机床单轴控制系统设计.docx

摘要：随着改革开放，我国现代制造业对多轴联动机床的需求量逐渐增大。对机床进行增加第四轴的改造，能够降低机床投资的成本，提高机床加工效率和加工精度，总体性价比大大增加。

本文介绍了一种机床单轴控制系统设计，对单片机、单轴控制系统、LCD显示屏的历史及发展进行了简单的介绍。介绍了本设计的控制要求和整体规划。机械结构设计介绍了蜗轮蜗杆、分度盘、三爪卡盘、伺服电机的选型。控制电路硬件设计部分介绍了MCU、显示电路、键盘、数字量输入\输出电路等。

结论表明，通过软件控制，该机床单轴控制系统基本符合设计要求。

关键词：机床单轴；蜗轮蜗杆；单片机

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1课题的研究背景和意义-1

1.1.1增加第四轴的意义-1

1.1.2单片机的发展及其应用-1

1.1.3LCD显示屏的工作原理和分类-2

1.2课题的基本内容-2

第二章  控制要求与总体规划-4

2.1控制要求-4

2.1.1程序编辑-4

2.1.2操作-4

2.2总体规划-5

2.2.1自动运行过程-5

2.2.2 输入/输出信号-6

第三章 机械部分-7

3.1整体结构设计-7

3.2蜗轮蜗杆-8

3.2.1蜗杆传动的特点-8

3.2.2圆柱蜗杆传动的主要参数-8

3.3分度盘-11

3.4三爪卡盘-11

3.4.1卡盘介绍-11

3.4.2三爪卡盘的组成及原理-12

3.4.3卡盘的磨损及保养方法-12

3.5电机的选择-12

第四章 控制电路硬件设计-14

4.1单片机-14

4.2显示电路-15

4.2.1 LCD介绍-15

4.2.2 接线方式-16

4.3 键盘-16

4.3.1 键盘的功能设定-16

4.3.2 4*4矩阵键盘工作原理-17

4.4 数字量输入电路-18

4.5数字量输出电路-19

第五章 软件控制-20

5.1 脉冲数量与频率控制-20

5.2 Main主函数-20

第六章 结论及展望-23

6.1结论-23

6.2展望-23

致谢-25

参考文献-26

附录 -27