盘的最大转动惯量为−−‧法兰的最大转动惯量为−−‧‧关系式个‧由于轴起动用的是恒转矩起动，选择谐波减速器的原则是按照最高转速选用机型。输出轴最大转速要求为。所以决定采用北京谐波传动技术研究所生产的谐波减速器系列机型，减速比用的。与之相关参数请查看去上述研究所网站。机型出轴向下出轴向上电机直联按电机型号确定机型减速比输入转速输入转速输入转速输出力矩输出转速额定输入功率输出力矩输出转速额定输入功率输出力矩输出转速额定输入功率机型空载静态启动力矩飞轮矩转动惯量五步进电动机的计算与选型先确定轴有用步进电动机。计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量已知滚珠丝杠的公称直径，总长，导程，材料密度−移动部件总重力小齿轮宽度，直径大齿轮宽度，直径传动比。滚珠丝杠的转动惯量为查综合作业指导书表，得移动部件折算到丝杠上的转动惯量为𝜋可查综合作业指导书表得出齿轮的转动惯量对于钢材−式中圆柱体直径圆柱体长度−−−−初选步进电动机型号为，为三相反应式，由常州宝马集团公司生产，三相六拍驱动时步距角为，从≪机电体化系统设计课程设计指导书≫表查得该型号电动机转子的转动惯量‧。则加在步进电动机转轴上的总转动惯量为𝜋计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩为为启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩为移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩为由于丝杠预紧时折算到电机轴上的附加摩擦转矩可以忽略ε𝜋−𝜋−式中ε电机最大角加速度电机最大转速运动部件从停止起动加速到最大快进速度所需时间。令起动加速时间其他符号和前面意义相同，代入数据−𝜋−𝜋𝜂𝑖ƒ式中导轨的摩擦力运动部件的总重量ƒ导轨摩擦系数取齿轮降速比η传动链总效率，在此取。ƒ步进电动机最大静转矩的选定考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。本例中取安全系数，则步进电动机的最大静转矩应满足上述初选的步进电动机型号为，由≪机电体化系统设计课程设计指导书≫表查得该型号电动机的最大静转矩。可见，满足要求。步进电动机的性能校核任务书给定最大移动速度，脉冲当量脉冲，电机对应的运行频率为ƒ。从≪机电体化系统设计课程设计指导书≫表表和电动机的运行矩频特性曲线图可以看出，电动机的空载运行频率可达，可见没有超过这个界限。在此频率下，电动机的输出转矩，大于快速起动时的负载转矩，满足要求。已知电动机转轴上的总转动惯量，电动机转子自身的转动惯量‧，查≪机电体化系统设计课程设计指导书≫表可知电动机转轴不带任何负载时的最高空载起动频率ƒ。则由式可以求出步进电动机克服惯性负载的启动频率为ƒƒ和软件两种，硬件环形分配器需要的口接线少，其执行速度快，但需要专有的芯片。软环形分配器实用程序实现的。本设计中要求使用软环分配器。其具体程序内容见下部分。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。由于步进电机需要的驱动电压较高，电流也较大。如果将口输出信号直接与功率放大器相连，将会引起强电干扰，轻则影响计算机的程序正常运行，重则导致计算机接口电路的损坏。所以般要在接口电路与功率放大器间加上隔离电路，实现电气隔离。电路图如图所示光电隔离电路图该图为同向输出电路，控制信号经集电极开路门反相后驱动光耦合器的输入发光二极管。当控制信号为低电平时，不吸收电路，发光二极管不导通，从而输出的光敏晶体管截至，输入电压为零电平。反之输出电压为高电平。功率放大电路脉冲分配器的输出功率很小，远不满足步进电机的要求，必须将它放大，已产生足够大的功率驱动步进电机正常运转，本次设计所选用的是种高低压供电电路。其具体电路图如图所示。高低压驱动电路图其工作原理电路中各晶体管均处在开关状态，当控制脉冲到来时，均导通，同时脉冲变压器的二次侧产生定宽度的脉冲电流，使出于导通状态，使二极管处于负偏置而截止，将电动机绕组与电源断开，高压电源通过为步进电机绕组供电，使其电流上升沿变陡，通过时间后，脉冲电流消失，使处于截至状态，切断高压电源与电动机绕组的回路，通过,为电动机供电，提供电动机所需的额定电流。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。内部方式利用芯片内部振荡电路，本次设计采用内部方式，如图所示。晶体可在之间任选，耦合电容在之间，对时钟有微调作用。时钟电路图复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现，在时钟电路工作后，只要在引脚上出现以上的高电平，单片机便实现状态复位，以后单片机便从单元开始执行程序。单片机通常采用上电自动复位和按钮复位两种。下图中为上电与按钮复位组合。在上电瞬间，电路充电，引脚端出现正脉冲，只要端保持以上高电平，就能使单片机有效复位。复位电路图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。