数控车床电气设计
摘要
数控车床在工业自动化控制中有着广泛的应用．数控车床的控制系统也随着计算机的不断推广而得到进一步优化．本文就是一篇关于数控车床控制系统的设计论文．它首先概述了数控车床在当今信息工业社会中所扮演的重要角色．以及它的发展概况．然后通过对数控车床工作原理的阐述引出了几种数控车床控制系统的方案论证．其中包括了过去长用的数控车床系统，及现代常用的微计算机控制系统．通过这几种方案的比较，确定了由单片机控制步进电机转速的系统设计方案．并逐一介绍了系统的硬件电路及软件程序设计．其中在硬件电路中对8031及其外部扩展电路，光电耦合器电路，功率放大电路等几部分的功能及特性进行了详细的描述及参数分析．而软件部分则进行程序设计．且每个汇编程序都附有程序流程图，内容详尽．本文还涉及到51系列单片机应用设计，计算机接口技术，模拟电路等几门课程的基础理论．最后通过实验来验证该系统的正确性与可操作性．
技术要求：主控采用单片机控制，刀台用两台步进电机实现X——Y平面的自动加工，加工精度：误差≤0.01mm
完成方案的设计、论证、包括：硬件设计、软件设计
关键字：数控车床 单片机 控制linear cutting线切割
electrical sparkle电火花
CNC lathe electrical design
Abstract
The CNC lathe have got the extensive application in industry automate control. A control system for CNC lathe also expands continuously along with the computer but get further excellent turn. This text is a design for concerning CNC lathe controling system thesis. It said an important role for CNC lathe in now information industry society playing at first. And it of development general situation. Then pass to a project for CNC lathe working principle expatiating derivation a few controling system argument. Among them included to pass by system of progressive concle, and modern in common use microcomputer control system. Comparison them and then make sure the plan that use microcomputer to control it. And combined to introduce hardware circuit and software designs of the system one by one. In hardware circuit, to the 8031 and its peripheral expands circuit, the photo coupler circuit and power amplifier circuit etc. Several part of functionses and characteristics proceeded to describe detailedly and parameter analysis. But the software part example proceed the procedure design. And each one assembler collected flow chart, the contents is detailed. This text still involves the foundation of some subject which are 51 microcomputer application design in serieses, the computer interfacing and analogous circuit in etc..Pass the experiment finally to the accuracy that verify that system and maneuverability. Requirements of technology: the main control used by 8031 control , the cutter station used by two stepping engine to achieve X-Y flatness auto-manufacture, the precision of manufacture: tolerance ≤0.01mm
The design and thesis of document including: hardware design and software design.
KeyWord：CNC lathe microcomputer control
目录
第一章 数控车床概述. 1
1.1 数控车床的分类. 1
1.2 数控车床的基本结构. 1
1.3 数控车床的现状与发展趋势. 2
第二章 单片机系统部分组成. 4
2.1 概述. 4
2.2 8031的内部结构. 4
2.2.1 8031的引脚. 5
2.2.2 8031的程序存储器. 6
2.2.3 8031的数据存储器. 7
2.3 工作方式. 7
2.4.程序存储器的扩展设计. 8
2.4.1 程序存储器的扩展. 8
2.4.2 数据存储器的扩展. 9
2.5 时钟电路. 10
2.6 复位和看门狗. 11
第三章 控制电路的设计. 12
3.1主电路设计. 12
3.2 并行接口电路. 12
3.3上位机接口. 13
3.4键盘及显示电路. 14
3.4.1 8279概述. 14
3.4.2引脚说明与接口电路. 14
3.4.3 时序. 15
3.5 检测部分 光栅传感器的应用. 16
第四章 软件设计. 18
总结. 25
致谢. 26
参考文献. 27
附录Ⅰ 硬件原理图. 28
附录Ⅱ 流程图. 29
数控车床电气设计
第一章 数控车床概述
1.1 数控车床的分类
数控车床可分为卧式和立式两大类。卧式车床又有水平导轨和倾斜导轨两种。档次较高的数控卧车一般都采用倾斜导轨。按刀架数量分类，又可分为单刀架数控车床和双刀架数控车，前者是两坐标控制，后者是4坐标控制。双刀架卧车多数采用倾斜导轨。
数控车床与普通车床一样，也是用来加工零件旋转表面的。一般能够自动完成外圆柱面、圆锥面、球面以及螺纹的加工，还能加工一些复杂的回转面，如双曲面等。车床和普通车床的工件安装方式基本相同，为了提高加工效率，数控车床多采用液压、气动和电动卡盘。
数控车床的外形与普通车床相似，即由床身、主轴箱、刀架、进给系统压系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换齿轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。
(1)立式数控车床 立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。
(2)卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。
1.2 数控车床的基本结构
随着近代计算机技术和自动控制、精密测量等科学技术的发展，出现了适应生产发展要求的机电一体化的新型自动化机床——数控机床。数控机床的组成见图1-1。
