xa6132銑床的數(shù)控化改造.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文xa6132型銑床的機(jī)電一體化改造目 錄內(nèi)容提要2第一章 緒論31.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展31.2 數(shù)控改造給企業(yè)帶來的好處3第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇42.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容42.2 資料準(zhǔn)備4第三章 方案比較和選擇53.1 伺服驅(qū)動53.2 cnc數(shù)控系統(tǒng)63.3機(jī)械部分7第四章 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算74.1 滾珠絲杠螺母副的選用設(shè)計(jì)74.2 選擇螺紋軸直徑導(dǎo)程及螺母84.3精度的選擇114.4 熱變形的對策114.5支承軸承的選擇114.6驅(qū)動電機(jī)的選擇114.7錐形夾緊環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算134.8 齒輪和同步齒型帶的工況比較14第五章 cnc系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)14一、cpu及存儲器模板設(shè)計(jì)14二、鍵盤、顯示器接口模板的設(shè)計(jì)：20三、i/0接口模板23四、直流伺服電機(jī)接口模板27第六章 設(shè)計(jì)體會32參 考 文 獻(xiàn)33內(nèi)容提要按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，將一臺xa6132普通升降臺臥式銑床改造成三坐標(biāo)數(shù)控銑床。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間限制，本次設(shè)計(jì)任務(wù)的要求如下：機(jī)械部分主要解剖一個(gè)坐標(biāo)軸，完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零部件及參數(shù)的選擇，完成部分計(jì)算過程：電氣和微機(jī)部分結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)主要完成數(shù)控系統(tǒng)控制部分整體方案的論證和選擇，使整個(gè)系統(tǒng)能夠較完美地結(jié)合，并完成硬件接線設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)框圖。最后，總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成畢業(yè)論文撰寫。第一章 緒論1.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展在社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不斷提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期也不斷縮短，因此，對機(jī)械加工設(shè)備的要求也不斷地在提高。使它不僅具有較高的生產(chǎn)效率和加工精度，而且能迅速地適應(yīng)加工零件的變更。數(shù)控機(jī)慶就是在這種情況下產(chǎn)生和發(fā)展。電子技術(shù)、特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的迅速發(fā)展。數(shù)控豈慶在當(dāng)今世界已進(jìn)入了批量生產(chǎn)，它的機(jī)械加工中所占的比重也愈來愈大，在航天、航空和汽車行業(yè)已經(jīng)成為不可缺少的機(jī)械加工設(shè)備。機(jī)床的數(shù)控比率不斷提高。它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、機(jī)床的數(shù)控化率不斷提高。它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、自動控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)為一體，能自動、高效、高精度、高質(zhì)量地從事單位小批及復(fù)雜形面的加工，使機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。數(shù)控機(jī)床代表著現(xiàn)代制造業(yè)科技發(fā)展的方向和水平，目前已由單臺機(jī)床數(shù)控發(fā)展到fms（柔性制造系統(tǒng)），cams（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)），從而使數(shù)控機(jī)床成為組成現(xiàn)代生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)（cad）、制造（cam）、檢驗(yàn)（cat）與生產(chǎn)管理等全部生產(chǎn)過程自動化的基本設(shè)備。我國從1958年開始研制數(shù)控機(jī)床，在研制與推廣數(shù)控機(jī)床方面取得了一定的成績。近年來，由于收進(jìn)了國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的制造技術(shù)，我國數(shù)控機(jī)床在品種數(shù)量和質(zhì)量方面得到了迅速發(fā)展。目前，我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展不僅從技術(shù)水平上已研制出五坐標(biāo)數(shù)控銑床；加工中心：cnc系統(tǒng)和自動編程系統(tǒng)等，同時(shí)也擁有了一定數(shù)量的數(shù)控機(jī)床。但我國目前數(shù)控機(jī)床的開發(fā)、生產(chǎn)、使用及擁有量仍與先進(jìn)國家有較大差距，要達(dá)到世界先進(jìn)水平，還需迅速發(fā)展我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)。