智能车刀刃磨机机械结构设计(七)

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图3-17
§3.3.3软件设计
软件设计
（1）程序设计内容
4×4矩阵键盘识别处理。
每个按键有它的行值和列值　，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。矩
阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。每个按键的状态同样需变成数字量“0”和“1”，开关的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中，一个输出扫描码，使按键逐行动态接地，另一个
并行口输入按键状态，由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键，通过软件查表，查出该键的功能。

③键盘控制程序清单
KEYBUF     EQU 30H
             ORG 00H
START:      MOV KEYBUF,#2
WAIT:
             MOV P3,#0FFH
             CLR P3.4
             MOV A,P3
             ANL A,#0FH
             XRL A,#0FH
             JZ NOKEY1
             LCALL DELY10MS
             MOV A,P3
             ANL A,#0FH
             XRL A,#0FH
             JZ NOKEY1
             MOV A,P3
             ANL A,#0FH
             CJNE A,#0EH,NK1
             MOV KEYBUF,#0
             LJMP DK1
NK1:        CJNE A,#0DH,NK2
             MOV KEYBUF,#1
             LJMP DK1
NK2:        CJNE A,#0BH,NK3
             MOV KEYBUF,#2
             LJMP DK1
NK3:        CJNE A,#07H,NK4
             MOV KEYBUF,#3
LJMP DK1
NK4:        NOP

DK1:
             MOV A,KEYBUF
             MOV DPTR,#TABLE
             MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
DK1A:       MOV A,P3
             ANL A,#0FH
             XRL A,#0FH
JNZ DK1A
NOKEY1:
MOV P3,#0FFH
CLR P3.5
MOV A,P3
ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JZ NOKEY2
            LCALL DELY10MS
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JZ NOKEY2
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            CJNE A,#0EH,NK5
            MOV KEYBUF,#4
            LJMP DK2
NK5:        CJNE A,#0DH,NK6
            MOV KEYBUF,#5
            LJMP DK2
NK6:        CJNE A,#0BH,NK7
            MOV KEYBUF,#6
            LJMP DK2
NK7:        CJNE A,#07H,NK8
            MOV KEYBUF,#7
            LJMP DK2
NK8:        NOP
DK2:
            MOV A,KEYBUF
            MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
            MOV P0,A
DK2A:       MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JNZ DK2A
NOKEY2:
            MOV P3,#0FFH
            CLR P3.6
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JZ NOKEY3
            LCALL DELY10MS
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JZ NOKEY3
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            CJNE A,#0EH,NK9
            MOV KEYBUF,#8
LJMP DK3
NK9:        CJNE A,#0DH,NK10
            MOV KEYBUF,#9
            LJMP DK3
NK10:       CJNE A,#0BH,NK11
MOV KEYBUF,#10

LJMP DK3
NK11:       CJNE A,#07H,NK12
            MOV KEYBUF,#11
            LJMP DK3
NK12:       NOP
DK3:        MOV A,KEYBUF
   MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
            MOV P0,A
DK3A:       MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JNZ DK3A
NOKEY3:
            MOV P3,#0FFH
            CLR P3.7
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JZ NOKEY4
            LCALL DELY10MS
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JZ NOKEY4
            MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            CJNE A,#0EH,NK13
            MOV KEYBUF,#12
            LJMP DK4
NK13:       CJNE A,#0DH,NK14
            MOV KEYBUF,#13
            LJMP DK4
NK14:       CJNE A,#0BH,NK15
            MOV KEYBUF,#14
            LJMP DK4
NK15:       CJNE A,#07H,NK16
            MOV KEYBUF,#15
            LJMP DK4
NK16:       NOP
DK4:
            MOV A,KEYBUF
            MOV DPTR,#TABLE
            MOVC A,@A+DPTR
            MOV P0,A
DK4A:       MOV A,P3
            ANL A,#0FH
            XRL A,#0FH
            JNZ DK4A
NOKEY4:
            LJMP WAIT
DELY10MS:
            MOV R6,#10
D1:         MOV R7,#248
            DJNZ R7,$
            DJNZ R6,D1
            RET
TABLE:      DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H
            DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

显示部分程序清单
①显示程序流程图

8段LED显示器字符段码表

显示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码
0 3FH C0H C 39H C6H
1 06H F9H D(d) 5EH A1H
2 5BH A4H E 79H 86H
3 4FH B0H F 71H 8EH
4 66H 99H . 80H 7EH
5 6DH 92H P 73H 82H
6 7DH 82H U 3EH C1H
7 07H F8H T 31H CEH
8 7FH 80H Y 6EH 91H
9 6FH 90H 8. FFH 00H
A 77H 88H "灭" 00H FFH
B(b) 7CH 83H | | |

