上式说明，要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于1087Hz。实际上，在采用软件升降频率时，起动频率选得很低，通常只有100Hz(即100脉冲/s)。
综上所述，纵向进给系统选用130BYG550步进电动机，可以满足要求。
4.6同步带传递效率的校核
分两种工作情况，分别进行校核。 （1）快速空载起动
电动机从静止到加速至nm?1200r/min，由式（4-5）可知，同步带传递的负载转矩Teq1?2.82N?m，传递的功率为
P?nmTeq1/9.55?1200?2.82/9.55W?354.3W。 （2）最大工作负载、最快工进速度
由式（4-7）可知，带需要传递的最大工作负载转矩
Teq2?1.78N?m，任务书给定最快工进速度vmaxf?700mm/min，对应电动机转速nmaxf?(vmaxf/?z)?/360?140r/min。传递的功率为
P?Teq2/9.55?140?1.78/9.55W?26.1W。
可见，两种情况下同步带传递的负载功率均小于带的额定功率
0.697kW。因此，选择的同步带功率合格。
第五节 绘制进给传动机构的装配图
在完成滚珠丝杠螺母副和步进电机的计算选型后可以着手绘制进给伺服系统的机械装配图。在绘制机械装配图时，还应认真的考虑与具体结构设计有关的一些问题。
（1）了解原机床的详细结构，从有关资料中查阅床身、纵溜板、横溜板、刀架等的结构尺寸。
（2）根据载荷特点和支承形式确定丝杠两端支承轴承的型号，轴承座的结构以及轴承预紧和调节方式，确定齿轮轴支承轴承的型号。 （3）考虑各部件之间的定位、联接和调整方法。箱上的联接与定位等。
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（4）考虑密封、防护、润滑以及安全机构等问题。
（5）在进行各零部件结构设计时，应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保证安装、调试和拆卸的方便。
第六节 控制系统硬件电路设计
根据任务书的要求，设计控制系统的硬件电路时主要考虑以下功能：
1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8） 9）
接收键盘数据，控制LED显示； 接收操作面板的开关与按钮信号； 接收车床限位开关信号； 接收螺纹编码器信号；
接收电动卡盘夹紧信号与电动刀架刀位信号； 控制X、Z向步进电动机的驱动器； 控制主轴正转、反转与停止；
控制多速电动机，实现主轴有级变速； 控制交流变频器，实现主轴无级变速；
10） 控制切削液泵起动/停止； 11） 控制电动卡盘的夹紧与松开； 12） 控制电动刀架的自动选刀； 13） 与PC机的串行通信。 图（2）为控制系统的原理框图。
CPU选用ATMEL公司的8位单片机AT89S52；由于AT89S52本身资源有限，所以扩展了一片EPROM芯片W27C512用做程序存储器，存放系统底层程序；扩展了一片SRAM芯片6264用做数据存储器，存放用户程序；键盘与LED显示采用8279来管理；输入/输出口的扩展选用了并行接口8255芯片，一些进/出的信号均做了隔离放大；模拟电压的输出借助于DAC0832;与PC机的串行通信经过MAX233芯片。
数控系统的操作面板布置如图（1）所示。面板设置了48个微
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动按钮，三个船形开关，一只急停按钮，显示器包括1组数码管和7只发光二极管。 晶振电 EPROM 芯片 W27C5 键盘与 显示接 口芯片 串行接 口芯片 MAX23 SRAM 芯片 6264 复位电 CPU AT89S52 单片机 操作面板开关/按钮螺纹光栅信D/A转换芯片交流变主轴电动隔离放限位开关信隔离放刀架刀位信 并行接口芯片 8255 隔离放隔离放卡盘电动机 隔离放主轴电动机 隔离放刀架电动机 隔离放X向步进电动隔离放Z向步进电动切削液泵电 图（2）
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第七节 步进电动机驱动电源的选用
本例中X向步进电动机的型号为110BYG5802,Z向步进电动机的型号为30BYG5501。两种电动机除了外形尺寸、步距角和输出转矩不同外，电气参数基本相同，均为5相混合式，5线输出，电动机供电电压DC120~310V，电流5安。这样，两台电动机的驱动电源可用同一型号。在此，选择合肥科林数控科技有限责任公司生产的五相混合式调频调压型步进驱动器，型号为BD5A。
第八节 控制系统的部分软件设计
1. 存储器与I/O芯片地址分配
根据图三中地址译码器U4（74LS138）的连接情况，可以算出主机板中存储器与I/O芯片的地址分配，如下表所示： 器件名称 地址选择线（A15~A0） 片内地址单元数 地址编码 第 19 页
6264 8255 8279 DAC0832
000?,????,????,???? 0011,1111,1111,11?? 0101,1111,1111,111? 0111,1111,1111,1111 8K 4 2 1 0000H~1FFFH 3FFCH~3FFFH 5FFEH~5FFFH 7FFFH 2. 控制系统的监控管理程序
系统设有7档功能可以相互切换，分别是“编辑” 、“空刀” 、“自动” 、“手动1” 、“手动2” 、“手动3”和“回零” 。选中某一功能时，对应的指示灯点亮，进入相应的功能处理。控制系统的监控管理程序流程见图（3）。
编 编辑 处 图（3）
3. 8255芯片初始化子程序
B255: MOV DPTR，#3FFFH ；指向8255的控制口地址 MOV A，#10001001B ；PA口输出，PB口输出，PC
口输入，均为方式0
MOVX @DPTR，A ；控制字被写入
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系统上电CPU、8255、8279等工作状态N 空N 自N 手N 回N 空刀处自动处手动处回零处
C6140普通车床数控化改造设计
