数控铣床工作台仿真实验系统开发设计-机电一体化毕业论文.doc

摘要 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了解，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 ABSTRACT 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 microprocessor；worktabale of milling machine；stepping motor；interface circuit；assembler 目 录 第1章 绪论 ……………………………………………………………… 1 1.1 引言 ………………………………………………………………… 1 1.2 国内外数控技术的现状及发展趋势 ……………………………… 2 1.3 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……………………………… 5 2.1 总体方案设计的内容 ……………………………………………… 5 2.2 控制系统的选择 …………………………………………………… 5 2.3 系统运动方式的选择 ……………………………………………… 6 2.4 伺服系统的选择 …………………………………………………… 6 2.5 传动及导向元件选择 ……………………………………………… 7 第3章 工作台机械结构设计……………………………………………8 3.1 工作台结构设计的内容和任务 …………………………………… 8 3.2 确定系统的脉冲当量 ……………………………………………… 9 3.3 伺服电机的确定及选择 …………………………………………… 9 3.4 传动及导向元件的设计…………………………………………… 11 第4章 工作台控制系统硬件电路设计 …………………………… 14 4.1 控制系统硬件电路设计的内容…………………………………… 14 4.2 确定系统硬件电路设计的整体方案……………………………… 14 4.3 MCS-51系列单片机 ……