机电传动单向控制平台设计zx - 图文

目录 1.前言??2

2.设计任务和意义??2

3.总体方案设计及选型确定??3 4.机械传动系统设计??3

4.1 机电传动装置的组成及原理??4 4.2 主要部件的结构设计计算??5 4.2.1 滚动导轨的计算??5 4.2.2螺旋丝杠初选??6

4.2.3直流伺服电机的选型??10 4.2.4联轴器和键的选用??12 5.电气控制系统设计??13

5.1控制系统的的基本组成??13 5.2电器元件的选型计算??13 5.2.1控制芯片选择??13 5.2.2电机驱动芯片选择??13 5.2.3旋转式编码器选择??14 5.2.4显示器选择??15 5.3电气控制电路的设计??15 5.3.1晶振电路设计??15 5.3.2复位电路??15

5.3.3显示电路和键盘电路??16 5.3.4直流电机驱动电路设计??16 5.4控制程序的计算及说明??16 5.4.1 程序流程图??16

5.4.2 PWM直流调速原理??17 5.4.3汇编语言设计??18 6.整体方案确定??21 7.设计心得总结??22 8.参考书目??23

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【一前言】

当今科技不断发展，伴随着微电子技术向机械行业渗透，特别是精密机械技术、电子技术和信息技术的相互融合，导致了工程领域的技术革命与改造。机电一体化的形势下，数控技术及装备作为工业生产发展的基础设备，其技术革新影响着整个高新技术产业和尖端工业的发展。课程设计任务为单向数控工作台，主要包括机械传动系统设计和电气控制系统设计两部分，整个装置由导轨座、移动滑块、工作丝杠螺母副以及伺服电动机等部件构成，以丝杠传动为主传动，以数控装置为控制核心，用伺服电机驱动控制，闭环系统为反馈环节，基本原理概括为直流伺服电动机做执行元件来驱动滚珠丝杠，丝杠驱动螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，来完成单方向速度可控的简单直线移动。通过翻阅设计手册及相关公式进行选型计算校核，完成整套设备的最终装配，得出相应的装配图和电控系统图，最终达到理论设计上要求。但在实际生产中，仍然会有相关问题有待改进，对于课堂上的理论设计与学习，有待我们在今后的学习工作中结合亲身实践进一步的检测。

【二设计任务和意义】 【设计任务】

设计题目：机电传动单向数控平台设计

任务分配:机电传动控制平台的设计有多个组成部分，通过不同的电机驱动，机械传动，电气控制，功能控制可以实现不同方案的选型设计，设计过程要求本小组同学选择不同的设计方案和参数独立完成单自由度的平台设计，主要的设计形式：

(1)电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机； (2)机械传动方式：螺旋丝杠、滚珠丝杠、同步皮带、链传动等； (3)电气控制方式：单片微机控制、PLC控制； (4)功能控制要求：速度控制、位置控制； (5)主要设计参数：

①单向工作行程——1800、1500、1200 mm；②移动负载质量——100、50 kg； ③负载移动阻力——100、50 N；④移动速度控制——3、6 m/min.

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【设计意义】

通过机电传动单向数控平台设计，可以使我们对数控装置的基本组成及工作原理细节上有了更深刻的认识，对运作模式及工作原理也有了更深层次的研究。通过这次课程设计可以培养我们综合运用所学知识的技能、提高分析和解决实际问题能力，课程设计结合于专业方向课，结合我们所学专业课程进行工程基本训练，在独立进行机电控制系统(产品)初步设计工作过程中，进一步巩固和扩大了知识领域。整个设计过程中，尤其可以锻炼的是我们搜集、阅读和综合分析参考资料，以及运用各种标准和工具书籍和编写技术文件的能力，另外也进一步提高了计算、绘图等基本技能，掌握了机电产品设计的一般程序和方法，也是对我们作为未来工程师的基本素质训练。

