTR,#7FFOH MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#7FF0H MOVX @DPTR,A RET DISBUFF:MOV R5,#15 DJNZ R5,T1S MOV R1,#30H MOV @R1,A T1S: MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H SETB TR1 RET1 DISP: SETB P1.0 MOV R7,#4 MOV R1,#30H DISP0: MOV A,@R1 MOV DPTR,#6000H MOVC A,@A+DPTR MOV SBUF,A DISP1: JNB T1,DISP1 CLR T1 INC R1 DJNZ R7,DISP0 CLR P1.0 RET ORG 6000H DB 0C0H,OF9H,0F9H,0A0H,0B0H,99H DB