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数控铣床工作台仿真实验系统的开发
论文编号:JX375& 包括开题报告,文献综述,任务书,外文翻译,设计图纸,论文字数:190713.页数:49
本文主要是设计一套以MCS—51单片机为主控制器的数控铣床工作台仿真实验系统，首先对数控技术的发展作了分析和总结，探讨了数控机床的开放化、智能化、高精度、高速度和网络化的发展趋势；着重分析了单片机数控系统的控制原理，指出了设计数控系统的一般方法和步骤，并阐述了MCS—51系列单片机的功能以及在机床数控系统中所发挥的作用；设计开发了系统机械结构以及控制系统的I/O接口电路、步进电机驱动电路；通过编写汇编程序，从而实现系统设计要求。开发的这套系统可以作为一套实验室设备，对机床数控化改造、数控技术的教学和研究有深远意义。
关键字： 单片机& 铣床工作台& 步进电机& 接口电路& 汇编程序
The Simulating Experiment System for Numerical Control of Milling Machine’s Worktable Exploitation
In this article, a set of numerical control of milling machine worktable experiment system for teaching based on single chip microprocessor for MCS—51 is designed. First, the CNC system model and characteristics based on microcomputer and status of CNC in China are presented. The development trends about open architecture, intelligence, suppression, high speed and network of CNC are analyzed and explain the function of single chip microprocessor and their calling into play in the CNC, and controlling principle of single chip microprocessor for MCS—51. This article introduces the methods and steps of the digital control system design. Emphasis is given to I/O circuit, stepping motor drive and authorized assembler and carry out the system designing request. The system offer a set of equipment for teaching, and is designed for teaching as a set of experiment or has a great affect to the digital control reform of the machine tool.
KEY WORDS:& Single Chip M Worktable of Milling M Stepping Motor, Interface Circuit, Assembler目& 录
第1章& 绪论 ………………………………………………………………… 11.1 引言 ………………………………………………………………… 11.2 国内外数控技术的现状及发展趋势 ……………………………… 11.3 单片机技术及其发展趋势 ………………………………………… 3第2章 数控铣床工作台总体方案设计 …………………………………… 42.1总体方案设计的内容 ……………………………………………… 42.2 控制系统的选择 …………………………………………………… 42.3 系统运动方式的选择 ……………………………………………… 52.4 伺服系统的选择 …………………………………………………… 52.5 传动及导向元件选择 ……………………………………………… 6第3章 工作台机械结构设计& ……………………………………………… 73.1 工作台结构设计的内容和任务 …………………………………… 73.2 确定系统的脉冲当量 ……………………………………………… 83.3 伺服电机的确定及选择 …………………………………………… 83.4 传动及导向元件的设计、计算及选用 …………………………… 10&&& 3.4.1传动元件的设计………………………………………………10&&& 3.4.2导向元件的设计………………………………………………103.5 计算机绘制工作台结构装配图…………………………………… 12第4章 工作台控制系统硬件电路设计 …………………………………… 134.1 控制系统硬件电路设计的内容& ………………………………… 134.2 确定系统硬件电路设计的整体方案……………………………… 134.3主CPU的选择……………………………………………………… 154.4 8031单片机管脚功能及特点……………………………………… 164.5 存储器扩展电路的设计…………………………………………… 20&&&&&&& 4.5.1 程序存储器扩展…………………………………………… 20&&&&&&& 4.5.2 地址锁存器74LS373………………………………………21&&&&&&& 4.5.3 数据存储器的扩展 ……………………………………… 22&&&&&&&& 4.5.4 译码电路 ………………………………………………… 224.6 I/O扩展电路的设计……………………………………………… 23&&&&&&& 4.6.1& 