得溜纵摩启动惯性阻转矩惯得计算。这里以最不利于启动得快进速度进行计算，启动加速度或制动减速时间为般在之间选择，由于电动机转速，取加减速曲线为等加减速梯形曲线，故角加速度为则惯步进电动机输出轴上总负载转矩的计算惯步进电动机的匹配选择上述计算均未考虑机械系统的传动效率，当选择机械传动总效率时在车削时，由于材料的不均匀等因素的影想，会引起负载转矩突然增大，为避免计算上的误差以及负载转矩突然增大引起步进电动机丢步而引起加工误差，可以适当考虑安全系数，安全系数般可在之间选取。如果安全系数，则步进电动机可按以下总负载转矩选择若选用上述预选的电动机，其最大静转矩。在四相六拍驱动时，其步矩角为，为保证带负载能正常加速起动和定位停止，电动机的启动转矩必须满足由书上机电体化表可知，，则故选用合格电动刀架选择与介绍选用常州宏达机床数控设备厂生产的四工位电动刀架，型号系列电动刀架工作原理及特点型系列立式电动刀架采用涡轮蜗杆传动，上下齿盘啮合，螺杆夹紧的工作原理。具有转位快，定位精度高，切向扭矩大的优点。发信转位采用霍尔元件，使用寿命长。表四外形尺寸及安装尺寸型号尺寸，图四霍尔元件表五技术参数型号电动功率电机转速夹紧力重复定位精度寿命次换刀时间第章普通车床自动化改造的单片机控制系统设计数控机床微机系统有两种基本形式，即经济型和全功能型。所谓经济型系统是用个计算机系统作主控单元，伺服系统大都为功率步进电动机，采用开环控制系统，步进脉冲当量为脉冲，机床快速移动速度为，传动精度较低，功能也比较简单。全功能型的系统用个计算机系统进行控制，各个之间采用标准总线接口，或者采用中断方式通讯。在主控计算机的管理下，各计算机之间分别进行指令识别插补运算文本及图形显示控制信号的输入输出符等。伺服系统般采用交流或直流电动机伺服驱动的闭环或半闭环控制，这种形式可方便地控制进给速度和主轴转速。机床最快移动速度为，步进脉冲当量为脉冲，控制的轴数多达个，因而广泛用于精密数控车床铣床加工中心等精度要求高加工工序复杂的场合。早期的经济型数控系统多采用功能简单的单板机控制。近年来，多采用单片机为核心，做成专用的数控系统，下图所示为本篇论文所设计的单片机所控制的普通车床改造后的硬件框图，实用于普通车床的数控系统。图六单片机所控制的普通车床改造后的硬件框图本图中键盘用于手工输入零件的加工程序显示器用于显示输入的指令和加工状态，对加工程序进行指令识别运算处理后，向锁存器输入进给脉冲，经驱动模块伺服放大后，驱动轴轴步进电动机，产生进给运动的口输出控制信号。其中为辅助功能，主要示主电动机，冷却电动机的启停控制信号为主轴调速控制信号为转刀架的转位换刀的转位换刀控制信号。本控制是选用单片机。单片机包含中央处理器程序存储器数据存储器定时计数器并行接口串行接口和中断系统等几大单元及数据总线地址总线和控制总线等三大总线。下图为的引脚图系列单片机中的及均采用封装的双列直接结构，下图是它们的引脚配置，个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，组位共个口，中断口线与口线复用。图七引脚配置其内部结构的的功能如下中央处理器中央处理器是整个单片机的核心部件，是位数据宽度的处理器，能处理位二进制数据或代码，负责控制指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作数据存储器内部有个位用户数据存储单元和个专用寄存器单元，它们是统编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的只有个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。程序存储器共有个位掩膜，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时计数器有两个位的可编程定时计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出口共有组位口或，用于对外部数据的传输。中断系统具备较完善的中断功能，有两个外中断两个定时计数器中断和个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有级的优先级别选择。时钟电路内置最高频率达的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但单片机需外置振荡电容。用单片机控制系统电路图八存储器扩张电路下面简单介绍下所用到的芯片的原理与框图Ⅰ芯片有根数据线，个存储单元，需要根地址线。可执行读出和写出两操作。本设计中，两种操作都有用到，其扩张单片机的内存容量，这相当与写入在工作中，加工零件时需从中读出数据进行加工。在中，最重要的时两条信号线。即为使用地址线划定的存储单元所在存储空间的区域。此时有效。当时，可从存储器读出数据，这可用的和信号控制。下图为的引脚图。Ⅱ芯片为静态，下图为其管脚图。