双坐标十字滑台数控编程.

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1、学号14113500521毕业论文题目：双坐标十字滑台数控编程插补控制的实现作 者 张 晖 届 别 2015届 院 别 机械工程学院 专 业 机械电子工程 指导教师 余晓峰 职 称 副教授 完成时间 2015年5月12日 湖南理工学院毕业设计(论文)I摘要本文主要研究双坐标十字滑台数控机床的直线插补与圆弧插补算法及外围电路的设计，完整的构建一个数控系统（包括软件与硬件的设计） 。该系统以 51 单片机位核心，硬件部分：由单片机最小系统、按键模块、LCD1602 显示模块、步进电机驱动模块、位置检测模块、报警模块所构成。该系统具有功耗低、可靠性高、体积小、人机界面友好等特点。软件部分：根据各自数

2、据手册采用 C51 对各个模块编程，其中直线插补算法、圆弧插补算法采用绝对坐标与相对坐标坐标系结合分象限讨论的方法对逐点比较法分析，构造偏差函数、分析偏差、减小偏差进给、终点判断、偏差计算的循环来进行插补运算，绘制程序流程图然后用 C51 编程将计算出来的结果输出到步进电机驱动模块控制电机转动。用户界面：用户通过键盘输入数控指令，单片机自动判断输入参数是否正确如错误则重输入正确则执行相应指令驱动电机插补。关键词：十字滑台； 直线插补； 圆弧插补； 步进电机； 数控编程湖南理工学院毕业设计(论文)IIABSTRACTThis paper studies the design of two-coo

3、rdinate cross-slide CNC machine tools linear interpolation and circular interpolation algorithm and peripheral circuits. We build complete a numerical control system (including software and hardware design). The system of the core is 51-bit microcontroller. The hardware parts consist of the smallest

4、 single-chip system, the key module, the LCD1602 display module, the stepper motor drive module, the detecting position module, and alarm module. The system has low power consumption, high reliability, small size, friendly interface and other features. In terms of the software components, according

5、to the respective data sheets for each module we use the C51 to code. the linear interpolation algorithm and circular interpolation algorithm use the absolute coordinate and relative coordinate to combine. We distinguish different quadrant to discuss point by point comparison method of analysis. The

6、 way of structural deviation function, analytical bias, reducing the bias feed, determining the end point and the deviation calculation cycle is to interpolation operation. We draw program of flow chat and then use the C51to programming .In the last, the calculated results output to the stepper moto

7、r drive module for controlling the motor to rotate. In respect of the user interface, the user by keyboard input CNC command and the microcontroller automatically determine whether the input parameters are correct. If parameters are wrong, the microcontroller will re-enter it .Otherwise correspondin

8、g instruction will be executed to drive motor interpolation.KeywordsKeywords: Cross slide; linear interpolation; Interpolation; Stepping motor; NC programming湖南理工学院毕业设计(论文)III目录摘要 .IABSTRACTABSTRACT .II第一章 绪论 .1第二章 总体设计方案的选择及确定 .2第三章 硬件控制电路设计 .33.1 单片机的选择.33.2 最小系统设计.43.3 键盘/显示器接口设计.53.4 地址分配.73.5 步

9、进电机驱动部分设计.73.6 告警电路设计.9第四章 软件设计 .104.1 快速定位.114.1.1 差别判断.134.1.2 进给减小误差.144.1.3 计算偏差.154.1.4 终点判断.164.2 直线插补.174.2.1 差别判断.184.2.2 进给减小误差.194.2.3 计算偏差.194.2.4 延时控制速度.204.2.5 终点判断.204.3 圆弧插补.214.3.1 差别判断.234.3.2 进给减小误差.234.3.3 计算偏差.244.3.4 终点判断.24第五章 注释、参考文献 .26湖南理工学院毕业设计(论文)IV第六章 致谢 .27第七章 附录 .28湖南理工

10、学院毕业设计(论文)1第一章 绪论随着电子技术的发展微处理器的出现、机电一体化概念的提出及数控技术发展，作为一个机械电子工程专业的学生，实现机电一体化是每个学生必备技能。双坐标十字滑台数控编程插补控制的实现通过对单片的选型、外围电路设计、软件的编写、proteus 下的仿真软件联调功能测试来实现设计。该设计是对我们大学四年以来所学的知识的一个综合。通过自顶向下的设计方法，构建整体设计框图，分模块软硬件各自设计，然后在proteus 下各个模块软硬件联调修改完成设计任务。对单片机的选型，选择合适的单片机、显示器、键盘、步进电机、驱动电路等进行外围电路设计，构成一个完整的硬件系统。通过对插补算法的

11、分析，采用逐点比较发对各种类型的直线圆弧进行分析计算偏差、判断偏差、减小偏差进给、终点判断，不断循环执行直到到达终点为止。在分析插补过程中采用传统的判别方法构造的偏差函数计算复杂不便于快速运算，采用迭代与递推公式对偏差函数进行离散处理大大减少了乘除法的运算从而插补运算的时间。根据各部分硬件进行软件设计，进行人机界面按键显示器驱动电路进行设计，通过按键让用户输入数控指令并通过 LCD1602 实时显示当前刀具的位置。采取脉冲增量插补算法对直线插补、圆弧插补分别进行算法分析来进行软件设计，并将计算结果输出再通过驱动电路驱动电机转动达到设计的目的。在 keil 下进行程序编辑调试，在 proteus