XY工作臺設計說明書

1、廣東海洋大學 工程學院 機電1103 陳慶添 201011411404目錄一、總體 2二、機械結構設計31、脈沖當量和傳動比的確定32、機械部件(工作臺)總體尺寸33、工作載荷分析及計算44、滾珠絲杠螺母副的選型和校核55、導軌的選型和計算106、聯(lián)軸器的選擇及計算117、傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算128、步進電機的選用13三、控制系統(tǒng)設計181、控制系統(tǒng)硬件的基本組成182、接口程序初始化及步進電機控制程序193、直線圓弧插補程序設計22四、設計總結30參考文獻 31一、 總體1、總體參數(shù)設計一個數(shù)控XY工作臺及其控制系統(tǒng)。該工作臺可安裝在銑床上，用于銑削加工。已知的設計參數(shù)如下：最大銑刀直徑

2、最大銑削寬度最大銑削深度加工材料工作臺加工范圍（mm）最大移動速度20 mm10 mm5 mm碳鋼X=250，Y=2003 m/min2、開、半閉、閉環(huán)選擇開環(huán)伺服系統(tǒng)步進電機驅(qū)動沒有檢測裝置半閉環(huán)伺服系統(tǒng)交流或直流伺服電機驅(qū)動脈沖編碼器速度反饋閉環(huán)伺服系統(tǒng)交流或直流伺服電機驅(qū)動位置檢測裝置位置反饋本設計采用開環(huán)步進電機驅(qū)動。3、傳動初步設計電動機聯(lián)軸器滾珠絲杠工作臺4、系統(tǒng)組成框圖大致確定為：控制、接口、驅(qū)動、傳動再到執(zhí)行。即為5、機械傳動系統(tǒng)簡圖X軸與Y軸的傳動系統(tǒng)簡圖都如圖所示二、機械結構設計1、脈沖當量和傳動比的確定1.1、脈沖當量的確定根據(jù)機床或工作臺進給系統(tǒng)所需要的定位精度來選定脈

3、沖當量?？紤]到機械傳動系統(tǒng)的誤差存在，脈沖當量值必須小于定位精度值。本次設計給定脈沖當量 為0.01mm。1.2、傳動比的確定傳動比計算公式：（參考文獻【1】式21）其中：為步進電機的步距角，為滾珠絲杠導程，為系統(tǒng)脈沖當量。根據(jù)傳動設計，采用聯(lián)軸器，初選電機步距角，絲杠導程，。則其傳動比2、機械部件(工作臺)總體尺寸由于工作臺的加工范圍為X250mm，Y200mm。工作臺尺寸一般為工作臺加工范圍的1.1倍。所以：X250×1.1275mm, Y200×1.1220mm，其厚度初定為30mm。選擇工作臺的型槽為T型槽，查電子版袖珍機械設計師手冊中的T型槽和相應螺栓(摘自GB/

4、T158-1996) 表3-25T型槽和相應螺栓尺寸，可得所選T型槽的參數(shù)：A10mmB18mmC8mm H21mm間距取50mm一取工作臺厚度為T型槽厚度的2倍，即2×2142mm。工作臺質(zhì)量：,即縱向絲杠所承受的質(zhì)量。在工作臺上的工件和夾具的質(zhì)量估計為所以總的移動部件的重量為3、工作載荷分析及計算3.1銷削力的分析與計算銑削運動的特征是主運動為銑刀繞自身軸線高速回轉(zhuǎn),進給運動為工作臺帶動工件在垂直于銑刀軸線方向緩慢進給(鍵槽銑刀可沿軸線進給).銑刀的類型很多，但以圓柱銑刀和端銑刀為基本形式,此選用莫氏錐柄立銑刀,銑刀材料選擇高速鋼.根據(jù)工件材料為碳鋼可確定銑削力的計算公式：FZ=