【三总体方案设计及选型】 【总体方案设计】

结合传动设计实现原理，设计传动方案原理图如下：

总体方案确定，系统工作方式及参数如下：

⑴电机驱动方式：直流伺服电机⑵机械传动方式：滚珠丝杠 ⑶电气控制方式：单片机控制⑷功能控制要求：速度控制 ⑸主要设计参数：

①单向最大工作行程----1800mm；②工作台重量-----100kg ③移动负载质量-----100kg； ④负载移动阻力-----100N； ⑤移动速度控制-----3m/min

由现代机电一体化手册2.9-1初选直线运动滚动导轨副；工作台滑动摩擦

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系数??0.15；丝杠材料初选钢材为42CrMo，其HRC为58-60,丝杠两端为固定支撑（E-F），每个支座安装两个15°的角接触球轴承，面对面安装，进行预拉伸。

【选型及方案对比】

（1）针对机电传动单向数控平台设计的速度位置控制,选用伺服系统控制，伺服系统控制能够跟踪输入指令信号进行动作，从而获得精确地位置、速度或力矩输出； （2）平台设计采用直流伺服电机闭环控制，直流伺服电机主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。其缺点是转子上安装了具有机动性质的电刷换向器，需要定期维修和更换电刷，使用寿命短、噪声大，电机功率不能太大等；步进电机是开环控制，没输入一个脉冲，转过一个角度，精度较低，有时会发生丢步现象。启动较慢，不具备过载能力。 （3）平台设计选用滚珠丝杠传动是一种新型的螺旋传动机构，螺纹间的摩擦为滚动摩擦，丝杠和螺母之间装有中间传动原件滚珠，随着机电一体化的发展，广泛应用于各种精度的数控机床和加工中心。与带传动和链传动相比较有以下特性①传动效率高，可达80%—95%；②传动平稳性、同步性好；③经过预紧后，可消除轴向间隙，提高传动精度；④磨损小，寿命长；⑤不自锁，在垂直升降中要采用防逆措施；⑥结构复杂制造困难，成本高。滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。 兼具高精度、可逆性和高效率的特点：①与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 ；②高精度的保证 ；③微进给可能，启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给；④无侧隙、刚性高； ⑤高速进给可能 。

（4）单片机是一种可编程的集成芯片，系统设计要从底层开发，设计较繁琐。应用系统广泛，开发成本低，开发周期短，可靠性高。

PLC（可编程逻辑控制器）实质是一种专用于工业控制的计算机，是单片机的特例，采用模块化设计，使用方便，编程简单，可靠性高，抗干扰能力强,本设计中采用单片机控制。

(5)采用PWM调速，PWM变换器调压与晶闸管相控调压相比有许多优点，如需要的滤波装置很小甚至只利用电枢电感已经足够，不需要外加滤波装置；电动机的损耗和发热较小、动态响应快、开关频率高、控制线路简单等。

采用以上方案可以很好地满足机电传动单向数控平台设计设计要求，实现准确、平稳、可靠地控制。

【 四机械传动系统设计】

【4.1 机械传动装置的组成及原理】

①滚珠丝杠的结构组成：滚珠丝杠副的结构传统分为内循环结构(以圆形反

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向器和椭圆形反向器为代表)和外循环结构(以插管为代表)两种。这两种结构也是最常用的结构。这两种结构性能没有本质区别，只是内循环结构安装连接尺寸小；外循环结构安装连接尺寸大。目前，滚珠丝杠副的结构已有10多种，但比较常用的主要有：内循环结构；外循环结构；端盖结构；盖板结构。

②原理：设计平台采用滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。 ③采用内循环式

【4.2主要部件的结构设计计算】 4.2.1 滚动导轨的计算

导轨要求主要包括：导向精度；耐磨性；刚度；工艺性。 计算及说明 （1）已知条件： 单向行程长度：ls＝1800mm＝1.8m 移动速度 ：3m/min 移动负载质量： 100kg 结果 Ls ＝ 1.8m m1 = 100kg m2 = 100kg 假定设计平台寿命要求 ：每天开机8h，一年按300个工 v = 3m/min 作日，寿命5年以上; 设计结构: 两根导轨，四个滑座，工作 台总质量100kg （2）计算动载荷： 作用在滑块上的力F?=（ m1 +m2 ）g = 2000N 则单个滑座受力F0?

