机械5

普通冲床送料装置的自动化改造 摘要 冲压形成的冲压件具有重量轻、厚度雹刚性好和质量稳定等优点，冲压设备被广泛使用。本文在总结了普通冲床的送料装置系统和电源数字化的研究的基础上，对冲床的送料装置进行了自动化的改造，并对该设计过程进行了论述。 本设计主要包括自动送料装置的设计及其控制系统的设计。控制系统设计主要是利用单片机AT89C52通过程序控制X-Y方向的两个步进电机来带动滚珠丝杠机构和工作台的协调工作，从而达到自动送料的目的，并借助于键盘和液晶显示来完成运动的启动、停止和速度的选择等控制操作。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件，在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步矩角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变得非常简单。自动送料装置的设计主要是：导轨的设计、选择与验算，滚珠丝杠的设计、选择与验算，电机的选择和验算。X-Y工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作台、滚珠丝杠螺母副以及步进电机等部件构成。其中步进电机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和步进电机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。通过该设计来完成系统的机械传动以及工作套在X-Y方向的移动，而自动送料装置的设计与该控制系统的设计的相互结合，就完成了普通冲床的自动送料装置的自动化改造。 关键词：单片机控制；自动送料装置；冲床改造； X-Y工作台 Abstract Stampi
ng parts stampi
ng formatio
n has the adva
ntages of lightweight, thi
n, good rigidity a
nd stable quality stampi
ng equipme
nt iswidely used. O
n the basis of summed up the ge
neral press feedi
ng equipme
nt a
nd systems for power digital pu
nch feeders automated tra
nsformatio
n of the desig
n process are discussed i
n the article. Co
ntrol system desig
n is the use of SCM AT89C52 through the program co
ntrol XY directio
n two stepper motor drive
n ball screw age
ncies a
nd the table coordi
natio
n, so as to achieve the purpose of automatic feedi
ng, a
nd by mea
ns of keyboard a
nd LCD to complete the start moveme
nt, stop a
nd speed of the chose a
nd other co
ntrol operatio
ns.The stepper motor is the electrical pulses i
nto a
ngular displaceme
nt or li
near displaceme
nt of the ope
n-loop co
ntrol compo
ne
nts i
n the case of
no
n-overload, the motor speed, the stop positio
n depe
nds o
nly o
n the freque
ncy a
nd
number of pulses of the pulse sig
nal,without the impact of load cha
nges,a pulse sig
nal to the motor plus,the motor is tur
ned o
ne step a
ngle.The existe
nce of this li
near relatio
nship, A
nd the stepper motor are o
nly have periodic errorwithout accumulated error characteristics, maki
ng i
n the speed, positio
n etc co
ntrol field use the stepper motor is becomi
ngvery simple.Automatic feedi
ng device desig
n is:rail desig
n,selecti
ng a
nd checki
ng;desig
n, choice a
nd checki
ng of the ball screw; selectio
n a
nd checki
ng of the motor.X-Y table:usually co
nstitute by the rail seat, move the slider, table, the ball screw
nut a
nd the stepper motor a
nd other compo
ne
nts.The stepper motor as the actuator used to drive the ball screw, ball screw drive
n the moveme
nt of the slider a
nd the table o
n the rail, to complete the li
near moveme
nt of the table i
n the X, Y directio
ns.The guideway, ball screw
nut a
nd stepper motors have bee
n sta
ndardized.Productio
n by specialized ma
nufacturers,you ca
n o
nly
need to accordi
ng to select by theworki
ng loadwhe
n i
n the desig
n.Through the desig
n to complete the system of mecha
nical tra
nsmissio
n, aswell as table moves i
n the XY directio
n,the desig
n of the automatic feedi
ng device a
nd the co
ntrol system desig
n combi
nedwith each other to complete the automated tra
nsformatio
n of the automatic feedi
ng device i
n the ge
neral press. Keywords: MCU co
ntrol；Automatic feedi
ng device； Pu
nch tra
nsformatio
n； X-Y table 目录 1绪论1 1.1问题提出的背景、目的和意义1 1.2自动送料技术国内发展概况及发展趋势1 2系统的总体设计2 2.1系统的组成2 2.2方案的确定2 2.2.1专用数控系统2 2.2.2继电接触器控制2 2.2.3PLC控制方式3 2.2.4单片机控制3 3机械部分设计3 3.1确定系统脉冲当量4 3.2工作台外形尺寸及重量初步计算4 3.3滚动导轨副的计算、选择5 3.3.1导轨的组成种类及应满足的要求5 3.3.2导轨材料的选择与热处理6 3.3.3滚动导轨副的计算、选型7 3.4滚珠丝杠计算、选择9 3.4.1丝杠的介绍9 3.4.2滚珠丝杠副的计算13 3.5步进电机的计算选择18 3.5.1步进电机驱动器的原理与参数的设定18 3.5.2步进电机启动转矩的计算[8] 20 3.5.3步进电机的控制方式22 4硬件系统的详细设计24 4.1驱动器的连接与参数的设定24 4.2 AT89C52单片机的工作原理24 4.2.1AT89C52单片机概述25 4.2.2引脚说明25 4.2.3时钟电路27 4.2.4复位电路28 4.2.5步进电机的驱动电路设计[16] 29 4.3显示电路及控制按键的设计30 4.3.1显示电路30 4.3.2键盘模块的设计31 4.4单片机软件设计33 4.4.1系统软件设计的基本原则33 4.4.2主程序的设计33 4.4.3显示子程序的设计35 （2）LCD1602液晶显示流程36 4.4.4键盘子程序的设计36 4.4.5驱动程序流程图37 4.4.6调速程序流程图38 系统原理图40 5结论41 谢辞42 参考文献43 附录I 44 程序44