数控二维平台设计与单片机控制系统的实现

"数控通用二维平台设计及单片机控制系统" 本文档主要介绍了数控二维平台的设计及其单片机控制系统的构建。该平台主要用于轻型立式数控铣床，要求具备高精度和高效传动特性。 在第一章总体方案设计中，首先讨论了机械传动部件的选择： 1.1 导轨副：选用直线滚动导轨副，因为它们具有低摩擦系数、抗爬行、高传动效率和紧凑结构，便于安装与预紧，适合对定位精度要求高的应用。 1.2 丝杠螺母副：采用滚珠丝杠副，以实现[pic]mm的脉冲当量和[pic]mm的定位精度，滚珠丝杠副以其高精度、快速响应、稳定性及长寿命等优势满足需求。 1.3 减速装置：选择无间隙齿轮传动减速箱，用于圆整脉冲当量，增强电动机扭矩并减少转动惯量。 1.4 伺服电动机：选用混合式步进电动机，兼顾性能和成本，以实现[pic]mm的脉冲当量和微米级的定位精度。 1.5 检测装置：采用半闭环控制，通过增量式旋转编码器安装在电动机尾部，监测电动机的转角和转速。 控制系统设计部分： 1.2 控制系统需具备单坐标定位和两坐标直线插补功能，以适应数控铣床的工作需求。这通常涉及到复杂的算法和实时控制，需要单片机来实现。 在第二章中，详细讲述了机械传动部件的计算与选型： 2.1 至2.5分别涵盖了直线滚动导轨副、滚珠丝杠螺母副、步进电动机减速箱、步进电动机以及联轴器的计算方法和选型依据，确保各组件能够协同工作，达到预期的运动性能和精度。 第三章微机数控硬件电路设计： 3.1 介绍了MCS—51系列单片机的基础知识，包括指令系统、定时器/计数器和中断系统，这些都是单片机控制系统的核心组成部分。 3.2 讨论了存储器的扩展，包括程序存储器和数据存储器的扩展方法，以及译码电路设计，确保单片机有足够的存储空间运行控制程序。 3.3 阐述了I/O接口电路及辅助电路的设计，如8155和8255通用可编程接口芯片、键盘显示接口、电机接口及驱动电路以及辅助电路，这些构成了与外部设备交互的关键部分。 这份文档详尽地阐述了数控二维平台的机械设计和基于单片机的控制系统实现，涵盖了从传动部件的选择到硬件电路设计的全过程，为类似的数控系统设计提供了宝贵的参考。