数控技术(孟文龙)论文

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1、浙江广播电视大学毕业论文（设计）题目：微机步进电机控制器姓名孟文龙学号1133001456361专业数控技术教育层次专科省级电大浙江广播电视大学市级电大嘉兴广播电视大学指导教师张忠勤教学点嘉善学院微机步进电机控制器设计扌商要：木设计是完成一两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计；完成交流电机启停的电气控制系统设计。其硬件部分共包括键盘操作、单片机控制、输入电路、控制电路、显示电路等五个主要组成部分。设计的总体思路是准确安全的对工作台和电机进行控制。位置信号和按键信息通过传输线传送给单片机和键盘接口芯片，数据经过处理，将按键信息串行方式传送给单片机，单片机通过相应的程序，向控制回路发送

2、控制信号，进而控制工作台的动作，实现对硬件设备的控制。关键^1:键盘操作，单片机控制，数码管显示。目录1•引吕32•总体方案设计42.1总体分析42.2方案框图42・3机器人视觉应用概述42.4机器视觉在农业机器人应用中存在的问题43单元模块设计53.1键盘与显示模块53.1.1模块工作原理63.1.2芯片CH452介绍63.2单片机控制单元模块电路93.2.1控制原理93.2.2光电耦合电路103.2.3芯片介绍113.3串行通信模块143.3.1RS232通信协议143.3.2串行通信电路154电机与电气控制电路设计174.1步进电机模块174.1.1步进电机工作原理174.1.2步

3、进电机的步距角与工作指数194.1.3步进电机的频率特性204.2交流电机正反转控制原理224.3交流电机的星-三角形启动234.4电气元件介绍235设计总结致谢25附录I：单片机控制系统电路原理图设计26附录II：电气控制原理图127附录11：电气控制原理图228参考文献291前言机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一休化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一休化”为特征的发展阶段。本设计屮捉到的微机数控机床是利用单板

4、或单片微机对机床运动轨迹进行数控及对机床辅助功能动作进行程序控制的一种自动化机械加工设备。采用微机数控机床进行机械加工的最大优点是能够冇效地捉高屮、小批零件的加工生产率，保证加工质量。此外，由于微型计算机具有价格低、休积小、性能可靠和使用灵活等特点，微机数控机床的一次性投资比全功能数控机床节省得多，月•又便于一般工人掌握操作和维修。因此将专用机床设计成微机数控机床已成为机床设计的发展方向之一。本设计屮用到的步进电机是一种将数字信号直接转换成角位移或线位移的控制驱动元件，具冇快速起动和停止的特点。莫驱动速度和指令脉冲能严格同步，具有较高的重复定位精度，并能实现止反转和平滑速度调节。它的运行

5、速度和步距不受电源电压波动及负载的影响，因而被广泛应用丁•数模转换、速度控制和位置控制系统。本设计完成了如下要求：（1）单片机控制系统电路原理图的设计（2）控制系统电路印制版的绘制（3）利用单片机编程实现两坐标系统的手动、口动和回位等运动（4）实现两坐标工作台极限移动的保护及显示、报警（5）设计交流电机的点动、正反转控制和星-三角形启动的电气控制原理图（6）电气控制电路有相应的保护电路（过载、过压、欠压等）（7）熟悉机电系统常用元器件（PLC、交流电机、直流电机、步进电机）此次“机电一体化课程设计”主要简单设计出数控机床系统，其实离实际真正工业用数控机床还有很人的距离。经过小组讨论，拟设

6、计两坐标步进电机驱动运动工作台控制系统和交流电机启停的电器控制系统，单元模块包括：单片机控制电路，键盘接口电路，键盘电路,显示电路，输入屯路，控制电路，PC接口屯路等。rfT丁叩寸间仓促和自己知识水平有限，在设计屮难免会有些许瑕疵，恳请老师指正。2总体方案设计2.1总体分析木次设计实现的是一两座标步进电机驱动运动工作台控制系统的设计。设计采用单片机对系统进行控制，单片机的包括键盘与显示的控制、与PC机的串口通讯、以及电机输入输入输岀信号的控制。电机的输入信号包含报警监测，在机床边缘运用一个接近开关即可实现此口的。2.2方案框图单片机作为控制的核心，一方而对机床的运动方向和位移量进行控制，

7、另外述将与键盘对应的位移信息显示在LED上，并实现与PC机的通信以及对报警的处理。图2.1总体方案设计图3单元模块设计3.1键盘与显示模块3.1.1模块工作原理木单元模块电路的功能是通过对单片机编程，使当前按键信息在8个LED上显示出来，由芯片CH452来对数码管进行驱动，并对键盘进行扫描。图3.1所示为一来个八位LED动态显示电路。在同一吋刻，如果各位位选线都处于选通状态的话，8位LED将显示相同的字符。若耍各位LED能够同时显示