F? = 2000N F0 = 500N F?= 500N 4 Th =12000h 5

（3）额定工作时间寿命Th?8?300?5?12000h (4)额定行程长度寿命Ts? n = 0.83次/min Ts = 2151.36h K=50 fH=1 2Thlsn103 n = v 2ls设计平台上共有四个滑块，两个导轨， 由现代 K为寿命系数取 K=50 ，fH为硬度系数取fH=1， fT=1 fT为温度系数取fT=1,fC为接触系数取fC=0.81，fw负载系数取 fw=1.5,则有额定动载荷： fC=0.81 （5）选择导轨副： 查手册选南京轴承有限公司GGC12BA轻载型滚动直线导Ca?F3TSHKffffT wc fw=1.5 Ca=3244.57N 轨副。 4.2.2螺旋丝杠初选

丝杠螺母机构又称螺旋传动机构，它主要用来将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变换为旋转运动。滚珠丝杠的尺寸参数如下图：

计算及说明 （1）螺旋传动类型和种类：

结果 6

①螺旋传动类型：滚动螺旋传动 滚动螺旋副接触形式：内循环 m1 = 100kg ② 初始条件：由机械设计手册（新编软件版）2008 m2 = 100kg 精密螺杆：材料42CrMo 热处理：高、中频加热， 表面淬火 螺母材料：ZCuSn10Zn2 热处理：渗氮，淬火 返回器材料：60Mn 热处理：高、中频加热，表面淬火 (2)导轨摩擦力 Fu = 300N n = 600r/min Ph =5mm Fm = 410N m1为工作台质量，m2为移动载荷质量 （3）初选丝杠的导程 Ph ≥ vmaxv?1000 n= nmaxp 由现代机械设计手册表22-4-17，在公称直径一定的条件下，可选Ph≥5mm (4)轴向载荷 FXmax?KFX??(FZ?G)= Fm K=1.1负载系数 FX—负载移动阻力 FXmax?Fm = F Fm为等效轴向载荷 Lh=15000h （5）计算动载荷Ca? kFffff Ca?= hm f??thak Knf?fw Kh=3.11 Kh?( f?=0.408 Lh1/333.31/3) Kn?() 500n Kn= 0.38 Kh—寿命系数 Lh—工作寿命 f?—综合系数 Kn—转速系数 Caˊ= 8224.33N 机电一体化手册2-8-25得Lh，由2.8-58-2.8-62

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系数fa = 1 ft = 1 fa= 1 fk= 0.53 fw=1.3 (6)初选滚珠丝杠 查现代设计手册表22-4-26，初选南京工艺装配制造有限公司FFZD2505—3，内循环浮动返回器双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，额定动载荷 Ca ＞ Ca? 预紧力F0 = 0.25Ca =2550＞ （7）丝杠的螺纹部分长度 lu? 工作台的最大行程 + 螺母长度 + 两端余程 = 1800 + 150 + 40 = 1990mm (8)支承距离l 支承距离l大于lu (9) 临界转速校核 nc?9900fd2 d2?d0?1.2Dw 2Lc22 Ca =10.2KN 1Fmax =136.67N 满足条件 3F0 ＞ 1 Fmax 3lu? 1990mm l = 2150mm d2 = 0.0208m nc =1096.3r/min Lc = 2.05m ?t = 78μm ?tz = 89μm 1502300?2030?1800?40?Lc = 22 由机电一体化表2.8-66，f2 = 4.73，d0 =25mm, Dw = 3.5mm (10)压杆稳定校核 两端为固定支撑，丝杠不受压缩，因而不需校核稳定性 （11）预拉伸计算 Ft = 300.5N 8

