基于单片机的机床经济型数控系统设计-中国知网

摘要:采用8031单片机设计了经济型数控系统，从通用角度分析了数控系统的主控制器、存储器、步进
电机的硬件组成与监控与操作、电动机正反转的实现和步进电机转速的控制软件功能的设置，给出了抗干扰电路
设计和功能软件模块的设计方法。
    关键词:单片机:硬件:软件;数控:主控制器:存储器;步进电机
   
Design of Economical and Numerical Controller for Machine Tool
            Based on Single Chip Microprocessor
                KANG Wei, WANG Yan-qiu
(Information Science & Engineering College, Liaoning Institute of Technology, Jinzhou 121001, China
    Key words: single chip microprocessor; hardware; software; numerical control; main controller;
                  memory; step motor
    Abstract: This design utilized rnodle-8031 single chip microprocessor for a low cost numerical
control system. The main control unit, internal memory, step motor's hardware integration, monitoring
and operation, the realization of the motor's forward or inversing rotations and the step motor's speed
control via a control software setup were analyzed in the light of universal use. The anti-interference
circuit design and the functional software module's design methods were also proposed.
    随着科学技术的进步，人们对机械制造技术提
出了许多新的和更高的要求，数控机床作为典型的
机电一体化产品，其适用范围越来越广泛，而经济
型数控机床以自身极佳的性能价格比得到广泛应
用。数控机床作为机床的核心部分也正向多样化、
多层次化方向发展。先期由单板机开发的经济型数
控系统多数存在通用性差、不易于用户进行功能扩
展的问题，可靠性与稳定性也较差，主要表现为抗
干扰能力差，经常会由于外界干扰出现误动作，这
种现象以单板机Z-80为CPU的数控系统尤为突出。
为此，本设计采用大多数科技人员较熟悉、性能价
格比较高的MCS-51系列8031单片机开发研制了通
用型、高抗干扰性的经济型数控系统。
1机床经济型数控系统的工作原理
    本系统采用步进电机作为驱动元件，步进电机
采用脉冲方式工作，且各相需按一定规律分配脉
冲，这些工作由数控系统来完成。数控系统对步进
电机的控制包括方向控制(通过改变定子绕组的相
序实现)和速度控制(通过改变通电频率实现)。其
基本原理是:系统中的键盘用于向计算机输入和编
辑零件加工程序;采用数码管显示加工数据及机床
状态等信息;存储器用来存放监控程序、键盘扫描
程序、显示驱动程序及用户控制代码程序等:功率
放大器用来对计算机送来的脉冲进行功率放大，以
驱动步进电机带动负载运行。