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动机轴的负载惯量„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载力矩„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的加速力矩„„„„„„„„„计算横向进给系统所需要的折算到电动机轴上的各种力矩„选择驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„横向机械传动系统的动态分析„„„„„„„„„„„„计算丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率„计算扭转振动系统的最低固有频率„„„„„„„横向机械传动系统的误差计算与分析„„„„„„„„„计算机械传动系统的反向死驱„„„„„„„„„计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差„计算滚珠丝杆因扭转变形产生的误差„„„„„„„„„确定横向滚珠丝杆螺母副的精度等级和型号„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的精度等级„„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„纵向机械部分设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主切削力及其切削分力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„导轨摩擦力的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺母副的轴向负载„„„„„„„„„„„„„„„确定进给传动链的传动比和传动级数„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆的动载荷计算与直径估算„„„„„„„„„„„„„„初步确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„„„„„„初步确定纵向滚珠丝杠螺母副支承轴承„„„„„„„„„„„„„„„纵向进给传动链部件的装配图设计„„„„„„„„„„„„„„纵向滚珠丝杆螺母副承载能力的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界压缩载荷的校验„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副临界转速的校验„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杆螺母副额定寿命的校验„„„„„„„„„„„„计算纵向机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„„计算机械传动系统的刚度„„„„„„„„„„„„„„„计算滚珠丝杆螺杆副的扭转刚度„„„„„„„„„„„„„选择纵向驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载惯量„„„„„„„„计算折算到电动机轴的负载力矩„„„„„„„„„计算折算到电动机轴的加速力矩„„„„„„„„„计算横向进给系统所需要的折算到电动机轴上的各种力矩„选择驱动电动机的型号„„„„„„„„„„„„„纵向机械传动系统的动态分析„„„„„„„„„„„„计算丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率„计算扭转振动系统的最低固有频率„„„„„„„纵向机械传动系统的误差计算与分析„„„„„„„„„计算机械传动系统的反向死驱„„„„„„„„„计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差„计算滚珠丝杆因扭转变形产生的误差„„„„„„„„„确定纵向滚珠丝杆螺母副的精度等级和型号„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的精度等级„„„„„„„„确定滚珠丝杆螺母副的规格型号„„„„„„„„数控系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主控的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„存储器扩展电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机驱动电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„其他辅助电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„机床数控系统硬件电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„•摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。
个较完善的机电体化系统，应包含以下几个基本要素机械本体动力与驱动部分执行机构传感测试部分控制及信息处理部分。
机电体化是系统技术计算机与信息处理技术自动控制技术检测传感技术伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。
新代的系统这类典型机电体化产品正朝着高性能智能化系统化以及轻量微型化方向发展。
关键字机电体化的基础基本组成要素特点发展趋势•摘要当今世界电子技术迅速发展，微处理器微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。