5、9.81CFz·ae0.86·af0.72·d0-0.86·ap·Z（參考文獻【1】表2-1）式中各參數(shù)如下:CFz銑削力系數(shù)，CFz=68.2（參考文獻【1】表2-3）ae 最大銑削寬度，本設計為10mmap 背吃刀量，本設計為5mmZ 銑刀齒數(shù)，選擇粗齒，齒數(shù)取3（參考文獻【2】表3-23）d0 銑刀直徑，查得d0= 20mm(已知)af 每齒進給量（mm/齒），即銑刀每轉(zhuǎn)一個齒間角時，工件與銑刀的相對移動量，查得af=0.04mm/齒（參考文獻【2】表5-6）故 ： FZ=9.81×68.2×100.86×0

6、.040.72×20-0.86×5×3=545 N由表21和表22中表示每齒進給量，即銑刀每轉(zhuǎn)一個齒間角時，工件與銑刀的相對移動量，每齒進給量、每轉(zhuǎn)進給量和工作臺進給速度三者之間的關系為式中z為銑刀齒數(shù)，n為銑刀轉(zhuǎn)速可得工作臺進給速度3.2進給工作臺工作載荷計算作用在工作臺上的合力與銑刀刀齒上受到的銑削力的合力F大小相同，方向相反，合力就是設計和校核工作臺進給系統(tǒng)時要考慮的工作載荷，它可以沿著銑床工作臺運動方向分解為三個力：工作臺縱向進給力方向載荷，工作臺橫向進給方向載荷和工作臺垂直進給方向載荷。工作臺工作載荷、和與銑刀的切向銑削力之間有一定的經(jīng)驗比值。因此，根據(jù)

7、參考文獻【1】表2-4，查工作臺載荷與切向銑削力的經(jīng)驗比值：銑削條件比值不對稱銑削逆銑順銑圓柱銑、立銑盤銑和成型銑1.001.200.800.900.200.300.750.800.350.400.350.40求出后，根據(jù)最大的經(jīng)驗比算，即可計算出工作臺的計算載荷、和。4、滾珠絲杠螺母副的選型和校核4.1滾珠絲杠螺母副類型選擇4.1.1主要類型采用回珠器處在螺母之內(nèi)的鋼珠內(nèi)循環(huán)方式，另外，為了消除間隙和提高滾珠絲杠副的鋼度，可以預加載荷，使它在過盈的條件下工作，初步選用墊片預緊式。4.1.2主要參數(shù)及代號4.1.2.1滾珠絲杠副的主要參數(shù)公稱直徑，數(shù)控機床常用的進給絲杠的公稱直徑為至，但這是X

8、-Y工作臺，不用太大，初選?；緦С?螺距)，由步距角、脈沖當量和傳動比確定。精度等級，一般選用4級7級，數(shù)控機床及精密機械可選用2級3級。它是滾珠絲杠副的重要指標，直接影響定位精度、承載能力和接觸剛度。4.1.2.2滾珠絲杠副的標注參考【2】表2-6，初步選擇滾珠絲杠副為FDM1604-3，導軌面的硬度為5864HRC。參考【3】 表12-1-17 查出其具體參數(shù)如下：規(guī)格代號公稱直徑公稱導程滾珠直徑螺旋升角循環(huán)列數(shù)額定動載荷額定靜載荷接觸剛度1604-31642.38135.19.74424.2滾珠絲杠螺母副的型號選擇及校核步驟4.2.1最大工作載荷（計算進給牽引力（N）滾珠絲杠上的工作載

9、荷Fm(N)是指滾珠絲杠副在驅(qū)動工作臺時滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進給牽引力。選用矩形導軌，計算公式（參考文獻【1】式2-10）：Fm=KFLf，(FvFcG)式中K考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)，矩形導軌K=1.1滾動導軌摩擦系數(shù):0.00250.005；這里取0.005G移動部件的重力（N）：G=800NFL工作臺縱向進給方向載荷Fc工作臺橫向進給方向載荷 Fv工作臺垂直進給方向載荷故：Fm=1.1×5450.005×（109218800）=605N4.2.2最大動負載C的計算及主要尺寸初選滾動絲杠最大動載荷C可用下式計算： 參考【1】（2-14）式中：L為工作壽命，單