②程序清单
ORG 0000H
MAIN: MOV R6,#00H
        MOV R7,#00H
XIAN: MOV P2,#00H
        MOV R7,A
BF:    MOV A,R6
        MOV B,#10
        DIV AB
        MOV R0,#60H
        MOV @R0,A
        INC R0
        MOV @R0,B
        INC R0
        MOV A,R7
        MOV B,#10
        DIV AB
        MOV @R0,A
        INC R0
        MOV @R0,B
NEXT1: MOV R5,#80H
    T1: MOV R0,#60H
        MOV DPTR,#TAB
        MOV A,@R0
        MOVC A,@A+DPTR
        MOV P2,A
        CLR P1.4
        LCALL DELAY1
        INC R0
        MOV A,@R0
        MOVC A,@A+DPTR
        MOV P2,A
        SETB p1.4
        CLR P1.5
        LCALL DELAY1
        INC R0
        MOV A,@R0
        MOVC A,@A+DPTR
        MOV P2,A
        SETB P1.5
        CLR P1.6
        LCALL DELAY1
        INC R0
        MOV A,@R0
        MOVC A,@A+DPTR
        MOV P2,A
        SETB P1.6
        CLR P1.7
        LCALL DELAY1
        NOP
        NOP
        NOP
        NOP
        SETB P1.7
        DJNZ R5,T1
        RET
DELAY1:MOV R3,#30   ;显示延时3ms
     D1:MOV R2,#48
     D2:DJNZ R2,d2
        NOP
        DJNZ R3,D1
        RET
   TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H
        DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH
        END

步进电机控制程序
org 00hstop: orl p1,#0ffh ; 步进电机停止loop:jnb p3.2,for2 ; 如果p3.2按下正转jnb p3.3,rev2 ; 如果p3.3按下反转jnb p3.4,stop1 ; 如果p3.4按下停止jmp loop ;反复监测键盘for: mov r0,#00h ;正转到tab取码指针初值for1:mov a,r0 ;取码mov dptr,#table ;movc a,@a+dptrjz for ;是否到了结束码00hcpl a ;把acc反向mov p1,a ;输出到p1开始正转jnb p3.4,stop1 ; 如果p3.4按下停止jnb p3.3,rev2 ; 如果p3.3按下反转call delay ;转动的速度inc r0 ;取下一个码jmp for1 ;继续正转rev:mov r0,#05h ;反转到tab取码指针初值
rev1:mov a,r0mov dptr,#table ;取码movc a,@a+tablejz rev ;是否到了结束码00hcpl a ;把acc反向mov p1,a ;输出到p1开始反转jnb p3.4,stop1 ; 如果p3.4按下停止jnb p3.3,rev2 ; 如果p3.3按下反转call delay ;转动的速度inc r0 ;取下一个码jmp rev1 ;继续反转stop1:call delay ; 按p3.4的消除抖动jnb p3.4,$ ; p3.4放开否?call delay ;放开消除抖动jmp stopfor2:call delay ; 按p3.2的消除抖动jnb p3.2,$ ; p3.2放开否?call delay ;放开消除抖动jmp forrev2:call delay ; 按p3.3的消除抖动jnb p3.3,$ ; p3.3放开否?call delay ;放开消除抖动jmp revdelay:mov r1,#40 ;步进电机的转速20msd1:mov r2,#248djnz r2,$djnz r1,d1rettable:
db 03h,09h,0ch,06h ;正转表
db 00 ;正转结束db 03h,06h,0ch,09h ;反转db 00 ;反转结束end

§3.3.4驱动电源
SH20811A、SH2024B2型步进电机驱动器采用高频脉宽调制技术，具有噪音低、效率高电压范围宽、设置灵活、保护齐全、运行特性良好等特点。
驱动接线示意图:

输入电源借口：采用一组80～110的交直流电压。
电机接口：对于两相四线制，可直接与驱动器相连。

OPTO：为输入信号的公共断，OPTO端必须外部系统的VCC。
DIR：为方向电平，高/低电平控制电机的正反转。
FREE：脱机信号，当输入端控制为低时，电机励磁线圈关断，点击处于脱机状态。
CP：步进电机脉冲信号。
接线图如表所示3-7
表3-7驱动电源接线图

表3-8步进电机工作电流设定

型号：ZNCDRMJ-001

智能车刀刃磨机
使用说明书
The intelligent edge mill machine
of lathe tool is developed
Operating Manual