个较完善的机电体化系统，应包含以下几个基本要素机械本体动力与驱动部分执行机构传感测试部分控制及信息处理部分。
机电体化是系统技术计算机与信息处理技术自动控制技术检测传感技术伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。
新代的系统这类典型机电体化产品正朝着高性能智能化系统化以及轻量微型化方向发展。
关键字机电体化的基础基本组成要素特点发展趋势，理说明和方案论证。
设计步骤确定硬件电路的总体方案。
数控系统的硬件电路由以下几部分组成主控制器。
即中央处理单元总线。
包括数据总线，地址总线，控制总线。
存储器。
包括只读可编程序存储器和随机读写数据存储器。
接口。
即输入输出接口。
数控系统的硬件框图如下所示中央处理单元主控制器的选择系列单片机是集中，端口及部分等为体的功能性很强的控制器。
只需增加少量外围元件就可以构成个完整的微机控制系统，并且开发手段齐全，指令系统功能强大，编程灵活，硬件资料丰富。
本次设计选用芯片作为主控芯片。
存储器扩展电路设计程序存储器的扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储器芯片大多采用芯片。
其型号有，其容量分别为，。
在选择芯片时要考虑与时序的匹配。
所能读取的时间必须大于所要求的读取时间。
此外，还需要考虑最大读出速度，工作温度以及存储存储器输入输出接口信号变换控制对象外设键盘，显示器，打印机，磁盘机，通讯接口等器容量等因素。
在满足容量要求时，尽量选择大容量芯片，以减少芯片数量以简化系统。
综合以上因素，选择芯片作为本次设计的程序存储器扩展用芯片。
单片机规定口提供为位地址线，同时又作为数据线使用，所以为分时用作低位地址和数据的通道口，为了把地址信息分离出来保存，以便为外接存储器提高低位的地址信息，般采用芯片作为地址锁存器，并由发出允许锁存信号的下降沿，将地址信息锁存入地址锁存器中。
由以上分析，采用芯片的程序存储器扩展电路框图如下所示扩展电路框图译码电路数据存储器的扩展由于内部只有字节，远不能满足系统的要求。
需要扩展片外的数据存储器。
单片机应用系统数据存储器扩展电路般采用，静态数据存储器。
本次设计选用芯片作为数据存储器扩展用芯片。
其扩展电路如下所示扩展电路框图译码电路在单片机应用系统中，所有外围芯片都通过总线与单片机相连。
单片机数据总线分时的与各个外围芯片进行数据传送。
故要进行片选控制。
由于外围芯片与数据存储器采用统编址，因此单片机的硬件设计中，数据存储器与外围芯片的地址译码较为复杂。
可采用线选法译码电路和全地址译码法。
线选法是把单独的地址线接到外围芯片的片选端上，只要该地址线为低电平，就选中该芯片。
线选法的硬件结构简单，但它所用片选线都是高位地址线，它们的权值较大，地址空间没有充分利用，芯片之间的地址不连续。
对于和容量较大的应用系统，当芯片所需的片选信号多于可利用的地址线的时候，多采用全地址译码法。
它将低位地址作为片内地址，而用译码器对高位地址线进行译码，译码器输出的地址选择线用作片选线。
本设计采用全地址译码法的电路分别如下图所示存储器扩展电路设计单片机所支持的存储系统起程序存储器和数据存储器为编址。
该设计选用程序存储器和数据存储器组成单片机的外存储器扩展电路，单片机外存储器扩展电路如下扩展电路设计通用可编程接口芯片单片机共有个位并行接口，但供用户使用的只有口及部分口线。
因此要进行口的扩展。
与微机接口较简单，是微机系统广泛使用的接口芯片。
与的连接方式如下图所示键盘，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部设备，可以完成数据的输入和计算机状态数据的动态显示。
通常，数控系统都采用行列式键盘，即用口线组成行，列结构，按键设置在行列的交点上。
数控系统中使用的显示器主要有和。
下图所示为采用接口管理的键盘，显示器电路。
它有键和位显示器组成。
为了简化秒电路，键盘的列线及显示器的字位控制共用个口，即共用的口进行控制，键盘的行线由口担任，显示器的字形控制由的口担任。
键盘显示器接口电路如下所示步进电机驱动电路设计脉冲分配器步进电机的控制方式由脉冲分配器实现，其作用是将数控装置送来的系列指令脉冲按定的分配方式和顺序输送给步进电机的各相绕组，实现电机正反转。
数控系统中通常使用集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。
本设计采用集成脉冲分配器。
采用硬件环行分配器的步进电机接口线路图如下光电隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机的励磁绕组。
如果将输出信号直接与功率放大器相连，将会引起电气干扰。
因此在接口电路与功率放大器间加上隔离电路实现电气隔离，通常使用光电耦合器。
光电耦合器接线图如下功率放大器脉冲分配器的输出功率很小，远不能满足步进电机的需要必须将其输出信号放大产生足够大的功率，才能驱动步进电机正常运转。
因此必须选用功率放大器，需根据步进电机容量选择功率放大器。
本设计选用功率放大器。
其它辅助电路设计的时钟电路单片机的时钟可以由两种方式产生内部方式和外部方式。
内部方式利用芯片的内部振荡电路，在，引脚上外接定时元件，如下图所示。
晶体可以在之间任意选择，耦合电容在之间，对时钟有微调作用。
采用外部时钟方式时，可将直接接地，接外部时钟源。
复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现。
在时钟工作后，只要在引脚上出现以上的高电平，单片机就实现状态复位，之后便从单元开始执行程序。
在实际运用中，若系统中有芯片需要其复位电平与复位要求致时，可以直接相连。
当晶振频率选用时，复位电路中取，取，取。
实用复位电路图如下所示越界报警电路为了防止工作台越界，可分别在极限位置安装限位开关。
利用光电耦合电路，将行程开关接至发光二极管的阴极，光敏三极管的输出接至的口。
当任何个行程开关被压下的时候，发光二极管就发光，使光敏三极管导通，由低电平变成高电平。
可利
【毕业设计】数控车床二维工作台设计