10、位為，；n為絲杠轉(zhuǎn)速，；v為最大切削力條件下的進給速度，為所預選的滾珠絲杠的導程，待剛度驗算后再確定；t為額定使用壽命（h），可取t=15000h；為運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，無沖擊取11.2，一般情況取1.21.5，有沖擊振動取1.52.5；為滾珠絲杠工作載荷（N）。初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應的額定動載荷不得小于最大動載荷C；。取，而工作臺進給速度，則工作壽命：則因為，所以所選滾珠絲杠螺母副符合最大動載荷要求。4.2.3傳動效率計算滾珠絲杠螺母副的傳動效率為： 參考【1】（2-15）其中，為絲杠螺旋升角，可由，為摩擦角，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù)，其摩擦角約等于。滾珠絲杠副的傳動效率較高，一般取0.8

11、0.9之間，可知，上式傳動效率計算有效。4.2.4剛度驗算4.2.4.1絲杠的拉壓變形量滾珠絲杠計算滿載時拉壓變形量： 參考【1】（2-15）其中：為在工作載荷作用下絲杠總長度上拉伸或壓縮變形量，為絲杠的工作載荷，L為滾珠絲杠在支承件的受力長度，取，E為材料彈性模量，對鋼，A為滾珠絲杠按內(nèi)徑確定的截面積， ，“+”號用于拉伸，“-”號用于壓縮。則 4.2.4.2滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量該變形量與滾珠列、圈數(shù)有關，即與滾珠總數(shù)量有關，與滾珠絲杠長度無關。有預緊時，可以使用下式計算： 參考【1】（2-17）其中：為滾珠直徑，為滾珠總數(shù)量，Z為一圈的滾珠數(shù)，為滾珠絲杠的公稱直徑，為預緊力，為滾珠

12、絲杠的工作載荷查表可得， 由于當滾珠絲杠有預緊力，且預緊力為軸向工作載荷的1/3時，值可減少一半左右。4.2.4.3滾珠絲杠副剛度的驗算絲杠的總變形量應小于允許的變形量。一般不應大于機床進給系統(tǒng)規(guī)定的定位精度值的一半?；蛘撸山z杠精度等級查出規(guī)定長度上允許的螺距誤差，則相應長度上的變形量應該比它小。否則，應考慮選用較大公稱直徑的滾珠絲杠。查機械設計手冊，滾珠絲杠副行程精度，表12-1-19，在效行程L內(nèi)平均行程變動量，根據(jù)機床的定位精度為可得為0.023mm， 。因此所選的滾珠絲杠副剛度符合要求。4.2.5壓桿穩(wěn)定性驗算滾珠絲杠長度確定根據(jù)經(jīng)驗公式 其中L由1604-3絲杠副中取L=65mm.

13、 故 =250+65+50=365mm 圓整=365mm =200+65+50=320mm 圓整=320mm滾珠絲杠通常屬于受軸向力的細長桿，若軸向工作負載過大，將使絲杠失去穩(wěn)定而產(chǎn)生縱向屈曲，即失去穩(wěn)定。失穩(wěn)時的載荷為： 參考【1】（2-18）其中：E為絲杠材料彈性模量，對鋼，I為截面慣性矩，對絲杠圓截面，（絲杠承載方式系數(shù)，選用一端固定，一端簡支方式）則較驗較長的絲杠： 臨界載荷與絲杠工作載荷之比稱為穩(wěn)定性安全系數(shù)，如果大于需用穩(wěn)定安全系數(shù)，則該滾珠絲杠就不會失穩(wěn)。因此，滾珠絲杠的壓桿穩(wěn)定條件為：因此，所選滾珠絲杠符合穩(wěn)定性要求。4.2.6滾珠絲杠螺母副安裝連接尺寸在確定絲杠副類型及型號及