本次设计采用中断方式，利用的外部中断，只要有任个行程开关闭合，即工作台在个方向越界，均能产生中断信号，为了报警，设置红绿灯指示，正常工作时绿灯亮，当越界报警是红灯亮。两灯均由个口输出。为报警信号的产生。为报警指示。掉电保护电路掉电保护电路，保护些重要的现场参数，如几何尺寸，工艺参数，再掉电后仍能妥善保存，恢复供电后又能马上运行。掉电保护电路图图中为电源电压，为备用电池电压并且，为存储器电源端，正常通电时，二极管导通，截止，电压由提供，同时还通过电阻对电池充电。断电后，截止，导通，此时的工作电压由电池经二极管和电阻提供。第四章微机控制软件第节概述机床数控系统是由硬件和软件两大部分组成，只有软件和硬件相结合时才能实现数控机床控制系统的功能。本章主要是对控制软件做下简要介绍，其次按设计要求完成项环形分配器流程框图的绘制以及其源程序的编写。第二节控制软件组成及功能典型的计算机数控系统控制软件的组成形式如下图中所示二数控系统控制软件的功能介绍如下系统总控程序这是计算机数控系统的主循环程序，系统上电后便进入这部分程序运行，它主要完成以下工作系统的初始化命令处理循环二零件加工程序的输入和输出管理零件加工程序的输入有两种方法通过光电阅读机输入。从键盘输入。零件程序存储器般容量较大，可以存放多个零件加工程序。数控系统采用的零件加工方式是存储器工作方式，系统从零件存储器中逐段取出程序送入程序缓冲器。然后对程序缓冲器中程序段数据预处理，形成可供插补运算的数据。三零件加工程序的编辑编辑程序也可以看作键盘命令处理程序，既可以用来从键盘输入新的零件加工程序，也可以用来对已经存储在零件程序存储器中的零件加工程序进行编辑和修改。常用的编辑功能包括插入删除查找移动等。四机床手动调整控制机床手动调整动作包括各坐标轴的运动主轴运动刀架转位冷却液的开停等。在手动调整状态下，除了控制机床的动作外，还要对系统的参数进行修改设置。由上述内容可看出，手动调整的控制程序是个对操作面板和键盘输入命令进行扫描的循环。它不断地读取操作面板和键盘的输入信息。分析识别输入的命令进形相应的处理。五零件加工程序的解释和执行零件加工程序的解释与执行是完成零件加工任务的基本模块，用来根据零件加工程序实现零件的轨迹加工，个加工程序段的解释执行，包括取得程序段，程序译码，完成程序段中指定的功能。对轨迹加工类程序段进行数据预处理，插补计算，伺服控制等步骤。六插补计算插补程序是根据插补数学模型而编制的种运算处理程序，它的作用是决定在所要求的进给长度上数控机床各坐标轴的运动规律，机床运动部件的每次进给都需要执行次插补程序。插补的频率是由程序所要求的进给速度所决定的。进给越快，插补频率越高。七伺服控制伺服控制程序是根据插补程序的结果，经适当计算直接输出去控制执行元件的动作。对于开环的步进电机的控制，主要完成脉冲分配和步进电动机的加减速控制。和插补计算样，伺服控制也是由定时中断引起的，也常常作为定时中断服务程序的部分出现或由定时中断服务程序调用八系统自检该程序检测计算机数控系统各个硬件部件功能的正确性。只是可能存在的故障的位置与性质。这样可以提高系统的可靠性。第三节系统直线插补软件设计直线插补第象限插补轨迹如图所示二插补程序直线插补的程序框图如下插补程序此程序根据经济性数控车床硬件电路图编写，程序首先对芯片进行初始化，再用逐点比较法对第象限直线进行插补程序设计。环行分配器是采用软环分配。程序如下,设置堆栈指针,初始化，为控制口地址控制字为，即设置为口输出，口输入，口输入,偏差单元清零,置向电机初态,置向电机初态,低位低位,高位高位,向向电机上电,将控制字送入芯片的口将偏差值高位偏差值为负值，则跳转到子程序，否则向下执行走步清进位,计算偏差延时,终判值减，送到，判断是否为不为，转移到再判断偏差值的正负，转入此程序，走步，为向电机正转子程序,计算新偏差,转移至，重新进行判终,延时子程序子程序略。致谢课程设计是高等教育机电体化工程专业中本科阶段个重要的实践性环节，同时是理论联系实际，解决生产实际问题的开始。在设计过程中遇到了许多问题，通过请教指导老师和同学，综合运用各种资料文献，问题基本解决。由于时间仓促及本人知识水平有限，许多不足之处希望评委老师提出意见，我将认真仔细听取建议，并将在以后设计做的更好。发现自己的知识远远不够，我应该继续学习，通过学习不断积累知识和完善自我。生命不息，奋斗不止，把握未来，就要牢牢把握却继续学习的机会和条件，将学习进行到底。这次课程设计过程中，得到了肖定国郝娟两位老师的精心指导，才得到能力的进步提高，不足之处，请各位老师谅解。最后衷心感谢对我这次课程设计给予的帮助和指导,年月日参考文献郝忠军雷小玲编综合作业指导书机械工业出版社尹志强编机电体化系统设计课程设计指导书机械工业出版社机械设计手册软件赵长德雷田玉编微型计算机原理与接口技术机械工业出版社丁洪生编机械设计基础机械工业出版社虞洪述徐伯康编机械制图西安交通大学出版社林其俊编数控技术及应用机械工业出版社董景新赵长德编机电体化系统设计机械工业出版社第章总体方案的拟定第节概述数控技术是种自动控制技术，它能够对机器的运动和动作进行控制。采用数