激光切割机数控系统(5)

2019-01-12 12:45

LOOP :RRC A JZ NEXT1 INC R1 SJMP LOOP NEXT1:MOV A, R1 SWAP A MOV R1,A MOV A,R4 ANL A,#0FH ORL A,R1 MOV B,A MOV DPTR,#KTAB MOV R0,#00H CLR A

REPE:MOVC A,@A+DPTR CJNE A, B,NEXT2 SJMP RESV NEXT2:INC R0 MOV A, R0 SJMP REPE RESV: MOV A, R0 RET

KTAB:DB 0FH,1FH,17H,1BH,2FH,27H

DB 2BH,3FH,37H,3BH,3DH,2DH DEB1DH,0DH,0BH,07H,03H,1EH DB 23H,3EH,4FH,47H,4BH,4DH DB 5FH,57H,5BH,5DH END

5.5 显示器设计

5.5.1显示器显示方式的选用

程序输入时,涉及数字键及N、G、M等功能键。采用控制简单,价格低廉的LED显示器。因数控程序较长,显示数据较多,一次把整条指令内容全显示出来很不经济。采用段显示法,即依次显示X、Y 、I 、J等数据,一条指令显示完,再显示下一条指令。以减少LED数量。

系统分辨率为1μm,最大控制长度为1m,需6位显示器才能满足要求,再加上一位符号位,须7位LED,为清晰显示N、G、X、Y符号,符号位用一位\米\字显示。

显示器显示方式有静态、动态两种。本设计采用动态扫描法,即逐个点亮各位显示器,因视觉残留效应,效果与全部显示器持续点亮一样。 5.5.2显示器接口

为实现显示器动态扫描,对显示器提供字形代码输入及显示位控制,因此显示器接口需有字形和字位控制。89C51P0口输出BCD码,通过驱动器、锁存器输出字形到LED,构成传送电路。(显示电路见附图1) 5.5.3 8155扩展I/O端口的初始化

由上图的硬件连接得到8155初始化程序: 8155有关地址寄存器端口地址为:

100H 命令字寄存器 104H 定时器低字节 105H 定时器高字节 相应初始化程序为:

ORG 0A00H MOV DPTR,#100H MOV A,#7H MOVX @R0,A ?? END

因为P3.3接行程开关,处于高优先级,所以IP、IE初始化为:

SETB PX0 SETP PX1 CLR PT0 CLR PT1 CLR PS SETB EX0 SETB EX1 SETB ET0 SETB ET1 SETB ES CLS ET2 SETB EA

PSW、TCON、TMOD初始化:

MOV PSW,#00H SETB IT0 SETB IT1 SETB IE0 SETB IE1 SETB TR0

SETB TR1

TMOD工作在方式2,所以初始化为:

MOV TMOD ,#66H

5.6 插补原理

插补是对直线、圆弧等低次方程曲线的一种逼近方式。通过计算使沿坐标方向的折线所构成的图形与加工图形间的误差保持在允许的范围内。常用的方法有逐点比较法、积分法。本设计选用逐点比较法。

逐点比较法工作原理:在控制过程中,逐步计算,判别折线运动与要求轨迹之间的偏差,决定下一步的进给方向。用步进电机控制工作台沿某一方向进给一步。一个插补由四个节拍组成,即偏差判别,进给,偏差计算,终点计算。无论是直线插补、顺圆插补、逆圆插补都遵守这样的四步原则。

5.7光电隔离电路

在实际电路中,模拟信号与数字信号之间有一个强电干扰的问题。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下,以光为煤介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离.因而能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰,有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处,使其在强-弱电接口,特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。故在系统电路设计时,应该注意输入信号电路与单片机连接时的隔离。在这里,采用光电耦合是最常用的方法。光电耦合器具有三个特点:①信号传递采取电-光-电的形式,发光部分和受光部分不接触,能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰,②抑制噪声干扰能力强;③具有耐用、可靠性高和速度快等优点,响应时间一般为数以内,高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于10ns。在系统图示中,模拟地用AGND表示,而数字地用DGND表示,以示区别。光耦电路原理图5-9。

VCC1 VCC2

R1 R2

1 GND 图5-9 光耦电路原理图

1

5.8越界报警电路

为防止工作台行程越界,设置限位开关,本设计中有四个限位开关,对应于四种越界可能。,一旦越界,立即发出越界信号,启动中断方式,停止工作台的移动。等待处理。并发出红灯报警。在正常工作时,则是绿灯亮。两灯均由8155Pb4口控制

第六章 总 结

通过对数控激光切割机的整体设计,确定了一台合理的立式机床结构。

根据题目要求,设计出了一个结构合理的XY轴工作台,同时对工作台进行了受力分析、设计计算,对滚珠丝杠传动系统传动效率、强度等也进行了相应的计算,对直线滚动导轨如何选型进行了深度分析,确定步进电机及其传动机构并进行了惯性负载计算、刚度讨论等,分别来验证了其合理性。

利用单片机(本设计采用了89C51为主控芯片),设计出了一个比较合理的数控硬件电路与步进电机驱动相匹配的数控软件连接,由单片机控制步进电机来实现XYZ方向的运动。在设计中对机床数控部分的I/O进行了扩展,并对键盘和显示器进行了相应的设计,对程序进行了初始化。基本完成了经济型数控激光切割机的设计,按此设计的切割机可以满足生产的实际需要.

参 考 文 献

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[8] 胡传昕.特种加工手册. 北京:北京出版社,2001 [9] 林其俊.机床数控系统. 北京:中国科学技术出版社,1991 [10] 王爱玲.现代数控机床结构与设计. 北京:兵器工业出版社,1999 [11] 赵万生.电火花加工技术. 哈尔滨:哈尔滨工业出版社,2000 [12] 徐灏.新编机械设计师手册. 北京:机械工业出版社版,2006 [13] 余承业等.特种加工新技术. 北京:北京国防工业出版社,1995 [14] 冯辛安.机械制造装备设计. 北京:机械工业出版社,1999 [15] 刘书华.数控机床与编程. 北京:机械工业出版社,2001

[16] S.卡尔帕基安,S.R.施密德.制造工程与技术(机加工)(英文版)及学习辅导(上册). 北京:机械工业出版社 ,1998

[17] Patton W.J. Mechanical Power Transmission. New Jersey: Printice-Hall,1980


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