①温升引起的伸长量?t=??tlu ②丝杠全长伸长量 ?tz= 11?10?3.5?2.3 ?6d = 20 mm， D = 47mm， B =14mm， Z = 15， Dw=5.953 , Ca=10800N ， F0 =2300N ' Fmax=505.5N ?t'AE ③预拉力 Ft 按拉伸公式Ft= lu（12）轴承的选择，由机电一体化手册 轴承号36203，查机械设计手册为7203C ③ 由表2.8—39，确定各参数 d ，D ，B ，Z，Dw , Ca ，F0 最大轴向载荷F'max1=Ft +fmax 2 1' F0 ＞ Fmax满足条件 3 由轴承负载计算公式校核： C=khF kn ④ 疲劳寿命计算额定动载荷 C = 2459.4＜Ca ?smax= 1.11μm ?c= 0.35μm ?B= 1.52μm KB = 270.2N ?? 2.97 μm ?= 3.64° η= 91％

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由表2.8-64，满足校核条件 （13）定位精度校核，取阻力F=Fm ①最大弹性位移：?smax=Fl?106 4AEF Kc ②丝杠与螺母接触变形：?c= ③轴承接触变形：?B= F KB13?2?1 KB=23.6??zsinaDw?F03 ??5 ④总变形： ???smax+?c+?B （14）传动效率

??tan?= 91％ tan(???T)ph ?T?22' ?do ??arctan η要求在90%—95%之间，所以该丝杠副合格 综上，设计结果： 选用丝杠副FFZD2505—3，轴承型号7203C，d= 17mm，D=40mm , B=12mm

4.2.3直流伺服电机的选型

直流伺服电机具有响应迅速、精度和效率高、高速范围宽、负载能力大、控制特性优良等优点，被广泛应用在闭环或半闭环控制的伺服系统中,结合现代机械设计手册表25-2-3进行选型。

计算及说明 （1）等效转动惯量 ①滚珠丝杠转动惯量（滚珠丝杠材料为铁） 结果 Js = 5.98?10?4kg.m2 ②工作台等效到电机输出轴上 Jw = 1.27?10?4kg.m2 Jl = 1.8 ?10?4kg.m2 ③联轴器的转动惯量 根据滚珠螺杆和电动机输出轴的直径，选择YLD1联轴 器，其转动惯量为Jl ④等效负载转矩计算 选择传动比为i=1 Tl = 0.36N?m Jt = 9.05 ?10?4kg.m2 10

负载转矩 TL?Fmph Fm—负载总的合力 2??i TMax = 0.98N?M no = 3000r/min ⑤计算等效到电动机的转动惯量 (2)初选电动机型号 Tl = 0.36N?M Jt = 9.05 ?10kg.m 由现代机械设计手册表25-2-53，电机型号110SZ55， 最大转矩 TMax,，转速no , 功率P0 ,电压：24V (3)电动机外形尺寸： 总长232mm，外径110mm，轴径10mm ?4 2 P0 = 308W (4)动作模式的决定 工作平台移动速度v?50mm/s 工作行程l=1800mm 行程时间ts = 35.8s 加减速时间ta?0.2s 定位精度Ap?0.01mm F=410N （5）转矩计算 ①稳定运行转矩T1 ，加速转矩Ta 2?(Jt?JM)nTa? 60t60nT L = 106 fm载荷系数，取1.1 ②必要的瞬时最大转矩TI T1=T1+Ta T2=T1 T3=T1-Ta （6）编码器分辨率R Ta=0.28N?M t = ta =0.2s T=12000h T1= 0.64N?M T2= 0.36N?M T3= 0.08N?M R=500 P/R 11

即所选编码器分辨率必须大于R

4.2.4联轴器和键的选用

联轴器和键用于滚珠丝杠与直流伺服电机输出轴的连接 计算及说明 （1）联轴器的选用 根据直流伺服电动机输出轴的直径和滚珠丝杠的直径，由机械设计手表14-5，可选用YLD1式凸缘联轴器 相关参数： 公称转矩 Tn ，许用转速np 轴孔直径d 轴孔长度l0 螺栓数量3个，采用M6螺栓 Y型L0 转动惯量JL （2）键的选用 选A型普通平键，d=10mm 查表GB/T1095-2003 选键：b=4mm,h=4mm,L=20mm 键的强度较合，验算其挤压强度 ，查表得其许用压应力[?p] ：??4T1?[?p] T1?Fd0tan(???T')/2 dhl 结果 Tn = 10N?M np = 13000r/min d = 10 mm JL?18?10?4Nm2 L0 = 54 mm L- b = 16mm T1 = 28.7N?mm ?=0.179N/mm2 键的工作长度，则 ?????=100-200MPA 符合要求； 链接联轴器和滚珠丝杆上的键与链接电机输出轴与联轴器的键采用相同的键，对于同样的负载转矩同样能够达到设计要求，但受电机输出轴长度的限制选取输出轴键长l=14mm