14、進行了傳動效率、剛度和穩(wěn)定性校核后，還需要考慮其他一些設計事項。比如：避免絲杠外露；螺母在有效行程內(nèi)配置限位裝置，以免越程滾珠流失；滾珠絲杠必須潤滑，常用鋰樹脂；絲杠副螺母安裝連接尺寸等。參考【4】根據(jù)表2-12和圖2-12內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副（包括浮動反向器及固定反向器）滾珠螺母安裝、連接尺寸：規(guī)格代號公稱直徑公稱導程滾珠螺母安裝、連接尺寸1604164285038105.8105.75、導軌的選型和計算5.1滾動導軌本設計采用整體型直線滾動導軌，因為它是根據(jù)預緊訂貨，不需要自己調(diào)整。5.2、直線滾動導軌副的計算參考【1】表2-16列出了上海組合夾具廠兩種型號（SGDA和SGDB）直線滾動導軌副

15、的主要參數(shù)，其中為額定動載荷，為額定靜載荷。初選GDA20滾動導軌，根據(jù)指導書表2-16可得其導軌參數(shù)，其額定動載荷。這個行走距離稱為滾動導軌的距離額定壽命，它可根據(jù)滾動導軌的額定動載荷用下列公式進行計算： 參考【1】（2-20）其中：L為滾動導軌副的距離壽命，F(xiàn)為每個滑塊上的工作載荷， ，為硬度系數(shù)，導軌面的硬度為5864HRC時，1.0，為溫度系數(shù)，當工作溫度不超過時，為接觸系數(shù)，每根導軌條上裝兩個滑塊時，為載荷/速度系數(shù)，無沖出振動或時，取。 則滾動導軌副的距離壽命L：從產(chǎn)品樣本中選定了滾動導軌副的型號，計算距離壽命L或小時額定壽命，若L或大于滾動導軌的期望壽命時，則滿足設計要求，初選的

16、滾動導軌副即可采用。由于，所以初選的滾動導軌副滿足要求。6、聯(lián)軸器的選擇及計算參考【5】初步選用LK系列夾緊螺絲固定微型剛性聯(lián)軸器，其特點：重量輕、超低慣性和靈敏度鋁合金和不銹鋼材料夾緊螺絲固定。初選：LK13-C32- ，其中：GH2表示系列號，19表示外徑為42mm。注: 口口口口表示兩邊孔徑。系列號后面不帶C為頂緊固定方式外型尺寸:(單位為mm)規(guī)格型號DLL1M可做最大內(nèi)徑LK13-C32-1014323219M414技術參數(shù) 規(guī)格型號扭矩（N/M）糾纏能力最高轉(zhuǎn)速(rpm)擰緊力矩(N.m)額定最大徑向(mm)軸向(mm)角度(0)LK13-C32-1014240.151246002

17、.5LK13-C32-1014，1014由計算得出，其中一個為絲杠跟聯(lián)軸器連接尺寸，另一個為電機軸跟聯(lián)軸器的配合尺寸。已知可做最大內(nèi)徑為14，則選絲杠端與聯(lián)軸器配合尺寸為14mm。7、傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量計算由于傳動部件并不都與電機軸同軸線，還存在各傳動部件轉(zhuǎn)動慣量向電機軸的折算問題。最后，要計算整個傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，即傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)動慣量。7.1轉(zhuǎn)動慣量的計算基本公式對于軸、軸承、聯(lián)軸器、絲杠等圓柱體的轉(zhuǎn)動慣量計算公式，當鋼材材料密度為時，有 參考【1】（2-3）P7其中：D為圓柱體直徑，L為圓柱體長度。7.2、轉(zhuǎn)動慣量折算7.2.1滾珠絲杠轉(zhuǎn)動慣量折算根據(jù)滾珠絲杠慣量折算