8155扩展芯片…………………………………………… 23&&&&&&& 4.6.2 键盘及其接口电路………………………………………& 24&&&&&&& 4.6.3 显示器及其接口电路……………………………………& 254.7步进电机驱动电路设计…………………………………………& 27&&&&&&& 4.7.1 功率放大电路……………………………………………& 27&&&&&&& 4.7.2 隔离电路…………………………………………………& 284.7.3 步进电机驱动电路………………………………………& 294.8其它辅助电路设计………………………………………………& 304.8.1 8031时钟电路设计………………………………………& 304.8.2 复位电路…………………………………………………& 30第5章 控制系统软件设计…………………………………………………325.1控制系统软件设计的内容及方法…………………………………325.1.1 程序设计的内容…………………………………………… 32&&&&&& 5.1.2 程序设计的方法及要求…………………………………… 325.2环形分配器软件设计………………………………………………335.2.1步进电机转速控制………………………………………… 335.2.2 编制环形分配器程序及框图………………………………355.3逐点比较法直线插补程序设计………………………………… 385.3.1 逐点比较法直线插补（第一象限）………………………385.3.2 编制第一象限直线插补主程序……………………………395.3.3 逐点比较法圆弧插补程序设计……………………………41
结论及展望……………………………………………………… 46参考文献…………………………………………………………………& 47致谢………………………………………………………………………& 49
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提问者采纳
机电一体化技术发展历程(一)机电一体化技术发展历程 自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,机电一体化技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.1.数控机床的问世,写下了机电一体化历史的第一页;2.微电子技术为机电一体化''带来勃勃生机; 3.可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了坚强基础;4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶.因为我现在学的是机械中的数控所以我简单的写了数控这么一篇论文 其中有好多是我的心得和体会!近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，由于数控化加工可以让机械加工行业朝高质量，高精度，高成品率，高效率方向发展,最重要的一点是还可以利用现有的普通车床，对其进行数控化改造，这样可以降低成本，提高效益。 近年来,我国世界制造业加工中心地位逐步形成，数控机床的使用、维修、维护人员在全国各工业城市都非常紧缺，再加上数控加工人员从业面非常广给我带来了更加大的兴趣在2003年我刚上大专时我毫不明白机械一体化是什么，也不太清楚我将来实际到底该做哪一行的工作，还想过要调换专业，最终还是没有，曾几何时我们这个专业将来到底有没有前途~~我一直不清楚！但今天，我告诉你！！好好学吧！！前途无量！！专家们预言：二十一世纪机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。所以我选择了数控.1、国有大中型企业，特别是目前经济效益较好的军工企业和国家重大装备制造企业．军工制造业是我国数控技术的主要应用对象． 2、随着民营经济的飞速发展，我国沿海经济发达地区数控人才更是供不应求，主要集中在模具制造企业和汽车零部件制造企业。 数控人才的知识结构 现在处于生产一线的各种数控人才主要有二个来源：一是大学、高职和中职的机电一体化或数控技术应用等专业的毕业生，他们都很年轻，具有不同程度的英语、计算机应用、机械和电气基础理论知识和一定的动手能力，容易接受新工作岗位的挑战。他们最大的缺陷就是学校难以提供的工艺经验，同时，由于学校教育的专业课程分工过窄，仍然难以满足某些企业对加工和维修一体化的复合型人才的要求。 另一个来源就是从企业现有员工中挑选人员参加不同层次的数控技术中、短期培训，以适应企业对数控人才的急需。这些人员一般具有企业所需的工艺背景、比较丰富的实践经验，但是他们大部分是传统的机类或电类专业的各级毕业生，知识面较窄，特别是对计算机应用技术和计算机数控系统不太了解。 对于数控人才，有以下三个需求层次，所需掌握的知识结构也各不同： 数控操作技工：精通机械加工和数控加工工艺知识，熟练掌握数控机床的操作和手工编程，了解自动编程和数控机床的简单维护维修。-----------蓝领层 数控编程员：掌握数控加工工艺知识和数控机床的操作，掌握复杂模具的设计和制造专业知识。熟练掌握数控手工和自动编程技术-------灰领层 数控机床维护、维修人员：掌握数控机床的机械结构和机电联调，掌握数控机床的操作与编程，熟悉各种数控系统的特点、软硬件结构、PLC和参数设置。精通数控机床的机械和电气的调试和维修。适合高职学校组织培养。适合作为工厂设备处工程技术人员。此类人员需求量相对少一些，但培养此类人员非常不易，知识结构要求很广，适应与数控相关的工作能力强，需要大量实际经验的积累，目前非常缺乏，其待遇也较高-------灰领层 数控通才：具备并精通数控操作技工、数控编程员和数控维护、维修人员所需掌握的综以上回答来自:
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直接在这里回答就可以了。谢谢。
提问者采纳
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