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【 五电气控制系统设计】

5.1控制系统的的基本组成

控制系统的核心为反馈调节，反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，该装置可以包括在伺服系统中由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测数控机床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中，构成闭环控制系统。

5.2电器元件的选型计算 5.2.1控制芯片选择

结合单片机原理及接口技术，AT89C51简介：89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，各管脚功能参见参考书。 5.2.2电机驱动芯片选择

直流伺服电机必须在驱动装置驱动作用下才能完成相应的执行功能，L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，3-46V，输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器，可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载；采用标准逻辑电平信号控制，与单片机管脚直接连接；具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作，有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。VS 位电机驱动电源，VSS为逻辑控制电源。下图中PA0-PA3为单片机的I/O脚，控制两个DC电机M1,M2正反转

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L298管脚图 ATM85C51管脚图

5.2.3旋转式编码器选择

速度编码器通过编码，输出的是标准脉冲，由其分辨率为600P/R可知，每一个脉冲可以使电机轴转1/600转。通过计算1s的输出脉冲值，乘以1/600，就可以得到电机轴的实际转速，通过与额定转速（25r/s）比较，得出差值，再进行调速，即可完成速度的反馈控制。

闭环伺服系统通常是位置环、速度环、电流环3环联合的反馈系统.因此，

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选择检测元件就是选择位置传感器和速度传感器。常用的位置检测传感器有旋转变压器、感应同步器、光电编码器、光栅尺等。在伺服系统中，为了获得良好的性能，往往还要对执行元件的速度进行反馈控制，因而还要选用速度传感器。交直流伺服电机常用的速度传感器，选择增量式编码器，分辨率精度根据电机选型时确定的最小分辨率400，保证编码器分辨率不小于500， 电机的额定转速为3000r/min，保证容许最大旋转数不低于此值。根据以上参数，选择欧姆龙生产的增量式旋转式编码器E6C2-C。

旋转式编码器

5.2.4显示器选择

显示器选择LCD1602，可显示16*2个字符，芯片工作电压为4.5~5.5V，工作电流为2.0mA（5.0V时）。接口说明信号

5.3电气控制电路的设计

电气控制电路主要包括单片机，键盘电路，晶振电路，复位电路，显示电路。 5.3.1晶振电路设计

对系统要求较高，而且功耗大，运行环境苛刻情况。考虑到单片机本身用在控制，并非高速信号采样处理，要选取合适的频率。合适频率的晶振对于选频信号强度准确度都有好处，本次设计选取12.0MHz无源晶振接入XTAL1和XTAL2引脚。并联2个30pF陶瓷电容帮助起振。 5.3.2复位电路

复位电路通常分为两种：上电复位和手动复位，有时系统在运行过程中出现

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程序跑飞的情况，在程序开发过程中，经常需要手动复位。所以本次设计选用手动复位。

晶振电路 复位电路

显示电路 键盘电路 5.3.3显示电路和键盘电路见上图 5.3.4直流电机驱动电路设计

由单片机转换成PWM信号，并由P3.0、P3.1输出，经驱动电路输出给电机，从而控制电机得电与失电。P3.0为高电平实现电机正转，P3.1为高电平时实现电机反转。通过调节脉冲的占空比，实现速度的调节。 5.4控制程序的设计及说明: 5.4.1 程序流程图

流程图实现直流伺服电机选型，加速—匀速—减速的过程，以及正反转控制，从K1——K5，分别实现电机的启停，正转，反转，加速，减速。并通过驱动芯片驱动，在显示器上显示出运动状态，实现速度反馈，另外K2和K3，起限位开关的作用，能实现精确地位置控制

