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1、西安培华学院本科毕业论文（设计）题目 简易数控钻床加工过程控制仿真与实现 姓 名 院 系 计算机科学与技术 专 业 网 络 工 程 学 号 指导教师 简易数控钻床加工过程控制仿真与实现摘 要该设计系统是以AT89S51为单片机，用74LS245为显示位控制，利用单片机、步进电机及其附加电路设计一个实现对数控钻床的工序过程控制的系统，设系统为一维坐标，系统由数控机器与电机驱动电路4位LED显示器以及加速、减速、正转、反转按键组成，通过编程，实现对步进电机的变速、匀速、和正、反运行及运行状态的显示控制。软件程序采用C语言编写，便于移植与升级。此系统就构成了完整的数控钻床控制系统。它不仅可以作为数控
2、钻床的控制系统，还可以用做普通钻床的数控改造。报告详细介绍了整个系统的硬件组成结构、工作原理和系统的软件程序设计。钻头具有匀速、变速、正反转功能，通过功能键切换实现各种工作状态的运行，通过测速回路形成一个可控的闭环系统，实现显示电机运行速度，在国内的中小企业将有一定的应用市场。关键词：AT89S51单片机；步进电机； 数控钻床Is simple number control the drilling machine transform process control to imitate really with realizeAbstract This text introduced the
3、design method that the number controls the drilling machine control system hardware telephone. The designs system is to take AT89 S51 as unipole slab machine, use the 74 LS245s as display potential control, take advantage of unipole slab machine, stepping dynamo and it the additional telephone desig
4、n a system that the sequence process that carries out logarithm to control drilling machine controls. Establish the system as one dimensional coordinates, system from number control machine and dynamo drive circuit 4 LED displays and acceleration, decelerate, is screwing, turn over key composition,
5、pass to weave a distance, realize vs the velocity variation of stepping dynamo, even soon, and just, anti the display control of the run - time and run - time status.The software procedure adoption C language writes, easy to transplantation with upgrade. The report introduced the hardware compositio
6、n of the whole system in detail structure, work the software programming of priniple and system apply it with homologous of software, this system constituted a complete number to control drilling machine control system.It can not only be the control system that the number controls drilling machine,
7、also available set against the number of common drilling machine to control a remould.The drill has even soon, velocity variation, positive and negative revolution function, pass the run - time that the funtion key cutover carries out various operate status, pass and measure soon a loop and forming
8、a can control of shut ring system, realize display dynamo run - time the velocity will have in the inland medium and small enterprises certain of applied market.Key words: The AT89 S51 unipole slab machine; Stepping dynamo; 目 录摘 要 Abstract 目 录 第1章本课题论文设计的背景1.1 研究现状与发展动态：71.1. 1数控钻床的产生 81.1.2 数控系统的发展
9、 81.1.3 钻床的发展趋势81.2 国内外发展情况：9 1.2.1系统具有功能9 1.2.2主要技术指标10第2章方案的论证与设计 2.1 本设计工作的选择方案和论证10 2.1.1单片机芯片的选择论讨10 2.1.2显示模块的方案与论讨102.2电路设计最终方案决定112.3设计目的112.4设计目标122.5设计任务12第3章 硬件模块介绍133.1 ULN2803步进电机133.1.1步进电机种类133.1.2步进电机的选择143.1.3步进电机流程图143.1.4步进电机内部原理图及实现153.2 LED显示模块153.2.1 LED流程图163.2.2 LED结构163.2.3
10、LED工作原理173.2.4 数码管流程图173.2.5 数码管的结构17第4章 软件设计184.1 语言的选择184.2 软件调试19第5章 仿真与调试195.1 硬件调试19总 结21致 谢21参考文献22附录附录一22附录二29第一章 绪 论1.1研究现状与发展动态：1.1.1数控钻床的产生 在钻械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量的零件（批量在10-100件）约占钻械加工总量80%以上。尤其是在造船、航天、航空、钻床、重型钻械以及国防工业更是如此。 为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化钻床。数控钻床就
11、是这样背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。 根据国家标准GB/T8129-1997，对钻床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，交数字控制，简称数控。用计算钻控制加工功能，称计算钻控（computerized numerical,缩写CNC）。 数控钻床即使采用了数控技术的钻床，或者说装备了数控系统的钻床，从应用来说，数控钻床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加弓箭、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化
12、的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算钻，计算钻对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制钻床的伺服系统或其他执行元件，是钻床自动加工出所需要的零件。1.1.2数控系统的发展 从1952年第一台数控钻床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算钻、微处理器和基于工控PC钻的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称NC系统；后三代为第二阶段，称作计算钻软件数控，简称CNC系统。1.1.3钻床的发展趋势 数控钻床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 （1）工序集中 20世纪50年代末期，在一般数控钻床的基础上开发了数控加工中心，即自备刀具库的自动换刀数控钻床。在加工中心钻床上，工件一次装夹后，钻床的钻械手可以自动更换刀具，连续的对工件进行多种工序加工。 目前，加工中心钻床的刀具库容量可达到100多把刀具，自动换刀装置的换刀时间仅需0.5-2秒。加工中心钻床使工序集中在一台钻床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定