18、到電機軸上為：，為絲杠與電機軸之間的總傳動比。根據(jù)滾珠絲杠的公稱直徑，其長度則7.2.2工作臺等效轉(zhuǎn)動慣量折算工作臺是移動部件，其移動質(zhì)量折算到滾珠絲杠軸（圖2-2）上的轉(zhuǎn)動慣量可按下式進行： 參考【1】（2-6）P8其中：為絲杠導程，為工作臺質(zhì)量。則其等效工作臺轉(zhuǎn)動慣量：7.2.3聯(lián)軸器等效轉(zhuǎn)動慣量折算對于聯(lián)軸器按其外徑計算，長度為，則其等效轉(zhuǎn)動慣量：7.2.4傳動系統(tǒng)各部件折算到電機上的總等效轉(zhuǎn)動慣量：則8、步進電機的選用根據(jù)步進電機的優(yōu)點，輸出轉(zhuǎn)角（步距角）無長期積累誤差，每轉(zhuǎn)一圈積累誤差會自動消失。啟動、停止、反轉(zhuǎn)及其他運行方式的改變，都可以在少量的脈沖周期內(nèi)完成并且具有定位轉(zhuǎn)矩。8.

19、1步距角的選擇定位精度要求較高，運行范圍較廣的控制系統(tǒng)，應選用步距角較小，運行頻率較高的步進電機。已知脈沖當量，絲杠的導程=4mm由公式2-23 即步進電機的步距角8.2步進電機輸出轉(zhuǎn)矩的選擇步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進電機的定位轉(zhuǎn)矩（靜止狀態(tài)），是選擇步進電機的最基本的參數(shù)。步進電機空載啟動轉(zhuǎn)矩可按下式計算 (2-24)其中為空載啟動力矩；為空載啟動時運動部件由靜止上升到最大快進速度時，折算到電機上的力矩；為空載時折算到電機軸上的摩擦力矩；為由于絲杠預緊，折算到電機軸上的附加摩擦力矩。加速度力矩由 初設運動部件從靜止啟動加速到最大快進速度所需的時間。則 加速度力矩空載摩擦力距空載摩擦力矩： 參

20、考【1】(2-27)式中：G為運動部件的總重量（N），；為導軌摩擦系數(shù)，；為傳動系統(tǒng)總效率，一般取=0.70.85。則附加摩擦力距附加摩擦力距： 專業(yè)課課程設計指導書(2-28)其中：為滾珠絲杠預加載荷，即預緊力，一般取的1/3；為滾珠絲杠未預緊時的傳動效率，一般取。則：步進電機空載啟動轉(zhuǎn)矩為：根據(jù)表2-17步進電機啟動轉(zhuǎn)矩與最大靜轉(zhuǎn)矩關系步進電機相數(shù)三相四相五相六相拍數(shù)36485106120.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866選取步進電機為四相八拍式，算出步進電機空載啟動時所需的最大靜轉(zhuǎn)矩則 8.3總負載轉(zhuǎn)矩的計算運動部件正常工作，電動機的啟動為帶負載啟

21、動，其總負載轉(zhuǎn)矩可按下式計算： 參考【1】(2-20)其中：為作用在工作臺的合力F折算到電機上的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)下式算出運動部件正常運行時所需的最大靜轉(zhuǎn)矩：按和中的較大者選取步進電機的最大靜轉(zhuǎn)矩，并要求根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩和步距角在表2-18 BF反應式步進電動機技術參數(shù)表中初選電動機型號：電機型號步距角最大靜轉(zhuǎn)矩最高空載啟動頻率運行頻率轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量分配方式質(zhì)量外形尺寸外徑長度軸徑90BF0010.93.922000800017.64四相八拍4.59014598.4啟動矩頻特性校核步進電機有三種工況：啟動，快速進給運行，工進運行。8.4.1啟動矩頻特性進行校核前面進行是對初選電機后檢查電機最大靜轉(zhuǎn)矩是否滿

22、足要求，但是不能保證電機在快速啟動時不丟步。因此，還要對啟動矩頻特性進行校核。如右圖所以為90BF001步進電機的啟動矩步特性曲線。已知空載啟動力矩找得對應的允許啟動頻率，。由于90BF001步進電機的最高空載啟動頻率為2000，所以，即電機不失步。8.4.2運行矩頻特性校核要對快速進給運行和工作進給運行兩種工況分別校核，確?？爝M和工進時均不丟步。如右圖所示為90BF001步進電機運行矩頻特性曲線。1、快速進給運行矩頻特性校核步進電機的最高快進運行頻率可按式(2-33)快速進給時已經(jīng)不存在加速力矩項，并且一般快進時處于空載狀態(tài)，故快進力矩的計算公式只保留了，則快進時，折算到電機軸上的摩擦力矩從

