机电一体化系统设计典型实例.ppt

第七章 机电一体化系统设计典型实例 ;第一节 车床的机电一体化改造;一、数控机床概述 ;二、车床的机械传动系统简化 ;（二）结构改进与简化 ;5、刀架体→自动转位刀架（并列举四工位刀架） ;6、尾架→电动尾架 ;三、车床机电一体化改造的性能及精度选择 ;四、进给系统的主要设计计算 ;（二）设计计算： ;2、步进电机的匹配选择 ;五、单片机控制系统设计（X-Y工作台） ;（二）控制系统硬件组成 ;（三）微处理器系统及接口;六、数控软件;（二）数据处理模块 输入的零件加工程序是用标准的数控语言编写的ASCII字符串，因此需要把输入的数控代码转换成系统能进行运算的二进制代码，还要进行必要的单位换算和数控代码的功能识别，以便确定下一步的操作内容。 （三）插补运算模块 数控系统必须按照零件加工程序中提供的数据，如曲线的种类、起点、终点等，按插补原理进行运算，并向各坐标发出相应的进给脉冲。进给脉冲通过伺服系统驱动刀具或工作台相应的运动，完成程序规定的加工。插补运算模块除实现插补各种运算外，还有实时性要求，在数控过程中，往往是一边插补一边加工的，因此插补运算的时间要尽可能短。;（四）速度控制模块 一条曲线的进给运动往往需要刀具或工作台在规定的时间内走许多步来完成，因此除输出正确的插补脉冲外，为了保证进给运动的精度和平稳性，还应控制进给的速度，在速度变化较大时，要进行自动加减速控制，以避免速度突变造成伺服系统的驱动失步。 （五）输出控制模块 输出控制包括： 1、伺服控制：将插补运算出的进给脉冲转变为有关坐标的进给运动。 2、误差补偿：当进给脉冲改变方向时，根据机床精度进行反向间隙补偿处理。 3、M、S、T等辅助功能的输出：在加工中，需要启动机床主轴、调整主轴速度和换刀等，因此，软件需要根据控制代码，从相应的硬件输出口输出控制脉冲或电平信号。;（六）管理程序 管理程序负责对数据输入、处理、插补运算等操作，对加工过程中的个程序模块进行调度管理。管理程序还要对面板命令、脉冲信号、故障信号等引起的中断进行处理。 （七）诊断程序 系统应对硬件工作状态和电源状况进行监视，在系统初始化过程中还需对硬件的各个资源，如存储器，I/O等进行检测，使系统出现故障时能够及时停车并指示故障类型和故障源。 ;第二节 直流伺服电动机控制系统设计;;第三节 用气动执行机构的传送装置的控制;1、执行机构组件;2、控制装置;A口：输入口 B口：输出口 C口：输入口;三、动作;表 各形成开关输入输出数据表;第四节 简单自动门控制系统 ;二、控制假想的自动门 ;（二）控制电路与个人计算机的连接 ;3、制动器动作驱动电路 ;4、检测人的传感器 ;传感器电路;（四）基本动作 ;三、程序 ;3、输出数据 #define OPN 0x19 /*开门运行 #define OPL2 0x15 /*开门中速 #define OPL1 0x13 /*开门低速 #define OPNSTP 0x1 /*门全开停止 #define CLS 0x18 /*闭门运行 #define CLSL2 0x14 /*闭门中速 #define CLSL1 0x12 /*闭门低速 #define CLSSTP 0x0 /*门全闭停止 #define BREAKE 0x20 /*制动 ;一次判断函数;第五节 步进电动机的控制;1 int pulse(int n,int ho); 2 main() 3 { 4 unsigned int n,h,ho,id,st; 5 outp(oxd6,0x90); 6 do{ 7 printf(“旋转量＝”)； 8 scanf(“%d”,n); 9 do{ 10 printf(“方向（CW＝1，CCW＝0）＝”); 11 scanf(“%d”,h); 12 if(h= =0) 13 { 14 ho=0x0; 15 } 16 else if(h= =1) 17 { 18 ho=0x2； 19 } 20 else 21