小功率车床可逆调速系统设计

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1、河南理工大学毕业设计摘要本次课程设计直流电机可逆调速系统利用单片机MCS-51为核心的单闭环调速，因其具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。直流闭环调速系统加入了转速调节器（ASR），因而其调速精度更高，性能更好。这样车床就能实现快速的正转、制动和反转。而且单片机利用了专门的PWM芯片产生系统，然后通过放大来驱动电机，利用直流测速发电机测的电机的速度，经过滤波电路得到直流电压信号，把电压信号输入给A/D转换芯片最好反馈给单片机，在内部进行PI运算，输出控制量完成闭环控制，实现电机的调速空盒子。关键词：可逆调速，MCS-51单

2、片机，测速发电机，PI运算，PWM调速。河南理工大学毕业设计目录1.设计概述12.车床22.1车床的主要用途22.2车床的组成部分22.3数控车床的结构和类型32.4数控车床的发展方向43.系统设计53.1系统总体设计框图及单片机系统的设计53.1.1系统总体设计框图53.1.28051单片机简介63.1.3单片机系统中所用其他芯片简介73.1.48051单片机扩展电路及分析113.2PWM信号发生电路设计133.2.1PWM的基本原理133.2.2PWM信号发生电路设计143.2.3PWM发生电路主要芯片的工作原理153.3功率放大驱动电路设计183.3.1芯片IR2110

3、性能及特点183.3.2IR2110的引脚图以及功能183.4主电路设计213.4.1延时保护电路213.4.2主电路213.5测速发电机243.6滤波电路243.7A/D转换243.7.1芯片ADC0809介绍243.7.2ADC0809的引脚及其功能254.直流调速系统264.1直流调速系统概述264.2单闭环直流调速系统274.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较295.系统软件部分的设计315.1PI转速调节器原理图及参数计算315.2.1单片机资源分配315.2.2程序流程图35设计心得36参考文献37河南理工大学毕业设计小功率车床可逆调速系统设计1.设计概述设

4、计意义及要求数控车床的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。高速、精密是机床发展永恒的目标。随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。而直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内实现平滑调速，在许多需要调速或快速正

5、反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础，所以应该首先掌握直流拖动控制系统。本次设计最终的要求是能够是电机工作在电动和制动状态，并且能够对电机进行调速，从而实现电机的可逆调速，通过一定的设计，对整个电路的各个器件参数进行一定的计算，由此得到各个器件的性质特性。河南理工大学毕业设计2.车床2.1车床的主要用途车床又称机床,使用车床的工人称为“车工”，在机械加工行业中车床被认为是所有设备的工作“母机”。车床主要用于加工轴、盘、套和其他具有回转表面的工件，以圆柱体为主,是机械制造和修配工厂中使用最广的一类机床。铣床和钻床等旋

6、转加工的机械都是从车床引伸出来的。2.2车床的组成部分主要组成部件有：主轴箱、交换齿轮箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身、床脚和冷却装置。主轴箱：又称床头箱，它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。主轴箱中等主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值就会降低。进给箱：又称走刀箱，进给箱中装有进给运动的变速机构，调整其变速机构，可得到所需的进给量或螺距，通过光杠或丝杠将运动传至刀架以进行切削。丝杠与光杠

7、：用以联接进给箱与溜板箱，并把进给箱的运动和动力传给溜板箱，使溜板箱获得纵向直线运动。丝杠是专门用来车削各种螺纹而设置的，在进行工件的其他表面车削时，只用光杠，不用丝杠。同学们要结合溜板箱的内容区分光杠与丝杠的区别。溜板箱：是车床进给运动的操纵箱，内装有将光杠和丝杠的旋转运动变成刀架直线运动的机构，通过光杠传动实现刀架的纵向进给运动、横向进给运动和快速移动，通过丝杠带动刀架作纵向直线运动，以便车削螺纹。河南理工大学毕业设计刀架：有两层滑板(中、小滑板)、床鞍与刀架体共同组成。用于安装车刀并带动车刀作纵向