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开始

设置定时计数器 高 K1，启停 启动 低 停止 K2 K2，K3 K3 正转信号 反转信号 N K4，加速 Y 增加计数器 N K5，减速 Y 减小计数器 5.4.2 PWM直流调速原理

脉宽调制的基本原理：脉宽调制（Pulse Width Modulation），是利用电力

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电子开关器件的导通与关断，将直流电压变成连续的直流脉冲序列，并通过控制脉冲的宽度或周期达到变压的目的。所采用的电力电子器件都为全控型器件，如电力晶体管（GTR）、功率MOSFET、IGBT等。通常PWM变换器是用定频调宽来达到调压的目的。 采用定频调宽法来利用51单片机产生PWM信号的软件实现方法，从而改变占空比D，进而达到控制电机转速的目的。

在PWM驱动控制的调整系统中，按一个固定的频率来接通和断开电源，并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小，从而控制电动机的转速。因此，PWM又被称为“开关驱动装置”。 在脉冲作用下，当电机通电时，速度增加；电机断电时，速度逐渐减少。只要按一定规律，改变通、断电的时间，即可让电机转速得到控制。设电机始终接通电源时，电机转速最大为Vmax，占空比为

D?t/T1?t，则电机的平均速度为Vd?Vmax?D t?t112最大值Vmax

t1 T t2 平均值Vd 最小值Vmin

V

d

——电机的平均速度； Vmax——电机全通电时的速度(最大)；

1D?t/T?t?t1t12定频调宽法的频率一般在800HZ-1000HZ之间比较合适。 ，

5.4.3汇编语言设计

【单片机I/O口分配】

选1000MHZ PWM脉冲进行编程控制：

P0.0~P0.7：LCD1602数据I/O口

P1.0：电机起停开关 P1.1：电机正转开关（接左限位开关）

P1.2：电机反转开关（接右限位开关） P1.3：电机加速调节开关（0.2S） P1.4：电机减速调节开关（0.2S） P2.0：LCD1602数据/命令选择端 P2.1：LCD1602读/写选择端 P2.2：LCD1602使能信号端 P2.7：传感器读数据端 P3.0：直流伺服电机接入端 P3.1：直流伺服电机接入端 P3.7：L298n使能端 【汇编程序】

S EQU R1 ；速度反馈变量 COUNT EQU R2

PWMH EQU 30H ；调宽值，定时器所赋值

PWML EQU 31H

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CLK BIT P1.5 ；速度控制信号 K1 BIT P1.0 ；启停键

K2 BIT P1.1 ；正转键 K3 BIT P1.2 ；反转键 K4 BIT P1.3 ；加速键 K5 BIT P1.4 ORG 0000H LJMP MAIN