隨著工廠、企業(yè)技術(shù)改造的深入發(fā)展、各行各業(yè)對數(shù)控機(jī)床的需要量將會有大幅度的增長，這將有力地促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。毫無疑問，數(shù)控機(jī)床必然會在我國現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮越來越大的作用。1.2 數(shù)控改造給企業(yè)帶來的好處數(shù)控改造是對普通機(jī)床某些部位做一定的改造，配上數(shù)控裝置，從而使機(jī)床具有數(shù)控加工的能力。提高了機(jī)床的性能價(jià)值比用較低的價(jià)格，得到較高的機(jī)床性能。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗哂幸韵绿攸c(diǎn)：（1）能適應(yīng)不同零件的自動加工：數(shù)控機(jī)床按照被加工零件的程序自動加工，要改變零件只需改變程序，而不必改變有關(guān)工裝。（2）生產(chǎn)效率和加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。（3）工序集中，一機(jī)多用：采用自動換刀裝置，可以在一次裝夾下幾乎完成零件的全部加工。（4）能完成復(fù)雜形面的加工。（5）數(shù)控機(jī)床是高技術(shù)產(chǎn)品，價(jià)格較高，而且要求有較高技術(shù)水平的人員操作維修。盡管如此，數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益還是十分可觀的。第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容將一臺xa6132普通降臺臥式銑床改造成三坐標(biāo)數(shù)控銑床。結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量和時(shí)間限制。機(jī)械部分主要解剖不軸，完成機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零件及參數(shù)的選擇，部分計(jì)算過程；電氣和微機(jī)部分主要完成數(shù)控系統(tǒng)控制部分整體方案的選擇，硬件接線圖，程序框圖。2.2 資料準(zhǔn)備一、工件資料本銑床改造后主要為加工幾個(gè)品種的制動凸輪軸，軸最長為650mm；該制動凸輪軸所需加工的輪廊外形含有直線、圓弧和漸開線；要求的輪廊公差0.1 mm，對稱度公差為0.1 mm，表面粗糙度ra1.6；工件材料為40cr 鍛件；設(shè)計(jì)生產(chǎn)節(jié)拍為7nin/件。二、原機(jī)床資料由于軸是細(xì)長桿件，決定選擇臥式銑削加工。采用xa6132升降臺臥式改造，原機(jī)床有關(guān)資料為：進(jìn)給電機(jī)1.5kw/1400 rpm，最大水平拖動力1500kgf；快進(jìn)速度橫向、縱向?yàn)?.3m/min；升降臺快進(jìn)速度為0.77m/min；工作最大重量為500kg；機(jī)動范圍縱向?yàn)?80mm、橫向?yàn)?40mm、升降為300mm。三、工藝資料工件加工余量：最大銑削寬度7mm，最大銑削深度40mm。刀具資料：高速鋼圓柱銑刀直徑32-40，刀齒數(shù)3-4。工藝資料：主軸轉(zhuǎn)速150-190rpm，走刀速度40-60 mm/min，每齒切厚為0.05-0.2mm,取0.1計(jì)算。四、主切削力計(jì)算根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)手冊3，對高速鋼圓柱銑刀以工件為碳鋼計(jì)算：fg = c f ae0.86af 0.72 d t -0.86 ap z其中：cf：系烽，取cf =68； ae：銑銷接弧深（mm），取ae=7mm; af：每齒進(jìn)給量（mm/齒），取af=0.1mm; dt：銑刀直徑（mm），取dt-32mm； ap：銑削深度（mm），取ap=40mm z：銑刀齒數(shù)，z=4fg=6870.860.1 0.72 32 0.86 404 =550.9kgf如以af=0.2 mm代入,則fgm=910kgf。fg=1200kgf。因此，以最大水平拖動力1200kgf計(jì)算，可以滿足最大切削力的要求。其它有關(guān)主軸功率核算，夾緊工件用夾用具所需夾緊力計(jì)算這里不作介紹。五、機(jī)床進(jìn)給部件重量估計(jì)縱向工作臺：長1.335m，加上夾具等約重220kg。橫向工作臺：約重445kg。升降臺：約重1000kg。第三章 方案比較和選擇3.1 伺服驅(qū)動一、步進(jìn)電機(jī)在我國設(shè)備數(shù)控化改造的一段時(shí)間里，較多采用步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動組件。步進(jìn)電機(jī)是一種特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī)，它利用通電激磁繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩，將脈沖電信號的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移的機(jī)電執(zhí)行組件。當(dāng)激磁按一定規(guī)律獲得分配脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子會轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度與輸入的脈沖個(gè)數(shù)具有較嚴(yán)格的比例關(guān)系，而且轉(zhuǎn)動與輸入脈沖在時(shí)間上同步，因此可以利用這些特點(diǎn)控制運(yùn)動的速度和位置量。步進(jìn)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，電氣控制和驅(qū)動電路也簡單，體積小，重量輕，價(jià)格便宜，設(shè)計(jì)制造較簡單，容易調(diào)試，使用維修方便。位移精度較好，對各種干擾因素不敏感，結(jié)構(gòu)誤差不會累積。另外，機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)快。