23、90BF001步進電機運行矩頻特性曲線，根據(jù)可找得，而實際步進電機的最高快進運行頻率，所以，快進時電機不丟步。8.4.3工進運行矩頻特性校核工進時步進電機的運行頻率摩擦力矩工作負載力矩折算到電機上的力矩工進時電機運行力矩根據(jù)工進頻率，查90BF001步進電機運行矩頻特性曲線，得，而電機，所以步進電機在驅(qū)動工作臺時不會失步。8.4.4驗算慣量匹配電動機軸上的總當量負載轉(zhuǎn)矩慣量與電機軸自身轉(zhuǎn)動慣量的比值應該控制在一定的范圍內(nèi)，既不應太大，也不應太少，即伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性主要取決于負載特性，由于工作條件的變化而引起的負載質(zhì)量、剛度、阻尼等的變化，將導致系統(tǒng)動態(tài)特性也隨之產(chǎn)生較大變化，使伺服系統(tǒng)綜合性

24、能變差，或給控制系統(tǒng)設計造成困難。如果該比值太小，說明電動機選擇或傳動比設計不太合理，經(jīng)濟性較差。為使該系統(tǒng)慣量達到較合理的匹配，一般應將比值控制在之間。，由此可見，符合慣量匹配要求。8.5步進電機的安裝尺寸步進電機的安裝比較簡單，不帶機座，用定位止扣進行安裝定位，以保證步進電機安裝的同軸度。小尺寸電機的安裝面上有螺孔供安裝，大尺寸電機的安裝面上有通孔供安裝。三、控制系統(tǒng)設計1、 控制系統(tǒng)硬件的基本組成1.1 微處理器選擇在以單片機為核心的控制系統(tǒng)中，大多數(shù)采用MCS-51系列單片機的8031芯片，經(jīng)過擴展存儲器、接口和面板操作開關等，組成功能較完善、抗干擾性能較強的控制系統(tǒng)。8031內(nèi)部包含

25、一個8位CPU，128字節(jié)的RAM，兩個16位的定時器，四個8位并行口，一個全雙工串行口，可擴展的程序和數(shù)據(jù)存儲器各64K，有5個中斷源。1.2 系統(tǒng)擴展系統(tǒng)中采用鍵盤實現(xiàn)輸入，并采用LED顯示器，它們均需要占用較多芯片口線，所以該系統(tǒng)需要進行系統(tǒng)擴展?？删幊滩⑿薪涌?255A是一種應用廣泛的并行接口擴展器件。它具有三個8位并行口PA、PB、PC，由此提供了24條口線。1.3 顯示模塊與鍵盤連接如圖3-2，通過P1口及譯碼器的鍵盤和顯示接口電路。這里由P1口的準雙向口功能可以實現(xiàn)一口多用。首先，使P1口的低4位輸出字形代碼；P1口的高4位輸出一個位掃描字，經(jīng)38譯碼器后顯示某一位，并持續(xù)1ms

26、。各位掃描一遍之后，關掉顯示。其次，使P1口的高4位轉(zhuǎn)為輸入方式，使P1口的低4位輸出鍵掃描信號，有鍵按下時，轉(zhuǎn)入鍵譯碼和處理程序。圖32 通過P1口及譯碼器的鍵盤和顯示接口電路1.4 步進電機驅(qū)動電路設計步進電機的驅(qū)動電路設計主要涉及脈沖分配器的選擇問題和驅(qū)動電路的選擇問題。時下脈沖分配器主要有兩種：一種是硬件脈沖分配器（國內(nèi)主要有YB系列），另外一種是軟件脈沖分配器。軟件脈沖分配器不需要額外的電路，相應的降低了系統(tǒng)的成本，雖然這種方法占用了一定的計算機運行時間，但是在該設備中計算機有足夠的資源來擔當買中分配任務。該系統(tǒng)采用軟件來經(jīng)行脈沖分配更為合理。單片機與步進電機的接口電路如圖33。圖3