智能车刀刃磨机主要技术参数：
工作电压AC－220V。
刃磨车刀类型外圆车刀、内孔车刀、螺纹车刀。
刃磨车刀最大刀杆尺寸 40×40mm。
主要元件：
异步电动机1台
步进电动机 3台
失电制动器 3个
微控制器   1台
附件：
1、四方扳手    1把
2、手柄导杆    1个
使用操作
1、用四方扳手松开刀架，装上需刃磨的刀具，前刀面向上，用扳手拧紧。
2、打开主机电源，按ESC键让刃磨机复位，等待出现提示信息，准备结束。
3、按照实际需要刃磨的角度，选择X、Y、Z电机，然后输入角度值。
4、打开砂轮电机电源，让其正常旋转。
5、主后刀面的刃磨先选择X键，输入后角αo ，主偏角Kr；副后刀面刃磨先选择Y键，输入副后角αo’ , 副偏角Kr’ ; 前刀面首先选择Z键，输入主偏角Kr，轴向前角γn，刃倾角λS；
6、每次刃磨完一个刀面，需按ESC进行复位。
7、刃磨完后按OFF键关闭。
注意事项
1、砂轮属于高速回转件，需经过静平衡调试方可安装。
2、控制器属于重要元器件，经常不使用时需注意通电，防止电子元件损坏。
3、控制器提供电源电压，不得高于要求值，防止驱动器和元件损坏。
4、手动进给量要符合刃磨要求，防止过载损坏电机。
5、刃磨过程当中，刃磨顺序选择应按要求操作，防止出现死机现象。
6、新装砂轮启动时，先点动检查，经过5～10分钟试转后，才能使用。
7、初磨时不能用力过猛，以免砂轮受力不均而发生事故。
  8、禁止磨削紫铜、铅、木头等东西，以防砂轮嵌塞。
刃磨机的保养
1、刃磨机床的轴承部件定期加油，一年一次。
2、刃磨砂轮定期进行修整。
3、失电制动器要定期检查制动可靠性。

第五章结论
工程实践、毕业设计（论文）是本科教学的重要环节，是对我们学习的专业知识、自学能力和工程实践能力等各种综合能力的培养与训练。通过完成毕业设计（论文），可以进一步巩固和加强我们基本知识和基本技能的训练，也是我们的学科知识与技能综合运用能力的训练，更是加强创新意识、创新能力和获取新知识的培养过程。
在本次设计当中，从智能车刀刃磨机总体方案的提出、论证、设计使我对机电产品的设计过程有了一个总的了解和认识，锻炼了我的工程实践能力、查阅资料的能力、团队精神，特别是利用网络资源，查阅了相当多的设计资料。
本次设计的智能车刀刃磨机从结构上比以前有所简化，控制方案比较完善，可以针对多种不同的刀具进行刃磨，这是我们共同努力的结果，但在设计当中还存在着不足，刃磨时数学模型的建立还不够完善，对整机的动态性能还未做出分析，控制结构上还存在欠缺，这也充分说明了我们在运用综合知识方面能力的欠缺。
这次毕业设计能够比较顺利的完成，这得感谢我的导师田卫军教授的精心指导，和广大同学和其他老师的帮助，同时在这次毕业设计过程中，也使我感到知识的力量和实践能力的锻炼重要性，这更加增强了我学习的兴趣和信心。

致谢词：
感谢我的导师田卫军老师，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。田老师首先细致地为我解题；当我迷茫于众多的资料时，他又为我提纲挈领，梳理脉络，使我确立了本文的框架。论文写作中，每周都得到田老师的指点。从框架的完善，到内容的扩充；从行文的用语，到格式的规范，田老师都严格要求，力求完美。我再次为田老师的付出表示感谢。
殷锐老师也曾对本文的完成提供了有力的帮助，在此，一并表示感谢。
感谢李东伟、梁爽等同学对我的帮助和指点。没有他们的帮助和提供资料对于我一个对网络知识一窍不通的人来说要想在短短的几个月的时间里学习到网络知识并完成毕业论文是几乎不可能的事情。
在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！
【参考文献】
1．吴宗泽，罗学升·机械设计课程设计手册·北京:高等教育出版社，1992
2．任敬心·华定安·磨削原理·西安：西北工业大学出版社，1998
3．朱祖根，杭根新·磨工与磨削·北京：机械工业出版社，1984
4．磨工工艺学·北京：机械工业出版社，1982
5．郑善良·磨削基础·上海：上海科学科技术出版社，1988
6．任敬心，康仁科，史兴宽·难加工材料的磨削·北京：国防工业出版社，1999
7.机床设计手册·北京：机械工业出版社，1978
8 . 李新江·机械专业技术基础知识·北京：机械工业出版社，1998
9 . 磨控学手册·北京：机械工业出版社，1984
10．E.保罗.迪加莫·机械制造工艺及材料·北京：机械工业出版社，1984
11．东北重型机械学院·机床夹具设计手册·上海：上海科学科技术出版社1979
12.濮良贵，纪宁刚·机械设计·北京:高等教育出版社，2001
13.上海纺织工学院·哈尔滨工业大学，天津大学·机床设计手册·上海：上海科学科技术出版社，1988

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