但步進(jìn)電機(jī)也有缺點(diǎn)，主要是容易丟步，啟動頻率也不夠高，低頻時(shí)振動大，沖擊大，有時(shí)還有自激振蕩。步進(jìn)電機(jī)沒有過載能力，當(dāng)工作條件上變動時(shí)，可能造成失誤，因此步進(jìn)電機(jī)多用于負(fù)載較小，負(fù)載變化不大或要求不太高 經(jīng)濟(jì)型簡易型數(shù)控制設(shè)備中。對于數(shù)控銑床的改造，為了保證銑床的性能，選x、z坐標(biāo)快進(jìn)速度不低于2.4m/min，取為10 m/min。水平拖動力按15kn計(jì)算，則要求的功率為p=fv=1510/60-2.5 kw。一般步進(jìn)電機(jī)達(dá)不到此功率要求。因此，如要選用步進(jìn)電機(jī)，必須相應(yīng)就降低機(jī)床的某些性能，主要是快速性。另一方面，由于步進(jìn)電機(jī)在低速下工作時(shí)有明顯的沖動，易自激振蕩，而且其激振頻率很可能落入銑削加工所用的進(jìn)給速度范圍內(nèi)，這對加工極為不利，甚至造成失敗。可見采用步進(jìn)電機(jī)不但要降低性能，而且很可能失敗。此外，由于步進(jìn)電機(jī)沒有過載能力，高速時(shí)扭矩下降很多，容易丟步。開環(huán)由于沒有反饋校正作用，一旦丟步會造成工件報(bào)廢，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生事故，而且如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)還會造成工件的成批報(bào)廢，因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)不可靠。二、直流或交流伺服電機(jī)1、閉環(huán)控制：采用直流或交流伺服電機(jī)閉環(huán)控制方案，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大，試調(diào)和維修困難得多，造價(jià)也高。閉環(huán)控制可以達(dá)到很好的機(jī)床精度，能補(bǔ)償機(jī)械傳動系統(tǒng)中各種誤差，消除間隙、干擾等對加工精度的影響，一般應(yīng)用于要求高的數(shù)控制設(shè)備中。另外，由于閉環(huán)控制使機(jī)械傳動的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)制作不當(dāng)都可能造成系統(tǒng)失穩(wěn)，所以相應(yīng)地要求系統(tǒng)中每一個(gè)影響因素都嚴(yán)格控制把關(guān)。由于所設(shè)計(jì)的數(shù)控銑床的目標(biāo)工件加工精度不十分高，采用閉環(huán)系統(tǒng)的必要性不大。2、半閉環(huán)控制：采用直流或交流伺服電機(jī)的半閉環(huán)控制，其性能介于開環(huán)和閉環(huán)控制之間。由于調(diào)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制；反饋環(huán)節(jié)不包括大部分機(jī)械傳動無件，調(diào)試比閉環(huán)簡單，系統(tǒng)的穩(wěn)定性交易保證，所以比閉環(huán)容易實(shí)現(xiàn)。但是采用半閉環(huán)控制，調(diào)試比開環(huán)控制步進(jìn)電機(jī)要困難些，設(shè)計(jì)上也要有其自身的特點(diǎn)；另外反饋環(huán)節(jié)外的傳動元件將會直接影響機(jī)床精度和加工精度，因此在設(shè)計(jì)中也必須給予足夠重視。在直流和交流伺服電機(jī)之間比較時(shí)，直流伺服主要缺點(diǎn)是體積大，重量大，還要用整流子和電刷，增加了維修工作量。交流調(diào)速逐漸擴(kuò)大了其使用范圍，已經(jīng)取代直流伺服?？刂萍夹g(shù)已經(jīng)趨于成熟，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于直流伺服系統(tǒng)。經(jīng)過上述比較，綜合了成功率、技術(shù)難度、精度和投資等因素。決定選用交流伺服半閉環(huán)控制。3.2 cnc數(shù)控系統(tǒng)一、模板化設(shè)計(jì)、總線式結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)硬件部分采用模板化設(shè)計(jì)，總線式結(jié)構(gòu)的思想，其目的是使系統(tǒng)具有大的靈活性和可擴(kuò)充性。所謂總線，是各種信號線集合，它是組成微機(jī)系統(tǒng)的各插件或組成插件的各芯片間的標(biāo)準(zhǔn)信息通路。該系統(tǒng)采用由美國pro-log公司于1978年制定，ieee協(xié)會1987年推薦的std工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)微型機(jī)總線。std總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模較小，但規(guī)定較為周密，因而適應(yīng)性好，是一般流行的8位微處理器和單片機(jī)均可使用的標(biāo)準(zhǔn)總線，有通用標(biāo)準(zhǔn)總線之稱，廣泛用于工業(yè)微型計(jì)算機(jī)控制之中，與其他總線相比，std總線具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）小板結(jié)構(gòu)：所有模板尺寸都為27（英寸）（2）高可靠性：（3）開放式結(jié)構(gòu)：std總線提供了開放式結(jié)構(gòu)，可由大量模板根據(jù)要求向搭積木一樣拼裝自己的控制總線?？偩€驅(qū)動。（4）兼容式的總線結(jié)構(gòu)：適合多種cpu。（5）產(chǎn)品配套，功能齊全：std接中板可與現(xiàn)場的各種機(jī)動設(shè)備直接連接，如：驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)、交直流伺服電機(jī)等。（6）模板化設(shè)計(jì)：為了針對不同控制對象的不同要求，可以選擇不同模板進(jìn)行組合，構(gòu)成不同的工業(yè)新社會制機(jī)，每種模板功能較單一，很易維修。