得计算。

这里以最不利于启动得快进速度进行计算，启动加速度或制动减速时间为般在之间选择，由于电动机转速，取加减速曲线为等加普通车床的自动化改造减速梯形曲线，故角加速度为则惯步进电动机输出轴上总负载转矩的计算惯步进电动机的匹配选择上述计算均未考虑机械系统的传动效率，当选择机械传动总效率时在车削时，由于材料的不均匀等因素的影想，会引起负载转矩突然增大，为避免计算上的误差以及负载转矩突然增大引起步进电动机丢步而引起加工误差，可以适当考虑安全系数，安全系数般可在之间选取。

如果安全系数，则步进电动机可按以下总负载转矩选择若选用上述预选的电动机，其最大静转矩。

在四相六拍驱动时，其步矩角为，为保证带负载能正常加速起动和定位停止，电动机的启动转矩必须满足由书上机电体化表可知，，则故选用合格普通车床的自动化改造电动刀架选择与介绍选用常州宏达机床数控设备厂生产的四工位电动刀架，型号系列电动刀架工作原理及特点型系列立式电动刀架采用涡轮蜗杆传动，上下齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。

具有转位快，定位精度高，切向扭矩大的优点。

发信转位采用霍尔元件，使用寿命长。

表二外形尺寸及安装尺寸型号尺寸，图霍尔元件普通车床的自动化改造普通车床的自动化改造第章普通车床自动化改造的单片机控制系统设计数控机床微机系统有两种基本形式，即经济型和全功能型。

所谓经济型系统是用个计算机系统作主控单元，伺服系统大都为功率步进电动机，采用开环控制系统，全功能型的系统用个计算机系统进行控制，各个之间采用标准总线接口，或者采用中断方式通讯。

伺服系统般采用交流或直流电动机伺服驱动的闭环或半闭环控制。

下图所示为本篇论文所设计的单片机所控制的普通车床改造后的硬件框图，实用于普通车床的数控系统。

图二单片机所控制的普通车床改造后的硬件框图本图中键盘用于手工输入零件的加工程序显示器用于显示输入的指令和加工状态，对加工程序进行指令识别运算处理后，向锁存器输入进给脉冲，经驱动模块伺服放大后，驱动轴轴步进电动机，产生进给运动的口输出控制信号。

其中为辅助功能，主要示主电动机，冷却电动机的启停控制信号为主轴调速控制信号为转刀架的转位换刀的转位换刀控制信号。

本控制是选用单片机。

单片机包含中央处理器程序存储器数据存储器定时计数器并行接口串行接口和中断系统等几大单元及数据总线地址总线和控制总线等三大总线。

普通车床的自动化改造其内部结构的的功能如下中央处理器中央处理器是整个单片机的核心部件，是位数据宽度的处理器，能处理位二进制数据或代码，负责控制指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作数据存储器内部有个位用户数据存储单元和个专用寄存器单元，它们是统编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的只有个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。

程序存储器用单片机控制系统电路存储器扩张电路存储器扩张电路如下图所示，用于存储控制程序，用于存储加工程序。

位了保证在掉电时加工数据不丢失，电路中还设计了掉电保护电路。

图三存储器扩张电路Ⅱ芯片为静态，下图三为其管脚图。

其是种工艺制作的芯片，由单供电，额定功耗为，典型存取时间为，线双列直插式扁平封装选端，。

普通车床的自动化改造表三芯片操作方式管脚操作方式未选中掉电任意任意任意高阻未选中掉电任意任意任意高阻输出禁止高阻读出写入写入Ⅲ锁存器为八锁存器，锁存允许输入有回环特性。

的输出端可直接与总线相连。

当三态允许控制端为低电平时，为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。

当为高电平时，呈高阻态控技术的发展趋势，指明了以后的发展方向，必将为以后的学习和工作起到很大的作用。

普通车床的自动化改造参考文献李洪实用机床设计手册北京机械工业出版社杜君文邓广敏数控技术天津天津大学出版社年成大先机械设计图册北京化学工业出版社王炳实机床电气控制北京机械工业出版社李福生实用数控机床技术手册北京北京出版社上海纺织工学院等机床设计图册上海上海科学技术出版社余英良机床数控改造设计与实例北京机械工业出版社陈绍廉数控机床改造技术北京航空工业出版社于淘普通机床的数控改造北华大学学报谷风金车床的数控改造与设计煤矿机械赵美林车床的改造机床与液压陈继振车床数控改造的安装及调试设备与维护白文庆普通车床的数控改造机械产品与科技张丽芳普通车床的数控改造设计船电技术贾传圣普通机床的数控改造与应用改装与维修李朝阳单片机原理及接口技术北京北京航天航空大学林平勇高嵩电工电子技术北京高等教育出版社张建明机电体化系统设计北京高等教育出版社张树森机械制造工程学沈阳东北大学出版社顾维邦金属切削机床概论北京机械工业出版社周开勤唐蓉城等机械设计师实用手册天津天津科学技术出版唐仲文实用数控机床技术手册北京北京出版社大连组合机床研究所组合机床设计北京机械工业出版社牛大年机械原理北京高等教育出版社胡汉才单片机原理及其接口技术北京清华大学出版社吴道全金属切削原理及刀具重庆重庆大学出版社普通车床的自动化改造致谢两个多月的毕业设计在忙碌中就快要结束了，在这两个多月的时间里，在毕业设计之余还要兼顾找工作，因此，在这段时间里我觉得生活非常的充实不但在毕业设计中巩固了以前的知识，而且在人生道路上学到在校园学不到的社会交际毕业论文是大学四年所学知识的个考察，它兼顾了四年中所学的基础和专业知识，因此不同于以前的课程设计，毕业论文是课程设计个质的飞越认识到这点，我对待毕业论文的态度也不敢懒散，直抱以认真谨慎的学习态度在此同时，同班同学在本文完成的过程中也给予我无私的帮助，在此并表示感谢。

