行接口芯片，些进出的信号均做了隔离放大模拟电压的输出借助于与机的串行通信经过芯片。

隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大复位电路晶振电路芯片键盘与显示接口芯片串行接口芯片单片机单片机并行接口芯片隔离放大隔离放大并行接口芯片交流变频器主轴电动机向步进电动机向步进电动机刀架电动机主轴电动机卡盘电动机冷却泵电动机刀架刀位信号限位开关信号冷却泵电动机图控制系统原理框图控制系统的操作面板布置如图所示。

面板设置了各微动按键，三个船形开关，只急停按钮，显示器包括组数码显示管和只发光二极管。

图车床数控系统操作面板控制图控制系统的主机板电路原理图与键盘与显示电路原理图较复杂，在此不予详解。

步进电动机驱动电源的选用本设计改造中，纵向步进电动机的型号为，相混合式，线输出，电机供电电压，电流。

在此，选择五相混合式调频调压型步进驱动器，型号为，它与控制系统的连接如图所示。

转换芯片螺纹光栅信号操作面板开关按钮信号芯片图驱动器与控制系统的连接控制系统部分软件设计存储器与芯片地址分配根据附图中地址译码器的连接情况，可以算出主机板中存储器与芯片的地址分配如表所示。

表主机板中存储器与芯片的地址分配器件名称地址选择线片内地址单元数地址编码，控制系统的监控管理程序系统设有挡功能可以相互切换，分别是编辑空刀自动手动手动手动和回零。

选中功能时，对应的指示灯点亮，进入相应的功能处理。

控制系统的监控管理程序流程如图所示。

系统上电复位等初始化工作状态选择编辑空刀自动手动回零编辑处理空刀处理自动处理回零处理手动处理图系统监控管理程序流程图芯片初始化子程序，指向的控制口地址口输出，口输出，品出口输入，均为方式控制字被写入，指向口预置口全输出全到口，指向口预置口全输出全到口芯片初始化子程序，指向控制口地址清除与显示命令命令字被写入从的控制口读取的状态字测试显示有没有被清除完毕。

只有状态字的时，清除才结束，编码扫描，左入口，位字符显示，双键互锁，分频系数取，控制显示子程序设显示缓冲区的首地址为，系统在指定的工作状态下，需要显示的字符段码的编码，事先存储在内部的这个字节中。

已知的控制口地址为，数据口地址为，则显示程序如下，的控制口地址，好写显示的命令从显示的地址开始写，每写次，显示的地址自动加，显示缓冲区的首地址为，显示缓冲区的长度为个字节，的数据口地址从的中读取显示段码的编号，与表格之间的偏移量查表，取出显示段码送到显示中指定的字节写的下个显示循环次，完成为显示段码字符编码根据系统需要编制字库当需要显示组字符时，首先给显示缓冲区的这个字节赋值，然后调用子程序即可。

例如，要显示，程序如下，的半，的另半，向的显示写数显示缓冲区内部显示字符字符编码管理键盘子程序如书后附图所示，当矩阵键盘有键按下时，即向的申请中断，随即执行中断服务程序，从的中读取键值，程序如下关的中断，指向控制口地址准备读的命令写入控制口，指向数据口地址读出键值依次进行判别对应键进行处理电路输出模拟电压程序如书后附图所示，当执行写指令时，只要选中这个地址，与组成的转换电路即可输出直流电压。

程序如下指向口地址准备输出的数字量输出直流电压个人总结课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现提出分析和解决实际问题，并且可以锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。

回顾此次课程设计，我感慨颇多。

在这几个星期的时间里，通过课程设计，我不仅巩固了以前所学的知识，而且学到了许多书本上没有的知识。

在这次课程设计过程中，虽不能说困难重重，但也会遇到些问题，所幸的是，经过努力都被克服掉了。

这次我主要进行的是机床纵向进给机构的改造设计，其要求是按照任务书所给的技术参数完成其纵向改造。

在设计过程中，我深刻的体会到，机电体化系统的设计是多学科的交叉与综合，涉及了所学的大部分课程，是对过去所学知识的次系统复习，巩固了我们实际操作能力，强化训练了我们学科融合的思维能力。

这次设计综合运用机械技术和微电子技术，使二者紧密联系互相协调相互补充，充分体现了机电体化的优越性。

通过这次设计，我懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实际相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