std總線是56線的同步總線，由下列幾種總線組成：6根邏輯電源線，8根雙向數(shù)據(jù)線，16根地址線，22根控制線，4根輔助電源線。數(shù)據(jù)總線和地址總線都是三態(tài)隔離式的。所有插板在不用時(shí)必須讓數(shù)據(jù)總線處于高阻狀態(tài)。地址總線也是三態(tài)的通常受cpu操作的控制線。配有供邏輯電路用的5v電源及12v直流輔助電源。16根地址線可對64kb存儲器直接尋址。二、系統(tǒng)總體框圖 數(shù)據(jù)總線 控制總線 地址總線 電 源開關(guān)量i/o板鍵盤及顯示器板8098cpu及存儲器板直流電機(jī)伺服接口板驅(qū) 動 源繼電器機(jī) 床側(cè)開關(guān)鍵 盤顯示器y電機(jī)x電機(jī)三、各組成部分功能系統(tǒng)由cpu及存儲器板、鍵盤及顯示器板、工關(guān)量i/0板、直流伺服電機(jī)接口板組成。各部分功能如下：（1）cpu及存儲器板：整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，具備運(yùn)算、控制和程序存儲等功能，并可為系統(tǒng)提供工作時(shí)鐘。（2）鍵盤及顯示器板：操場作人員與數(shù)控系統(tǒng)交換信息的主要接口。操作人員通過鍵盤干預(yù)控制流程、修改零件和序、設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)、操縱數(shù)控機(jī)床完成各種運(yùn)動，也可通過顯示器了解數(shù)控系統(tǒng)中的有關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行情況。（3）開關(guān)量i/0板：系統(tǒng)全部開關(guān)量的輸入輸出通道。一方面可將機(jī)床側(cè)的32路輸入信號輸入給計(jì)算機(jī)；另一方面可將計(jì)算機(jī)的控制命令經(jīng)過變換后作為給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號，以實(shí)現(xiàn)對機(jī)床開關(guān)的控制。（4）交流伺服電機(jī)接口板：根據(jù)計(jì)算機(jī)的位置命令完成對直流伺服電機(jī)速度控制，從而驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一定的速度和位移量。四、cnc系統(tǒng)的主要功能本系統(tǒng)采用8098單片作為控制核心，控制程序因化在eprom中。采用直流伺服電機(jī)和編碼器構(gòu)成半閉環(huán)系統(tǒng)，最小設(shè)定單位0.001mm。系統(tǒng)選用cmos ram作為零件程序存儲器，最小存儲容量為8k。零件程序可以采用手動輸入，也可通過普通ibm-pc微型計(jì)算機(jī)用串行通訊方式輸入。零件程序的編輯十分方便。該系統(tǒng)具有刀具長度、刀具半徑補(bǔ)償和位置偏移等多種補(bǔ)償功能。程序員只需按零件輪廊尺寸編制零件程序，不需計(jì)算實(shí)際的刀具中心軌跡，從而避免了繁瑣的計(jì)處。另外本系統(tǒng)還具抗干擾措施和較完善的保護(hù)措施（如行程式極限、快速講給速度極限、切削速度極限等），可以提高系統(tǒng)工作的可靠性，避免發(fā)生意外事故。3.3機(jī)械部分在設(shè)備的數(shù)控化改造中，雖然核心工作量數(shù)控，但決不是全部。如果忽視了機(jī)械部分，完全按照電氣要求進(jìn)行改造，或者是在改造中設(shè)計(jì)制造不盡合理，結(jié)果會給機(jī)床的數(shù)控化改造帶來意想不到的困難，甚至?xí)驒C(jī)械問題而導(dǎo)致失敗。第四章 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1 滾珠絲杠螺母副的選用設(shè)計(jì)機(jī)床在改造設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足有較長使用壽命的要求，而確保和提高機(jī)床的壽命的主要因素是零件的耐磨性和主要傳動部件的疲勞壽命。在數(shù)控改造的機(jī)床上，滾珠絲杠螺母副的工作壽命就顯得尤其重要。因此，在選用滾珠絲杠螺母副時(shí)以工作壽命為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。1、設(shè)要求壽命為：lf =2000h切削阻力：w1=500kg滑動阻力：w2=220kg最大行程：最大=680mm快速進(jìn)給速度：vmax =1000mm/min定位精度：0.030/1000 (無負(fù)載)滑動面摩擦系數(shù):=0.15 (對燕尾型導(dǎo)軌)2、操作條件操作方式軸向負(fù)載進(jìn)給速度操作時(shí)間的%切削阻力滑動阻力快進(jìn)進(jìn)給01081000030輕 切 削60010850050重 切 削120010810020表中加減速中的慣量很小可以忽略的，因此，操作時(shí)間的比率很小。4.2 選擇螺紋軸直徑導(dǎo)程及螺母一、導(dǎo)程的選擇由交流伺服電機(jī)的最大速度得：1增加導(dǎo)程有利于進(jìn)給速率，在控制系統(tǒng)分辨率能達(dá)到的要求下，可取得高些，這里取16 。二基本動力額定負(fù)載的檢校按負(fù)載條件確定導(dǎo)程所要求的負(fù)載能力：操作方式軸向負(fù)載（kgf）rc旋轉(zhuǎn)速度r/min操作時(shí)間的快速進(jìn)給f1=108n1=1667t1=30輕切削f2=708n2=83.3t2=50重切削f3=1308n3=16.7t3=20平均負(fù)載fm及平均速度如下：fm=(nm=所求負(fù)載能力如下：導(dǎo)程1（mm）6平均負(fù)載fm(kgf)348平均速度nm(r/min)545l=l1=其中：l：額定疲勞壽命（r）；ca：基本動態(tài)額定負(fù)載（kgf）;fa：軸向負(fù)載（kgf）;fw：負(fù)載因素（取決于操作條件）；lt：按小時(shí)的壽命（h）；n：轉(zhuǎn)動速度（r/min）其中：lt=20000h;fw=1.2因此三、螺母的選擇由于設(shè)計(jì)著重于剛性，因此按以下的空轉(zhuǎn)量進(jìn)行選擇：t系列（管型標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲杠）類型：dft（管型，單一法蘭，雙螺母用隔離件預(yù)負(fù)載）回路數(shù)：2.5卷3列選擇為：軸直徑d=40mm;導(dǎo)程16mm; 基本動態(tài)負(fù)載額定值ca=3990kfg。