27、3 單片機與步進電機的接口電路2、接口程序初始化及步進電機控制程序2.1 8255A初始化程序INTT: MOV DX, 8255A控制端口MOV AL, 86HOUT DX, ALMOV AL, 05HOUT DX, AL2.2 40H類型中斷服務程序MOV DX, 8255AIN AL, DXIRET2.3 步進電機驅(qū)動程序2.3.1 電機的控制電路原理及控制字節(jié)拍通電相控制字正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)二進制十六進制18A0000000101H27AB0000001103H36B0000001002H45BC0000011006H54C0000010004H63CD0000010105H72D0000011

28、006H81DA0000011107H設電機總的運行步數(shù)放在R4，轉(zhuǎn)向標志存放在程序狀態(tài)寄存器用戶標志位F1（D5）中，當F1為0時，電機正轉(zhuǎn)，為1時則反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)時P1端口的輸出控制字01H,03H,02H,06H,04H,05H存放在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元20H27H中，28H中存放結束標志00H，在29H2EH的存儲單元內(nèi)反轉(zhuǎn)時P1端口的輸出控制字01H,05H,04H,06H,02H,03H,在2DH單元內(nèi)存放結束標志00H。2.3.2電機正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)速控制程序PUSH A ；保護現(xiàn)場MOV R4, #N ；設步長計數(shù)器CLR C；ORL C, D5H ；轉(zhuǎn)向標志為1轉(zhuǎn)移JC ROTE；MOV

29、R0, #20 ；正轉(zhuǎn)控制字首址指針AJMP LOOP；ROTE: MOV R0, #27H ；反轉(zhuǎn)控制字首地址LOOP: MOV A, R0；MOV P1, A ；輸出控制字ACALL DELAY ；延時INC R0 ；指針加1MOV A, #00H；ORL A, R0；JZ TRL；LOOP1: DJNZ R4, LOOP ；步數(shù)步為0轉(zhuǎn)移POP A ；恢復現(xiàn)場RET； ；返回TPL: MOV A, R0；CLR A；SUBB A, #06H；MOV R0, A；恢復控制字首指針AJMP LOOP1；DELAY: MOV R2, #M；DELAY1: MOV A, #M1；LOOP: DE

30、C A；JNZ LOOP；DJNZ R2, DELAY1；RET；3、直線圓弧插補程序設計在機電設備中，執(zhí)行部件如要實現(xiàn)平面斜線和圓弧曲線的路徑運動，必須通過兩個方向運動的合成來完成。在數(shù)控機床中，這是由X、Y兩個方向運動的工作臺，按照插補控制原理實現(xiàn)的。3.1直線插補程序的設計3.1.1用逐點比較法進行直線插補計算，每走一步，都需要以下四個步驟：偏差判別：判別偏差或，從而決定哪個方向進給和采用哪個偏差計算公式。坐標進給：根據(jù)直線所在象限及偏差符號，決定沿+X、+Y、-X、-Y的哪個方向進給。偏差計算：進給一步后，計算新的加工偏差。終點判別：進給一步后，終點計算器減1.若為0，表示到達終點停止

31、插補；不為0，則返回到第一步繼續(xù)插補。終點計算判別可用兩個方向坐標值來判斷，也可由一個方向的坐標值來判斷。當，可用X方向走的總步數(shù)作為終點判別的依據(jù)，如動點X等于終點則停止。當，則用Y方向走的總步數(shù)作為終點判別的依據(jù)。由此，第一象限直線插補程序的算法如圖：3.1.2程序設計設計程序時，在RAM數(shù)據(jù)區(qū)分別存放終點坐標值、，動點坐標值X,Y，偏差。對8位機，一般可用2字節(jié)，而行程較大時則需用3字節(jié)或4字節(jié)才能滿足長度和精度要求。此外，所有的數(shù)據(jù)區(qū)必須進行初始化，如設置初始值、X、Y向步進電機初態(tài)（控制字）。插補程序所用的內(nèi)存單元如下：28H29H2AH2BH2CH70HXY電機正反轉(zhuǎn)控制字電機正反

