贵州大学本科课程设计论文 机电083
图3
参考网址 http://www.cz-baoma.com/product.asp?Action=Detail&ID=28 3.3 其余附件的选择
联轴器的选择
刚性联轴器结构比较简单，制造容易， 免维护，超强抗油以及耐腐蚀，即使承受负载时也无任何回转间隙，即便是有偏差产生负荷时，刚性联轴器还是刚性传递扭矩。适用于安装底座刚性好、对中精度较高、冲击载荷不大、对减振要求不高的中小功率轴系传动。根据选出的电机和丝杠的参数，选用沈阳光宇科技有限公司的LK13-C32-1012型刚性联轴器。
参考网址 http://www.31992640.com/asp/cpzx-show.asp?productid=1753
图5
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第四章 控制系统的设计
根据任务书的要求，设计控制系统的时主要考虑以下功能：
（1） 接受操作面板的开关与按钮信息； （2） 接受限位开关信号；
（3） 控制X，Y向步进电动机的驱动器； （4） 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。
4.1 进给控制系统原理框图
图6
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4.2 驱动电路流程设计
步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。设计时的脉冲当量为0.01mm，步进电机每走一步，工作台直线行进给0.01mm。步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU上使其烧坏。
图7 步进电机驱动电路图
该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当A相得电时，电动机转动一步。电路中与绕组并联的二极管D起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。与绕组W串联的电阻为限流电阻，限制通过绕组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。
由于步进电机采用的是五相十拍的工作方式（五个线圈A、B、C、D、E），其正转时通电顺序为：A-AB-B-BC-C-CD-D-DE-E-EA-A???.其反转的通电顺序为：A-AE-E-ED-D-DC-C-CB-B-BA-A???。 4.3 驱动电源的选用，及驱动电源与控制器的接线方式
设计中X、Y向步进电动机均为90BYG5502型，生产厂家为常州宝马前杨电机电器有限公司。查步进电动机的资料，选择与之匹配的驱动电源为BD28Nb型，输入电压为50V AC，相电流为3A，分配方式为五相十拍。该驱动电源与控制器的接线方式如图8所示：
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图8
第五章 驱动电路设计
5.1 驱动电路的时间常数
五相十拍工作方式的控制脉冲，每相工作五拍改变一次通电状态，为使每一拍都能正常工作，每拍脉冲宽度的2/3时间内相电流上升至额定电流的60%，即I=0.6In1.5A。 负载回路的时间常数为
τi=L/Rm=0.003/0.8=3.7 (ms)
因此 τi>1/fy=0.455 (ms) 5.2 电源电路的确定
若选用线路简单的串联电阻法改善电流上升沿，其时间常数为
τi′=L/(Rm+R0)
则 R0=(L－τi′Rm)/ τi′
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其中 τi′=0.455 (ms) 所以
需要串联如此一个电阻，在该电阻上损失功率为52.2W，显然不合理，所以采用低压电源直接驱动。 5.3 元器件的确定 5.3.1确定三极管
为了使电路简单、紧凑，功率放大级的T1和T2选用达林管GO201.当标色绿点时其性能见表5-1 UF IR IFM ICSO UCES U(BR)CEO PCM CTR tr/t (V) （μA） （mA） （μA） （V） （V） （mW） （%） （μS）l 100~20 ≤1.3 ≤10 50 ≤1 ≤1.5 ≥30 75 0 ≤50 200~500 ≥500 表5-1 5.3.2 确定R2和R3
从T1和T2性能数据知UBE≤2.5V，故UR3≈2.5V，而负载电流=3A，取IL=3A，T1基极电流IB为
IB=IL/hFE=3/3000=1 (mA) 式中：hFE——电流放大倍数。
因此T1等效输入电阻为RT1=UBE/IB=2.5kΩ。
光耦合器光敏三极管的输入等效电路见图5-1. 从等效电路可得
IC1=I3＋IB I3R3=UBE=2.5
IC1R2=En－UBE=27.5 (V)
IC1 选光耦合器输入电流Ii=10mA(最大电流50mA)，电流传输比
CTR=30%，所以有
IC1=IiCTR=3 (mA)
IB I3 解上述方程组得：
R3≈1.25（kΩ） R2≈9.2(kΩ)
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