1、臨界速度由其中：l最大行程螺母長度2 軸端邊限度68081200 961mmf=21.9(由滾珠絲杠安裝方法所確定的系數(shù)，固定固定)因此 dr7mm dr:絲杠螺紋溝槽直徑。2.dm和n值由dm70000/n，當(dāng)n=1667r/min時(shí)，dm42mm。其中：dm：鋼球的中心圓周直徑；n： 轉(zhuǎn)動速度。四、選擇滾珠絲杠系統(tǒng)的剛性滾珠絲杠的主要部件（螺紋軸、螺母及支承軸承）所用的空轉(zhuǎn)量按以下所要求的空轉(zhuǎn)量進(jìn)行設(shè)定：200.8=16m軸直徑d=40mm的滾珠絲杠部件的彈性位移是：導(dǎo)程18m。1、螺紋軸的剛性：ks彈性位移：ls這是按螺紋軸的中心進(jìn)行計(jì)算，該處發(fā)生最大軸向位移：由等式ks=其中：e：彈性模數(shù)（2.1104kfg/mm2）ls=其中:fa：滑動阻力（fa=108kgf）2、螺母的剛性kv和彈性位移lv約將最大軸向負(fù)載的13設(shè)定為預(yù)負(fù)載：fa0=剛性計(jì)算如下：kn=其中：k：尺寸表中的剛性值3、支承軸承的剛性（彈性位移：lb）所使用的支承軸承是剛于滾珠絲杠支承（26207）止推角面接觸滾珠軸承。lb=其中：kb：軸承的剛性值螺紋型號螺紋軸螺母支承軸承合計(jì)df4006-7.5kslskslvkblbl981.11162.30.671030.522.30因此,所選的滾珠絲杠螺母識別號：df4006-7.5；軸直徑：40mm;導(dǎo)程：6mm。五、絲杠長度l3最大行程螺母長度端連限度 680161260 1102mm六、對于已選擇的滾珠絲杠的確認(rèn)計(jì)算1、壽命預(yù)計(jì)2、允許速度臨界速度：dmn值：dmn=40.51667700004.3精度的選擇定位精度：0.030/1000mm由導(dǎo)程精度的允許值選精度級：c3e0.021/1000mm，e=0.015mm其中：e：平均行程偏差；e：行程變量4.4 熱變形的對策出軸承的負(fù)載能力提供3度進(jìn)行補(bǔ)償。一、熱位移l（mm）變型：l=e1=12.010-63895=0.032mm其中：e：熱膨脹系數(shù)（取e=12.010-6）;：螺紋軸的上升溫度；l：螺紋軸的長度。二、預(yù)拉伸f累計(jì)導(dǎo)程的目標(biāo)值：0.032/895mm預(yù)拉伸：790kgf拉伸：0.0324.5支承軸承的選擇當(dāng)確定為f與cb的比率時(shí)，其中cb是支承軸承的動力負(fù)載額定值，而f為其預(yù)接伸，選擇適合以下等式的支承軸承。=f/cbtl,(kgf.cm)；電機(jī)的傳子慣量：jmjl/3,(kgf.cm2)；在以上條件的基礎(chǔ)上，可以選擇以下交流伺服電機(jī)：額定功率輸出：ww=3kw；最大轉(zhuǎn)速：nm=2000r/min；額定力矩：tm=14.3nm；轉(zhuǎn)子慣量：jm0.084kgcms2四、加速時(shí)間的檢校其中：j：總慣量（jh+jm）；tm=2tm；tl：在快速進(jìn)給下的驅(qū)動力矩；f ： 安全系數(shù)（f=1.4）；4.7錐形夾緊環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算伺服電機(jī)的軸伸為光軸，采用錐形夾緊環(huán)與同步齒型帶輪相聯(lián)的方式比較方便。電機(jī)軸直徑為35，由機(jī)床設(shè)計(jì)手冊3中可選用到d=35mm，d=40mm，l=7mm，1=6的錐環(huán)，選用兩組。計(jì)算過程如下：基本參數(shù)：消除內(nèi)環(huán)與軸、外環(huán)與孔的配合間隙所需的初始軸向力p010109.89.9103n；錐環(huán)每單位接觸壓力所能傳遞的扭短m0=1.38nm/mpa；錐環(huán)產(chǎn)生每單位接觸壓力所需軸向力f1=356n/mpa；摩擦系數(shù)=0.12；所能傳遞的扭矩m=cm0pkmn，其中mn為額定扭矩，k5為動載荷系數(shù)，p為許用接觸壓力p=1015kgf/mm2,取為100150mpa,系數(shù)，其中n=2為組數(shù)，。選電機(jī)扭矩為mn=18nm，取k6，則：所需軸向力pp0f1p=9.90.3565027.8kn用螺栓拉緊壓緊套產(chǎn)生軸向力，螺栓強(qiáng)度計(jì)算用式校核，取=0.4s,n=6,用f0=p代入，則得。由于安裝位置有限，若采用m81的螺栓，d1=6.917mm,則要求，只能采用40cr并經(jīng)調(diào)整質(zhì)處理來達(dá)到。由上述計(jì)算可以看出：1、錐形夾緊環(huán)聯(lián)結(jié)軸必須進(jìn)行計(jì)算，否則如果軸向壓緊力過大，可能超過允許接觸應(yīng)力p，造成零件的損壞，但是如果軸向壓力不足，則可能造成聯(lián)軸的不可靠，使用中當(dāng)扭矩過大時(shí)會發(fā)生失步。2、在考慮壓緊套時(shí)，要產(chǎn)生壓緊力的接觸面積并不大，但壓力較大?？紤]到緊固用螺栓不大。共接觸面積小，會形成大的接觸壓力。因此，壓緊套要用較好的材料制作，否則，會因接觸壓力過大造成損傷。3、為了保證合適的軸向力，在緊固壓緊時(shí)，對螺栓所施加的擰緊力矩受到控制，這可用式求出，用扭力板手限定，其中f為單價(jià)目螺栓的鎖緊力，d2為螺栓的中徑，為螺紋升角，為摩擦角。4、上述計(jì)算實(shí)際很粗，因?yàn)榭梢赃_(dá)到0.2，且由max求消除間隙所需軸向力時(shí)，max、變化，p0的變化也很大，這給精確調(diào)整和控制軸向力帶來困難。5、也可采用帶螺紋的壓緊套，其強(qiáng)度比較容易滿足，只是制造稍復(fù)雜些；另外，套與錐環(huán)接觸面在壓緊時(shí)要相對滑動，對壓緊不利，有磨損。4.8 齒輪和同步齒型帶的工況比較用一對齒輪作為傳動副時(shí)，為了消除齒輪傳運(yùn)中的間隙，要采用可調(diào)拉簧的薄片齒輪的結(jié)構(gòu)?？烧{(diào)接簧的設(shè)計(jì)和制造以及調(diào)整不可能完全滿足設(shè)計(jì)要求，它總是一個(gè)大概的范圍。所以，調(diào)整起來不方便也不夠精確。而齒輪傳動要實(shí)現(xiàn)無間隙傳動結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動噪聲大，調(diào)整不方便。