除此之外，我的学习实践技能得到了明显提高，自己的综合能力也得到进步提高，从而为自己以后步入社会打下基础。

但在实际设计过程中，我还是发现了自己的许多不足之处，例如在设计计算时，会由于粗心大意而算错数据对以前所学的知识理解的不够深刻，时而会误解而引起不必要的麻烦等。

这次课程设计终于顺利完成了，看到自己努力的结果，心中无比喜悦。

但由于能力有限，在很多方面，我做的还不是很好很到位，希望老师给予意见。

在此，要感谢陈老师孜孜不倦的指导，您和蔼可亲的态度让我们更加坚信我们会做的很好，再次，对给予我热心帮助的同学和老师表示由衷的感谢，参考文献机电体化工程专业课程实践教程曾忆山刘征宇主编合肥工业大学出版社机电体化系统设计张建主编北京理工大学出版社高等教育出版社机械设计纪名刚濮良贵主编高等教育出版社现代数控机床王爱玲主编国防工业出版社机械制造技术基础华楚生主编重庆大学出版社机床设计手册机械工业出版社机床数控化改造实例罗永顺主编机械工业出版社型号丝杠为双螺母，则滚珠总圈数为，则滚珠总数量。

滚珠丝杠预紧时，取轴向预紧力故由式可求得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量。

因为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的，所以实际变形量可减少半，取。

将以上算出的和代入，求得丝杠总变形量对应跨度由机电体化系统设计课程设计指导书表知，级精度滚珠丝杠任意轴向行程内行程的变动量允许，而对于跨度为的滚珠丝杠，总的变形量只有，可见丝杠刚度足够。

压杆稳定性校核滚珠丝杠属于受轴向力的细长杆，如果轴向负载过大，则可能产生失稳现象。

失稳时的临界载荷应满足式中临界载荷，单位为丝杠支承系数，如表所示压杆稳定安全系数，般取为，垂直安装时取最小值滚珠丝杠两端支承间的距离，单位为。

表丝杠支承系数方式双推自双推简双推双单推单查上表，取支承系数有丝杠底径，求得截面惯性矩压杆稳定安全系数取为丝杠卧式水平安装滚动螺母至轴向固定出的距离取最大值。

代入式计算失稳时的临界载荷远大于工作载荷，故丝杠不会失稳。

综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。

同步带减速箱的设计纵向为了满足脉冲当量的设计要求和增大转矩，同时也为了使传动系统的负载惯量尽可能的减小，传动链中常采用减速传动。

本次纵向减速箱设计中选用同步带传动。

相对于其他带传动，其不足之处是制造和安装精度要求较高，中心距要求较严格设计同步带减速箱需要的原始数据有带传递的功率主动轮转速和传动比传动系统的位置和工作条件等。

根据改造经验，车床纵向步进电动机的最大静转矩通常在之间选择。

现初选电动机型号，五相混合式，最大静转矩为，十拍驱动时步距角为。

该电动机的详细技术参数如表所示。

带轮的结构和主要参数带轮的结构同步带轮有整体式和组合式两种结构。

小直径带轮般做成整体形式，如图所示，通常由齿圈挡圈和轮毂组成。

中等以上直径带轮常采用组合式结构。

带轮的两端常制有挡圈有双边挡圈和单边挡圈，也有无挡圈，以防工作时同步带滑落。

挡圈的厚度般取，按带的厚度和长度来选。

带轮的主要参数直边带轮齿廓直边带轮齿廓形状如图所示。

带轮宽度带轮宽度比同步带稍宽些。

无挡圈时，带轮工作宽度比带宽大有挡圈时，般大。

由支推推图带轮齿数和直径若带轮齿数为，则节圆直径带轮齿数不宜过少，否则会使同时啮合的齿数减少，导致带齿承载过大，而且当节距定时，带轮直径将减小，又使带的弯曲应力增大。

故带轮存在最少齿数限制。

带轮的材料带轮材料般采用铸铁或钢，高速小功率时可采用塑料或轻合金。

图直边带轮齿廓形状同步带的设计计算传动比的确定已知电动机的步距角，脉冲当量脉冲，滚珠丝杠导程。

根据式。

主动轮最高转速由纵向床鞍的最快移动速度，可以算出主动轮最高转速确定带的设计功率设计功率的计算公式为式中工作情况系数传递的功率，单位为。

预选的步进电动机在转速为时，对应的步进脉冲频率为从表查得，当脉冲频率为时，电动机的输出转矩约为，对应的输出功率为。

同步带传递的负载功率应该小于，故今取，取工作情况系数，则由式。

表步进电动机的运行距频特性电动机型号运行频率运行步距角不同频率下的输出转矩选择带型和节距根据和由图选择带型，图中水平坐标为带的设计功率，垂直坐标为小带轮的转速。

当所得交点落在两种结节距的分界线上时，尽可能选择较小的节距。

图同步带选型图根据带的设计功率和主动轮最高转速，从上图中选择同步带，型号为型，节距确定小带轮齿数和小带轮节圆直径小带轮的齿数应满足，可由下表带轮最少许用齿数查得。

带速和安装尺寸允许时尽可能选用较大值。

小带轮节圆直径，如表所示小带轮节圆直径初定后应验算带速，不合适则重取。

同步带的速度应满足极限带速为型，型，型，表带轮最少许用齿数小带轮转速带轮最少许用齿数表带轮直径尺寸系列带轮齿数型号节径外径节径外径摩可知，移动部件