在本文结束之际，谨向所有给予我帮助的人们致以诚挚的谢意，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端为高电平时，随数据而变。

当为低电平时，被锁存在已建立的数据电平。

当端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善。

引出端符号数据输入端三态允许控制端低电平有效锁存允许端输出端图三管脚图普通车床的自动化改造图四锁存器外部管腿Ⅳ掉电保护电路为了在外部电源断电的情况下，存储在静态中的零件加工程序不至于丢失，所以需要外加掉电保护电路。

下面就是个标准的掉电保护电路。

。

单片机面板操作键和功能选择开关面板操作键和功能选择开关面板操作键于的口接口电路如下图所示。

图中为手动操作进给键，分别完成人工操作的，的进给。

运行时按下此键，可中断程序的运行。

是个两位开关，用于单段连续控制，置于单段位置时，每运行个程序段就暂停，只有按下启动键，才继续运行下个程序段。

图五掉电保护电路普通车床的自动化改造ⅠⅡⅢ图六面板操作键和功能选择开关接线图键盘显示器接口电路键盘显示器是数控系统常用的人机交互的外围设备，可以完成数据的输入和计算机状态数据的动态显示。

采用行列式键盘，即用接口线组成行列结构，按键设置在行列的交点上。

采用接口芯片管理的键盘显示电路，由键和位显示器组成，为了简化电路，键盘的列线及显示器的字位控制共用个接口，即芯片的接口。

键盘的行线由芯片接口控制，显示器的字型数据由芯片的接口控制。

键盘接口电路主要是用扩展口组成的行列式键盘。

各引脚功能说明如下复位信号输入端，高电平有效。

复位后，个口均为输入方式。

三态的地址数据总线。

与单片机的低位地址数据总线口相连。

单片机与之间的地址数据命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。

读选通信号，控制对的读操作，低电平有效。

写选通信号，控制对的写操作，低电平有效。

片选信号线，低电平有效。

的存储器或口选择线。

当时，则选择的片内，上地址为中单元的地址普通车床的自动化改造当时，选择的口，上的地址为口的地址。

地址锁存信号。

内部设有地址锁存器，在的下降沿将单片机口输出的低位地址信息及，的状态都锁存到内部锁存器。

因此，口输出的低位地址信号不需外接锁存器。

位通用口，其输入输出的流向可由程序控制。

位通用口，功能同口。

有两个作用，既可作为通用的口，也可作为口和口的控制信号线，这些可通过程序控制。

定时计数器脉冲输入端。

定时计数器输出端。

电源下图为扩展口组成的行列式键盘接口电路。

图七扩展口组成的行列式键盘接口电路步进电动机驱动电路设计步进电机驱动电路的主要功能是功率放大，它将光电隔离电路送来的弱信号经功率放大，变成较强的电信号，直接驱动步进电机，如图所示。

当控制脉冲来时，全导通，并使脉冲变压器的副边产生定宽度的脉冲电流，使导通，使处于反向偏置，将低压与绕组切断，高压电源通过为步进电机相绕组供电，使其电流上升沿变陡。

经过时间后脉普通车床的自动化改造冲电流消失，使截止，与绕组之间被切断。

通过为供电，提供电动机所需的额定电流。

通过调整脉冲变压器的磁芯和可改变高压供电的时间宽度。

步进电动机的的工作过程般由控制器控制，控制器按照设计者的要求完成定的控制过程，使功率放大器按照要求的规律驱动步进电动机运行。

简单的控制过程可以用各种逻辑电路来实现，其缺点使线路复杂控制方案改变困难，自从微处理器问世以来，给步进电动机控制器设计开辟了新的途径。

各种单片机微型计算机的迅速发展和普及，为设计者能很强而价格低廉的步进电动机控制器提供了条件。

本论文步进电动机采用光电耦合电路再经过功率放大后控制步进电动机。

光电耦合电路为了防止强电干挠及其它干挠信号通过口控制电路进入计算机，影响其工作，通常的办法使首先采用滤波吸收，抑制干挠信号的产生，然后采用光电耦合的办法，使微机与强电部件不共地，阻断干挠信号的传导。

光电图八步进电动机驱动电路