而用同步齒型帶輪傳動，傳動平穩(wěn)。可隔離電機(jī)本身帶來的振動，調(diào)整皮帶輪的松緊很方便。只需根據(jù)皮帶的長度，測量皮帶的振動頻率或利用壓力傳感器測皮帶中間表面的張力，就能做到精確調(diào)整，使傳動成為無間隙傳動，同時(shí)又可使皮帶壽命達(dá)到一理想值。第五章 cnc系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)一、cpu及存儲器模板設(shè)計(jì)1、cpu的選擇cpu是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，它的性能決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能。目前工業(yè)控制中常用的cpu有8位（如z80a）、16位（如8086、8088、80286）和32位（如80386、80486）數(shù)種，單片機(jī)又有8位（如51系列）和16位（如8096、8098）之分。由于單片機(jī)集cpu、存儲器和i/0接口于一身，與其它c(diǎn)pu相比，系統(tǒng)構(gòu)成簡單、可靠性高、價(jià)格低廉，且性能完全能滿足cnc系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)的要求，因此決定采用單片機(jī)。在單片機(jī)中，intel公司的51系列和96系列最常用。8098單片機(jī)是mcs96系列中的一員，采用8位外部數(shù)據(jù)總線，而內(nèi)部cpu仍然保持16位結(jié)構(gòu)，因此稱之為準(zhǔn)16位機(jī)，其價(jià)格遠(yuǎn)低于原本的16位機(jī)，而性能卻保持上乘。8098單片機(jī)具有一個(gè)16位cpu、232字節(jié)ram、兩個(gè)4位和兩個(gè)8位并行i/0接口、一個(gè)全雙工串行通訊接口、兩個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、4通道的10位a/d轉(zhuǎn)換器、4個(gè)高速輸入通道、6個(gè)高速輸出通道等部件，能實(shí)現(xiàn)16位16位的乘法指令和32位16位的除法指令，處理能力遠(yuǎn)高于51系列單片機(jī)，與8096基本相當(dāng)，由于外部采用8位數(shù)據(jù)總線，與8096相比，連接方便，價(jià)格低廉，故采用8098單片機(jī)。2、存儲器的選擇存儲器主要分為隨機(jī)存取存儲器ram和只讀存儲器rom。（1）rom的選擇：rom的特點(diǎn)是，程序?qū)懭牒笾荒茏x出，不能寫入，斷電后不會丟失信息。rom主要用來存放系統(tǒng)軟件，包括：初始化程序，插補(bǔ)程序、鍵盤及顯示器管理程序和編譯程序、診斷程序編輯程序、伺服系統(tǒng)的驅(qū)動程序、刀初程序等。根據(jù)在滿足容量要求時(shí)盡可能選擇大容量芯片，可以減小芯片組合數(shù)量且以備系統(tǒng)功能擴(kuò)充之用的原則，因此選用2片27128，共32k容量。27128是28腳雙列直插e(cuò)prom，容量為16k18。其中a0-a13為14位地址線，00-07為8位數(shù)據(jù)線，ce為芯片允許信號低電平有效，vcc、gnd分別為+5v和接地端。工作方式如下：方 式ceoevppvccpgm輸出讀維 持編 程編 程檢驗(yàn)編程禁 止vilvilvilvilvihvil任意vihvih任意vihvilvppvppvppvilvccvccvcc任意vilvil任意dout高阻dldl高阻（2）隨機(jī)存取存儲器ramram的特點(diǎn)是：即能寫入又能讀出信息，但斷電后會丟失登記處。ram一般來存放應(yīng)用程序、零件加工程序、緩沖區(qū)（刀補(bǔ)運(yùn)算、插補(bǔ)運(yùn)算、顯示緩存）、以及中間結(jié)果，工作寄存器和堆棧等。本系統(tǒng)選用二片具有8k字節(jié)容量的6264作為外部ram，為了防止ram中的登記處丟失，采用了掉電保護(hù)電路。 6264 271286264是28腳雙列直插ram，各引腳的操作方式如下：操作方式ce1ce2oewei00-i07未 選 中未 選 中輸出禁止讀寫寫vih任意vilvilvilvil任意vilvihvihvihvih任意任意vihvilvihvil任意任意vihvihvilvil高 阻高 阻高 阻doutdlndin（3）輔助電路地址譯碼：由于8098對存儲器和外部設(shè)備采用統(tǒng)一編址方式，因此選用74ls138譯碼器對存儲器和i/0接口統(tǒng)一地址譯碼。74ls138譯碼器功能表如下：輸 入輸 出g1g2ag2bcbay0y1y2y3y4y5y6y7lhhhhhllllhllllllllllhhlhlhhhhlhhhhhhhlhhhhhhhlhhhhhhhlhhhhhhhhhhhhhbhhhhhhhhhhhhhh輸 入輸 出g1hhhhg2allllg2bllllchhhhbllhhalhlhy0hhhhy1hhhhy2hhhhy3hhhhy4lhhhy5hlhhy6hhlhy7hhhl由于一塊74ls138無法滿足所有芯片的地址譯碼，因此采用多級譯碼的方式，進(jìn)地址分配。增加一塊74ls138譯碼器。地址線的a7、a6、a5，對其它模板進(jìn)行二級譯碼，在各模板上再用74ls1138對范圍內(nèi)的芯片進(jìn)行地址分配，進(jìn)行三級譯碼。全部模板、芯片的地址分配如下表：模板板地址芯片芯片地址片選信號cpu及存儲器模板2000h-dfffh27128（1）4000h-7fffh27128（2）8000h-bfffh6264（1）e000h-ffffh6264（2）c000h-dfffh鍵盤及顯示器模板e(cuò)000h-e01fh8279e000h-e01fhi/0模板e(cuò)020h-e03fh8255（1）e020h-e023h8255（2）e024h-e027h伺服電機(jī) 接口 板e(cuò)040h-e09fhx軸8253e040h-e043h273-1e044h-e047h273-2e048h-e04bhdac1210e04ch-e04fhe050h-e053h74367e054h-e057hy軸8253e060h-e063h273-1e064h-e067h273-2e068h-e06bhdac1210e06ch-e06fhe070h-e073h74367e074h-e077hz軸8253e080h-e083h273-1e084h-e087h273-2e088h-e08bhdac1210e08ch-e08fhe090h-e093h74367e090h-e097h 總線驅(qū)動器： 各種接口電路都有一定的驅(qū)動能力，可帶一定數(shù)量的負(fù)載。