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。表四外形尺寸及安装尺寸型号尺寸图四霍尔元件表五技术参数型号电动功率电机转速夹紧力重复定位精度寿命次换刀时间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，步进脉冲当量为脉冲，机床快速移动速度为，传动精度较低，功能也比较简单。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。在主控计算机的管理下，各计算机之间分别进行指令识别插补运算文本及图形显示控制信号的输入输出符等。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，这种形式可方便地控制进给速度和主轴转速。机床最快移动速度为，步进脉冲当量为脉冲，控制的轴数多达个，因而广泛用于精密数控车床铣床加工中心等精度要求高加工工序复杂的场合。早期的经济型数控系统多采用功能简单的单板机控制。近年来，多采用单片机为核心，做成专用的数控系统，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。图六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，即不驱动总线，也不为总线的负图十管脚图图九芯片的引脚图载，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十锁存器外部管腿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。下图为的引脚图系列单片机中的及均采用封装的双列直接结构，下图是它们的引脚配置，个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，组位共个口，中断口线与口线复用。图七引脚配置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。程序存储器共有个位掩膜，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时计数器有两个位的可编程定时计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出口共有组位口或，用于对外部数据的传输。中断系统具备较完善的中断功能，有两个外中断两个定时计数器中断和个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有级的优先级别选择。时钟电路内置最高频率达的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但单片机需外置振荡电容。用单片机控制系统电路图八存储器扩张电路下面简单介绍下所用到的芯片的原理与框图Ⅰ芯片有根数据线个存储单元，需要根地址线。可执行读出和写出两操作。本设计中，两种操作都有用到，其扩张单片机的内存容量，这相当与写入在工作中，加工零件时需从中读出数据进行加工。在中，最重要的时两条信号线。即为使用地址线划定的存储单元所在存储空间的区域。此时有效。当时，可从存储器读出数据，这可用的和信号控制。下图为的引脚图。Ⅱ芯片为静态，下图为其管脚图。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，地址线增加了两根，为，由两个片选端，。图二为其操作方式。表七芯片操作方式管脚操作方式未选中掉电任意任意得溜纵摩启动惯性阻转矩惯得计算。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显示顿迭代法分析非线性方程，求解它的困难在于是非线性函数。为克服这困难，考虑它的线性展开。设当前点为,在处的展开式为令上式右端为解其方程得到此式就称为公式。牛顿迭代法流程图图牛顿迭代法流程图,牛顿迭代法程序调试图图牛顿迭代法程序调试图牛顿迭代法源程序代码牛顿迭代法源程序,解为弦截法弦截法算法分析弦截法算法公式弦截法算法流程图图弦截法流程图弦截法算法程序调试图图弦截法算法程序调试图弦截法算法源程序代码弦截法算法迭代开始进行中所得满足精度的解为根为经过次迭代后,未达到所需精度要求设计体会及今后的改进意见自从老师下发课程设计任务书以来，在这个多月时间里，我从中学到了很多东西，感受很深。通过此次课程设计，我充分认识到了自己所学的知识很有限。我们虽然学习过这门课程，但是由于上课时我们学得不够扎实，课下也没有花时间去练习编程，因此在课程设计当中遇到很多困难，吃了不少苦。书到用时方恨少，我深深的意识到，在以后的学习当中，我应该及时掌握应该掌握的知识，平时多注意知识的积累，这样到了关键时候才有发挥的余地。就这方面来说，此次课程带给我的最大的收获，就是它让我发现了自身的不足之处，让我懂得在以后学习的过程中要更加努力,我们学的是数值计算方法，平时用的较多的是编程，我在课程设计中也意识到将种数值算法转变成种计算机语言并不是简单的，这不仅需要我们有扎实的算法基础，也需要熟练掌握程序设计语言。个程序做出来应该是给客户去用的，我直认为我们编写的程序应该有个人性化的用户界面，但是由于我在编程方面的技术还很欠缺，虽然有些好的想法，但是由于技术原因，无法实现，确实稍有遗憾。好在我对,,牛顿法解非线性方程组输入的初始近似值请依次输入的误差限，的误差限，最大迭代次数收敛到的解为电压幅值或相角相差较大，导致两侧的电压差较大将要合环的两侧负荷大小相差较大将要合环的两侧负荷功率因数相差较大。复合式开关的工作原理目前变压器的高低压侧所用开关大多数为机械开关，但是机械开关存在的缺点就是分接头切换过程中产生电弧,影响触头的使用寿命还会造成电磁干扰，导致电能损失开关的动作速度慢调压响应时间长，其切换时间在数秒甚至数十秒内，这样对敏感负荷来说，会致其跳闸故障率高维护量大。为解决机械开关所固有的缺点，现国内外的很多学者正在研究无弧分接开关来解决此问题,主要设计思想有以下两种采用大功率晶闸管控制开关来完全取代机械触头此种开关的应用仍然存在缺点可靠性低，电子开关的通态损耗大，经济成本高，所以在实际应用中并没有广泛的应用。机械触头与晶闸管相宽度范围是,的半。第三步得到第个区间,包含，并有中点后，可构造出,，它也包括，宽度范围是,的半。二分法解非线性方程算法流程图图二分法解非线性方程流程图二分法解非线性方程程序调试图图二分法解非线性方程程序调试图二分法解非线性方程程序代码二分法解非线性方程,,,,,方程的根为高斯赛德尔迭代法算法高斯赛德尔迭代法算法分析设有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。表四外形尺寸及安装尺寸型号尺寸图四霍尔元件表五技术参数型号电动功率电机转速夹紧力重复定位精度寿命次换刀时间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，步进脉冲当量为脉冲，机床快速移动速度为，传动精度较低，功能也比较简单。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。在主控计算机的管理下，各计算机之间分别进行指令识别插补运算文本及图形显示控制信号的输入输出符等。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，这种形式可方便地控制进给速度和主轴转速。机床最快移动速度为，步进脉冲当量为脉冲，控制的轴数多达个，因而广泛用于精密数控车床铣床加工中心等精度要求高加工工序复杂的场合。早期的经济型数控系统多采用功能简单的单板机控制。近年来，多采用单片机为核心，做成专用的数控系统，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。图六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，即不驱动总线，也不为总线的负图十管脚图图九芯片的引脚图载，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十锁存器外部管腿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