其是种工艺制作的芯片，由单供电，额定功耗为，典型存取时间为，线双列直插式扁平封装，地址线增加了两根，为，由两个片选端，。图二为其操作方式。表七芯片操作方式管脚操作方式未选中掉电任意任意任意高阻未选中掉电任意任意任意高阻输出禁止高阻读出写入写入Ⅲ锁存器为八锁存器，锁存允许输入有回环特性。的输出端可直接与总线相连。当三态允许控制端为低电平时，为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当为高电平时，呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负图十管脚图图九芯片的引脚图载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端为高电平时，随数据而变。当为低电平时，被锁存在已建立的数据电平。当端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善。引出端符号数据输入端三态允许控制端低电平有效锁存允许端输出端图十锁存器外部管腿Ⅳ掉电保护电路为了在外部电源断电的情况下，存储在静态中的零件加工程序不至于丢失，所以需要外加掉电保护电路。下面就是个标准的掉电保护电路。。单片机键盘显示器接口电路键盘显示器是数控系统常用的人机交互的外围设备，可以完成数据的输入和计算机状态数据的动态显示。采用行列式键盘，即用接口线组成行列结构，按键设置在行列的交点上。采用接口芯片管理的键盘显示电路，由键和位显示器组成，为了简化电路，键盘的列线及显示器的字位控制共用个接口，即芯片的接口。键盘的行线由芯片接口控制，显示器的字型数据由芯片的接口控制。键盘接口电路主要是用扩展口组成的行列式键盘。各引脚功能说明如下复位信号输入端，高电平有效。复位后，个口均为输入方式。三态的地址数据总线。与单片机的低位地址数据总线口相连。单片机与之间的地址数据命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。读选通信号，控制对的读操作，低电平有效。图十二掉电保并可沿着刀具的球状末端切削任何位置。由于球能够在表面上滚动，因此球铣刀可用于切削任何此类表面。嵌齿端铣刀嵌齿端铣刀与标准端铣刀相同，但配有可更换的硬质合金刀片。提示嵌齿端铣刀用于在更高速度下切削硬质合金之外的金属。这种刀具的直径范围很广，能够实现更大深度的切削。这点非常有用，但在使用这些刀具时，最好计算切削所需的功率。在哈斯控制设备上，这只是小菜碟在前面板上有个按钮标有。按下该按钮可打开帮助菜单，再次按下可打开计算器功能。使用按键可在下列三个页面之间滚动三角学帮助，圆形内插帮助，以及铣削帮助。每个页面在左上角都有个简单的计算器。在铣削帮助页面上，可求解三个方程刀具直径英寸切屑载荷英寸进给速度英寸分槽数进给速度英寸分螺距在使用这三个方程时，您可输入已知参数，控制设备将计算剩余的未知数。在计算切削所需功率时，必须输入，进给速度，槽数，切削深度，切削宽度并从菜单中选择材料。如果更改上面的任数值，计算器都会自动更新切削所需功率。选择刀具时下步需要考虑的是切削的材料。在金属加工行业中最常见的切削材料可分为两类不含铁与含铁材料。不含铁材料包括铝和铝合金铜和铜合金镁合金镍与镍合金钛与钛合金。普通的含铁材料包括碳钢合金钢不锈钢工具钢，以及含铁铸造材料例如铸铁。不含铁金属比较软，容易切削，但镍与钛除外。含铁金属通常较硬，难于切削。在选择刀具时，刀具材料是最重要的考虑因素。大部分上述刀具都可提供三种基本材料高速钢整体硬质合金以及硬质合金嵌齿。几乎所有这些基本刀具材料都可用于切削各种材料。区别只在性能。高速钢刀具的硬度非常高，但耐磨性较差。硬质合金的耐磨性非常好，但容易碎裂。硬质合金适合在较高转速和进给速度下切削材料，但价格更贵。硬质合金嵌齿刀具非常适合大批量生产场合，因为每个嵌齿上都有多个切削边。个切削边磨损后，您可分度至另个切削边，在所有切削边都已用过之后，只需更换嵌齿，而非整个刀具。提示如果您正在使用高速钢钻头，必须首先使用中心钻。然后再钻孔。这可确保钻孔的正确位置。如果你正在使用硬质合金砖头，没有必要首先使用中心钻，因为硬质合金转头配有自行对中的刀尖。如果使用硬质合金钻头钻削已经执行中心钻加工的孔，会损坏钻头。外切削边缘会在钻头开始切削之前接触锥形壁面。这会对外切削边造成冲击，并导致钻头碎裂。硬质合金钻头必须首先从刀尖开始切削，然后再使用外切削边。这些刀具材料都可提供各种不同的涂层以提高其性能。目前最常用的三种涂层材料为氮化钛碳氮化钛，以及氮化铝钛。涂层的金色非常容易识别。涂层的优点是表面硬度更高刀具使用寿命更长耐磨性更好润滑性更佳，可减少摩擦，并降低边缘积聚。涂层主要用于加工低合金钢和不锈钢。涂层与相比颜色为灰色，硬度更高。其优点在于切削速度和进给速度更高与相比可提高至，金属切除速度更快，而且具有极佳的耐磨性能。涂层可加工所有材料。涂层呈现灰色和黑色，主要用于加工