這在應(yīng)用系統(tǒng)較小時(shí)往往可以適用，但是系統(tǒng)較大，外圍設(shè)備較多，電路較復(fù)雜時(shí)就不能滿足要求。于是，需要配置總線驅(qū)動器來提高總線的驅(qū)動能力。74ls245是一種8位雙向總線收發(fā)器，三態(tài)門輸出，常用作總線驅(qū)動器。芯片引腳如右圖所示。輸入/輸出引腳分為兩組，一組是a1-a8，另一組是b1-b8?？刂菩盘栍袃蓚€(gè)，一個(gè)是傳送允許，另一個(gè)是傳送方向控制dir。當(dāng)輸入低電平時(shí)，允許數(shù)據(jù)傳送，否則不允許傳送。當(dāng)dir為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)由a端傳送到b端；當(dāng)dir為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)由b端傳送到a端。傳送控制如表如表：cir操 作允 許方 向 控 制ll數(shù)據(jù)由b端傳送到a端lh數(shù)據(jù)由a端傳送到b端h隔 離用作數(shù)據(jù)總線驅(qū)動器時(shí)，第一引腳dir接rd，當(dāng)rd為低電平時(shí)，dir為低，數(shù)據(jù)由b端傳送到a端，即cpu進(jìn)行讀操作；當(dāng)rd為高電平時(shí)，dir為高，數(shù)據(jù)由a端傳送到b端，cpu可進(jìn)行寫操作。由于使用了74ls245，提高了總線的驅(qū)動能力。地址鎖存器：8098規(guī)定p3口提供低8位地址線，同時(shí)又要作數(shù)據(jù)線，所以為分時(shí)輸出低8位地址和數(shù)據(jù)的通道口。為了把地址信息分離出來，將74ls373的片選端接低電平，g與8098的地址鎖存信號ale連接。當(dāng)g-1時(shí)，片未選中，當(dāng)g由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，將輸入數(shù)據(jù)鎖入q1-q8中。即由cpu發(fā)出的地址允許鎖存信號ale的下降沿將地址信息鎖存和鎖存器中。74ls373的功能表和芯片管腳圖如下：gd輸出lhhhlhllll維持h三態(tài)4、掉電、復(fù)位保護(hù)電路： 74ls273作用：系統(tǒng)掉電及復(fù)位時(shí)，能自動切換備用鋰電池對ram供電，保持ram的數(shù)據(jù)不會丟失。系統(tǒng)加電、掉電過渡過程中，保證ram中的數(shù)據(jù)不會改變，即保證vcc在4.5v-0v變化時(shí)，阻止cpu和澤碼器對6264的誤讀/寫操作。電路圖： 工作原理：1、2、3為電壓比較器，7432：a/b/c為三個(gè)部門，hd為一發(fā)光二級管，c4、c6、c10為濾波電容，d6為一穩(wěn)壓管（穩(wěn)壓值為3v）。正常工作時(shí)，e1為+5v，v1-v2=v3（穩(wěn)壓管作用），因e13.6v，故d1截止，d2導(dǎo)通，e1通過d2正常向vdd供電，而對電壓比較器來說，因v1+=3.6v，故其輸出端為“1”電平，從而使hd反偏，不會發(fā)光。而根據(jù)r113.3k，r12=10k的分壓作用，可知va=e1r12/（r12+r11）=510/（10+3.3）=3.75v，顯然，因v2+va=3.75vv2-=3v，故電壓比較器2輸出為“1”電平，一路向片選cs2提供正常信號，而另一路要影響電壓比較器3的工作。對于3而言，根據(jù)分壓作用，知v3+=e1r9/（r8+r9）=50.33/(1+0.33)=1.24v，這時(shí)，vb=5v，故必定通過d7、r15向c7充電，直至c點(diǎn)電壓升高至（5-0.7）=4.3v為止，也就是說c點(diǎn)電位被嵌位在高電平4.3v左右，這時(shí)v3=1.24vv3-=vc=4.3v，故電壓比較器3輸出“0”電平，即vd=0，不影響7432；a/b的另一路wr及y3的工作，且也不能通過7432；c使三級管t1截止，使t1集電極始終處于高電平，即rst=1，系統(tǒng)處于不復(fù)位狀態(tài)。當(dāng)e1上電03.6v時(shí)，如前所述，上面電路保證e2備用電池向vdd正常供電，而若長期處于掉電過程，e2電壓上降，致使v1+v1-，則電壓比較器1輸出“0”電平,從而使hd正偏，發(fā)光警告?zhèn)溆娩囯姵仉妷翰蛔?，提示更換電池。對于上面電路，當(dāng)e1從04.5v時(shí)，因v2+=va=e1r12/（r12+r11）=e110/（10+3.3）=03.375v，當(dāng)v2+v2-時(shí)，電壓比較器2輸出端b為“0”電平，這以后c7通過r15和d7放電，從而使c點(diǎn)為“1”電平，從而通過兩個(gè)或門7432；a/b，使、cs為高電平，即封鎖、信號的輸入，從而起到保護(hù)ram內(nèi)容不被誤操作抹去，而d點(diǎn)高平又通過或門7432；c使三級管基極電位為“1”，從而使t1導(dǎo)通，集電極電平為“0”，即使rst=0，向系統(tǒng)發(fā)出復(fù)位信號，系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)。同理，掉電期間（5v0v）的工作過程同加電期間的工作過程。由于外界原因需要8098復(fù)位，重新啟動。8098的復(fù)位過程是：在電源電壓vcc、振蕩信號發(fā)生器均處于穩(wěn)定狀態(tài)后，當(dāng)8098單片機(jī)的引腳保持兩個(gè)狀態(tài)周期以上的低電平，接著又處于高電平。該單片機(jī)便開始執(zhí)行時(shí)間為10個(gè)狀態(tài)周期的復(fù)位序列。這個(gè)復(fù)位序列使片內(nèi)一些寄存器初始化、psw清零，程序計(jì)數(shù)器pc被賦值為2080h。在此基礎(chǔ)上，8098單元片機(jī)開始執(zhí)行首地址為2080h的程序。在此采用的電路除了具有上電自動復(fù)位功能外，還可以能過復(fù)位按鍵迫使為低電平。