ORG 000BH LJMP TIMER1

ORG 001BH LJMP TIMER2 ORG 0030H

MAIN: MOV B ， #04H MOV PWMH， #00H MOV PWML， #FFH

MOV TMOD， #11H

MOV TH0, #3CH MOV TL0, #B0H MOV TH1, PWMH

MOV TL1, PWML

SETB EA SETB ET0 SETB ET1 SETB TR0 CLR CLK

LOOP: JB K1, LOOP LOOPK1: JB K2 , LOOPK2 LJMP LOOPKA LOOPKA: JB K3, LOOPK2

；减速键

T0控制周期 ；定时器T1控制脉宽 ；设置循环次数4 ；定时器都工作在方式1 ；T0定时50ms

；脉宽 ；CPU允许中断 ；允许定时器T0中断 ；允许定时器T1中断 ；定时器T0计数 ；电机开关 ；高电平正转

；高电平反转

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；定时器

LJMP LOOPK1

LOOPK2: JB K4, TIMER1 ；K4按下加速 LCALL DELAY ；调用延时程序 MOV A, PWML

ADD A, #1 ；调宽值低4位加1 MOV PWML, A MOV A, PWMH

ADDC A, #0 MOV PWMH,A

JNC LOOPK2 MOV PWMH, #0FFH

LOOPK4: JB K5, OVER LCALL DELAY MOV A, PWML CLR C

SUBB A, #1 MOV PWML, A MOV A, PWMH

SUBB A, #0 MOV PWMH, A JNC OVER

MOV PWMH, #00H OVER: LJMP LOOP TIMER1: CLR TR1

MOV TH0 , #3CH MOV TL0, #B0H

MOV TH1, PWMH MOV TL1, PWML SETB TR1 CLR CLK RETI

4位加1 ；最大值时 ；K4按下减速 ；调宽值低4位减1 ；调宽值高4位减1 ；最小值时 ；赋调宽值 20

；调宽值高

TIMER2: CLR TR1 SETB CLK RETI

MOV A R0 ；速度反馈 MOV B #93H DIV AB

CJNE A， # 19H ，LOOP0 LOOP0： JC L1 ADDC A ，#01

CJNE A， # 19H，LOOP0 L1 ： SUBB A ，#01

CJNE A， # 19H ，L1

DELAY: MOV R4,#10H ；延时环节 D1: DJNZ R4,D1 RET END

【六整体方案选型确定】

整体方案选型最终确定如下：

（1）导轨：南京轴承有限公司GGC12BA轻载型滚动直线导轨副。（2）丝杠：南京工艺装配制造有限公司 FFZD2505—3 （3）轴承：角接触球轴承7203C

（4）联轴器：YLD1联轴器（两端带键槽） （5）电机：直流伺服电机110SZ55 （6）单片机：89C51 （7）驱动芯片：L298n （8）显示器：LCD1602

（9）速度传感器：欧姆龙增量式旋转式编码器E6C2-C。

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【七设计心得总结】

机电传动单向数控平台设计，是继减速器设计后又一比较系统化的课程设计，与以往的设计不同，这次设计将机械系统与电气控制系统综合以实现预定功能，从选题到文献资料搜集，我收获很大。

这次课程设计，从宏观上让我认识到了，在实际应用过程中，为了实现一种功能满足生产中的需求，必须从系统分析，逐步完善方案搜集资料，通过不断选型校核才能最终达到目的。这次课程设计虽然只有三周，但我真切的感受到了作为机械专业未来建设与革新者，自身能力的不足。欣慰的是，自己从中发现的问题可以在今后的学习生活中不断弥补。这次设计很好地将机电专业的各专业知识有机结合起来，传动系统、电控系统、单片机、PLC、测试技术、画法几何、三维软件、以及清华天河AUTOCAD等相关软件为实际解决问题起到很大作用，这次设计是一次难得的理论实践结合的机会。设计过程中有明显的知识面不够之处，比如电控接线图，各管脚的连线，又如PWM调速概念不清，设计过程中有突破，但也有无法应对之处，总体来讲，结合本专业及这次课程设计，我对机械专业整体方向有了很好的把握，对自己也有了更加清晰的认识，对科研产生了更加浓厚的兴趣。

今后的学习生活中，会不断加强搜集信息分析有用信息的能力，另外对于一些必学软件要熟练掌握，另外，对于科研方面要逐步形成自己的套路，要有新的想法和新的理念，这样无论在以后的生产、生活、学习中才能得心应手，左右逢源。

参考书目：

【1】 张爱民 编著 机电一体化设计手册 北京理工大学出版社 2010.1

【2】 李朝青 编著 单片机原理与接口技术 北京航空航天大学出版社 2005.10

【3】程志红 唐大方 编著 机械设计课程上机与设计 东南大学出版社 2011.2

【4】李爱军 陈国平 编著 画法几何与机械制图 中国矿业大学出版社 2007.1

【5】濮良贵 纪名刚 主编 机械设计 高等教育出版社 2006.5 【６】孙海波 姚新港 主编 AUTOCAD2008使用教程 2008.5

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【7】李光中 主编 电机与电力拖动 机械工业出版社 2013.1 【8】王丰 主编 机电传动控制 清华大学出版社 2011.2 【9】秦大同 谢里阳 主编 现代机械设计手册 化学工业出版社 2011.1

【10】机电一体化设计手册 国防工业出版社 1997.1 【11】机械设计手册软件版2008

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