32、轉(zhuǎn)控制字為：D0D1D2D3D4D5D6D7D1D0為X向電機控制位。D0=1運行，D0=0停止；D1=1正轉(zhuǎn)，D1=0反轉(zhuǎn)。D2D3為Y向電機控制位。D2=1運行，D2=0停止；D3=1正轉(zhuǎn)，D3=0反轉(zhuǎn)。第一象限直線插補的程序如下：ORG 2000HMIAN: MOV SP, #60H；LP4: MOV 28H,#0C8H； MOV 29H,#0C8H； MOV 2AH,#00H； X MOV 2BH,#00H； Y MOV 2EH,#00H； F MOV 70H,#0AH； LP3: MOV A,2EH； JB ACC.7,LP1 MOV A,70H SETB ACC.0 CLR ACC

33、.2 MOV 70H,A； LCALL MOTR； LCALL DELAY； MOV A,2EH；SUBB A,29；INC 2AH；AJMP LP2；LP1: MOV A,70H STEB ACC.2 CLR ACC.0 LCALL MOTR LCALL DELAY MOV A,2EH ADD A,28HLP2: MOV 2EH,A MOV A,28H CJME A,2AH,LP3 RETEND程序中MOTR為步進電機的控制子程序。3.2圓弧插補程序的設計3.2.1逐點比較法逐點比較法的圓弧的插補計算過程和直線插補過程基本相同，也分為偏差判別、坐標進給、偏差計算和終點判別四個步驟。不同點在于

34、：（1）偏差計算公式步進與前一點偏差有關，還與前一點的坐標有關，在計算偏差的同時要進行坐標計算。（2）終點的判別是以一個方向的坐標值與終點坐標值相比較判斷其是否相等為判據(jù)。若，則以X是否等于作為終點判據(jù)；若，則以Y是否等于作為終點判據(jù)。第一象限逆圓弧插補程序算法如圖：3.2.2程序設計和直線插補程序設計一樣，也在內(nèi)存中開辟存儲單元用以存放有關數(shù)據(jù)。在RAM數(shù)據(jù)區(qū)分別存放懂點坐標X和Y，其初始值為起點坐標值，其后依據(jù)坐標計算結果而變化，存放終點坐標值，以及存放偏差飛存儲單元。第一象限逆圓弧插補程序如下： XL EQU 18H XH EQU 19H YL EQU 28H YH EQU 29H L

35、EQU 1AH H EQU 1BH L EQU 2AH H EQU 2BH FL EQU 2CH FH EQU 2DHORG 2400HMAIN: MOV SP,#60H; MOV 70H,#08H; MOV XL,#80H;XL MOV XH,#0CH;XH MOV L,#80H; L MOV H,#0CH; H MOV L,#00H; L MOV H,#00H; H MOV YL,#00H; YL MOV YH,#00H; YH MOV FL,#00H; FL MOV FH,#00H; FHLP3: MOV A,FH JNB ACC.7,LP1 MOV A,70H SETB ACC.2 C

36、LR ACC.0 LCALL MOTR MOV R1,#28H MOV R0,#1CH MOV R7,#02H LCALL MULT2ADD: CLR C MOV A,FL ADDC A,1CH MOV FL,A MOV A,FH ADDC A,1DH MOV FH,A CLR C MOV A,YL ADD A,#01H MOV 28H,A MOV A,YH ADDC A,#OOH MOV YH,A CLR C MOV A,FL ADD A,#01H MOV FL,A MOV A,FL ADDC A,#00H MOV FH,A AJMP LP2LP1: MOV A,70H SETB ACC.0 MOV 70H,A LCALL MOT