當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，復(fù)位電容器里存儲的能量可以以二級管為通路迅速放電，這為單片機(jī)在反復(fù)上電的情況下可靠復(fù)位提供了保證。二、鍵盤、顯示器接口模板的設(shè)計(jì)：該模板是由鍵盤、顯示器、驅(qū)動元件、鎖存器、譯碼器等組成。1、元件選擇及電路設(shè)計(jì)：對鍵盤上閉合鍵（壓下支的鍵）的識別以及對顯示器的控制，一般是通過通用的i/0接口電路并由程序完成。然而，對實(shí)時(shí)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，考慮到微機(jī)的有限運(yùn)算速度，總希望盡量減小cpu對鍵盤及顯示器管理所占用的時(shí)間。8279芯片就是由intel公司為此而設(shè)計(jì)的集成接口芯片。它是一種專用于鍵盤/顯示器的可編程接口電路，能對鍵盤自動掃描，給出閉合按鍵的鍵碼，能自動向數(shù)碼管顯示器輸出顯示代碼和位代碼。因此，是一種功能較強(qiáng)、使用方便靈活的可編程鍵盤/顯示器接口電路。鍵盤和顯示器通過8279芯片與數(shù)控系統(tǒng)的cpu的控制、數(shù)據(jù)及地址總線相連，鍵盤和顯示器掃描信號的發(fā)生以及動態(tài)顯示時(shí)的數(shù)據(jù)更新均由8279芯片獨(dú)立完成。2、8279芯片intel8279是一種實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入和段式數(shù)碼顯示控制的專用智能芯片，它的功能由兩部分組成：接收來自鍵盤的輸入數(shù)據(jù)并做預(yù)處理，顯示數(shù)據(jù)的管理和對數(shù)據(jù)顯示器的控制。它具有以下一些特點(diǎn)：（1）與微處理器接口簡單；（2）自動實(shí)現(xiàn)鍵的“去抖”和重鍵處理；（3）能以中斷或查詢兩種方式工作；（4）能按fif0（先進(jìn)先出）方式實(shí)現(xiàn) 8個(gè)鍵值的緩沖；（5）常規(guī)情況能同時(shí)管理64物理鍵和16 個(gè)八段數(shù)碼管。其引腳定義如下：db0-db7；雙向數(shù)據(jù)總線、：讀寫選通信號 片選信號：復(fù)位信號 clk：時(shí)種信號a0：命令/狀態(tài)或數(shù)據(jù)識別信號，=1為寫命令或讀狀態(tài)；=0為數(shù)據(jù)irq：中斷請求信號sl0-sl3：輸出線。這四條輸入線用來掃描鍵盤和顯示器rl0-rl7：輸入線，是鍵盤矩陣或傳感器矩陣的列信號輸入線outa0-outa3,outb0-outb3：顯示輸出線：顯示消隱信號shtft：擴(kuò)展鍵盤位的換擋信號，帶上拉電阻，高電平有效ctrlstb：控制鍵輸入選通信號輸入，高電平有效8279的8根數(shù)據(jù)總線與std總線的d0d7相連，它的、clk、分別與std總線的同名信號線相連接。其中clk的另一端接8098的hs0.0腳，由8098的高速輸出通道hs0.0產(chǎn)生iamz的脈沖信號。在對8279初始化時(shí)，可編程為10分頻，以便得到8279所需的100khz的內(nèi)部時(shí)鐘。與該接口板的片選信號相連。由于cpu對8279的監(jiān)視采用查詢方式，每16ms定時(shí)中斷查詢一次，所以中斷請求信號irq懸空不用，a0與8098的最低位地址線ad0相連；shift和cntlstb腳接0電平。3、鍵盤控制的原理8279的掃描輸出有兩種方式供選擇：譯碼掃描和編碼掃描。所謂譯碼掃，四條掃描線在同一時(shí)刻只有一條是低電平，并按著一定的頻率輪流更換。如果用戶鍵盤的掃描線多于4根時(shí)，則8279的掃描應(yīng)工作在編碼輸出方式，增加一片譯碼器，來擴(kuò)大掃描線數(shù)。本設(shè)計(jì)有24個(gè)按鍵，組成38的矩陣。sl0-sl2是3根行線，rl0-rl7是8根列線，每個(gè)鍵的一端接某一行線上，而另一端接某一列線上。在逐行掃描時(shí)，列線用來搜尋一行中閉合的鍵，當(dāng)某一鍵，閉合時(shí)，消抖電路被置位，延時(shí)等待10ms之后，再檢查該鍵是否閉全，若閉全，則該鍵的行列地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據(jù)送入8279內(nèi)部的fif0存儲器。格式為d7d6d5 d4 d3d2d1d0cntlshift掃 描 線（行）序號掃 描 線（列）序號芯片的控制端cntl，換擋端shift接地，因此編碼的最高兩位都取“0”。在先進(jìn)先出寄存器（fif0 rom）中有一個(gè)字節(jié)的fif0狀態(tài)寄存器，它始終存有表示fifo是滿是空、存有多少個(gè)數(shù)值，以及表示溢出或無溢出、顯示無效等狀態(tài)的信息。在cs為低電平，a0為高電平時(shí)，cpu可以通過rd讀出該狀態(tài)字。該狀態(tài)字形式如表：d7d6d5d4d3d2d1d0dns/eoufnnn狀態(tài)字的意義見表：狀態(tài)字特征位意 義nnn輸入到fifo ram的數(shù)值字節(jié)數(shù)ff為o，fifo已滿，為1表示未滿uo為1表示讀出次數(shù)過多錯(cuò)誤（不足）oo為1表示輸入鍵值過多錯(cuò)誤（溢出）se傳感器信號結(jié)束錯(cuò)誤特征碼dndn為1表示顯示無效系統(tǒng)在接通電源或按下“復(fù)位”鍵后都要執(zhí)行一段8279初始化程序。該段程序的任務(wù)就是將讀取8279中的fifo內(nèi)容、顯示和鍵盤工作方式、顯示ram的地址設(shè)置、fifo和顯示bam的清零、掃描頻率等五個(gè)命令字寫入8279中的有關(guān)寄存器，而8279將這些命令都鎖存起來，然后逐個(gè)進(jìn)行譯碼，并將執(zhí)行相應(yīng)的功能。該系統(tǒng)鍵盤掃描時(shí)間為5.1ms，去抖動時(shí)間為10.3ms。時(shí)序控制電路中的一些計(jì)數(shù)器對內(nèi)部基頻進(jìn)行分頻，提供適應(yīng)的鍵盤以及顯示器掃描時(shí)間。8279顯示器和鍵盤、方式命令字進(jìn)行譯碼后也進(jìn)行相應(yīng)的功能處理。在該系統(tǒng)中顯示和鍵盤方式命令字采用編碼掃描，兩鍵互鎖工作方式。兩鍵互鎖是指，當(dāng)被按上鍵盤未釋放前，第二鍵又初按上時(shí)，fifo僅接收第一鍵的代碼，第二鍵當(dāng)作無效鍵處理。在鍵盤工作方式時(shí)，8279從ye0行開始，逐行掃描鍵盤，每掃描一行將6根回