专业课程设计
6）增量式旋转编码器的选用
本设计所选步进电动机采用半闭环控制，可在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配,为??0.750，可知电动机转动一转时，需要控制系统发出360/??480个步进脉冲。考虑到增量式旋转编码器输出的A、B相信号，可以送到四倍频电路进行电子四细分，因此，编码器的分辨力可选120线。这样控制系统每发一个步进脉冲，电动机转过一个步距角，编码器对应输出一个脉冲信号。
此次设计选用的编码器型号为：ZLK-A-120-05VO-10-H 盘状空心型，孔径10mm，与电动机尾部出轴相匹配，电源电压+5V，每秒输出120个A/B脉冲，信号为电压输出。
4.工作台机械示意图的绘制（见附录）
5.工作台控制系统的设计
根据任务书的要求，设计控制系统的硬件电路时主要考虑以下功能：
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(1) 接收键盘数据，控制LED显示 (2) 接受操作面板的开关与按钮信息； (3) 接受车床限位开关信号；
(4) 接受电动卡盘夹紧信号与电动刀架刀位信号； (5) 控制X，Z向步进电动机的驱动器； (6) 控制主轴的正转，反转与停止； (7) 控制多速电动机，实现主轴有级变速； (8) 控制交流变频器，实现主轴无级变速； (9) 控制切削液泵启动/停止； (10) 控制电动卡盘的夹紧与松开； (11) 控制电动刀架的自动选刀； (12) 与PC机的串行通信。
CPU选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52，采用8279，和W27C512，6264芯片做为I/O和存储器扩展芯片。W27C512用做程序存储器，存放监控程序；6264用来扩展AT89S52的RAM存储器存放调试和运行的加工程序；8279用做键盘和LED显示器借口，键盘主要是输入工作台方向，LED显示器显示当前工作台坐标值；系统具有超程报警功能，并有越位开关和报警灯；其他辅助电路有复位电路，时钟电路，越位报警指示电路。
控制系统原理框图如图7.1所示。
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复位电路并行接口芯片8255隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大隔离放大向步进电动机向步进电动机刀架电动机卡盘电动机主轴电动机切削电动机方刀架位信号限位开关信号晶振电路芯片 芯片6264单片机键盘与显示接口芯片8279/转换芯片0832交流变频器主轴电动机螺纹光栅信号串行口芯片233操作面板开关/按钮信号图7.1 控制系统原理框图
控制电动机的运动管理程序
采用硬件环分。步进电动机的通电节拍由硬件电路来决定，编制软件时可以不考虑。控制器与硬件环分电路的链接只需两根信号线：一根方向线，一根脉冲线。如下图：
步进脉冲 P1.1 P1.0 步进电动机驱动器 硬件环分电路 功率驱动电路 步进电动机 方向电平 AT89C52
6.感想总结
首先感谢帮助我的同学和老师，这次课程设计的完成，离不开老师和同学的指导、帮助和鼓励。通过这次的课程设计，我对学习了机电一体化系统设计方案的拟定有了一定的认识，对传动元件和导向元件如滚珠丝杠螺母副等的工作原理，设计计算方案的工作原理，设计计算的选用原则，电动机的工作原则，选择控制驱动方式都有了一定的认识。在今后的学习生活中，这次课程设计的
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经历将起到重要帮助作用,对数控机床的机械结构及控制原理有了更加深入的理解。通过对机械结构的设计，掌握了直线滚动导轨副、滚珠丝杠螺母副、减速装置、步进电动机等结构的计算方法及选用原则；通过对控制系统的设计，掌握了一些典型软硬件的设计思路及方法。不过，在这次课程设计过程中，我们也遇到了许多困难。到图书馆、去网上查了很多资料，但都很有限，丝杠、导轨等很多零部件的产品型号在网上都查不到，加之个人能力有限，因而此次课程设计有很多不足之处，望老师谅解。
参考文献
[1] 文怀兴等编著.《数控机床系统设计》.化工工业出版社. [2]《机电一体化技术设计》.机械工业出版社
[3] 毛昕等主编，《画法几何及机械制图》.高等教育出版社 [4]《机械设计手册（2）》.机械工业出版社
[5] 艾兴 肖诗纲编.《切削用量简明手册》机械工业出版社 [6]《互换性与技术测量》 中国计量出版社
[7] 韩荣第 编 《金属切削原理与刀具》 哈尔滨工业大学出版社 [8]<现代实用机床设计手册>PDF版
附录：
主视图：
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俯视图：
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