LOM型快速成型機設(shè)計

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LOM 型快速成型機設(shè)計前言畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程,是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的全面總結(jié)。我的畢業(yè)設(shè)計題目為《LOM 型快速成型機設(shè)計》，設(shè)計中我主要完成熱碾壓機構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)及原材料存儲及送進(jìn)機構(gòu)零部件設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計前期，我溫習(xí)了《材料力學(xué)》、《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》、《單片機原理及其接口技術(shù)》、《機械原理》、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等教材中的知識。在畢業(yè)設(shè)計中期，我們通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進(jìn)行基本計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計。遇到困難時通過在圖書館查閱相關(guān)資料，同學(xué)幫助，還有老師的耐心指導(dǎo)，最后所有困難迎刃而解。在畢業(yè)設(shè)計后期，主要進(jìn)行設(shè)計手稿的電子排版整理，并得到老師的審批和指正，使我圓滿地完成了設(shè)計任務(wù)，在此我表示衷心的感謝。畢業(yè)設(shè)計的三個月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計計算、說明書撰寫以及外文的翻譯，使我加深了對理論知識、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識，提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時熟練掌握了各種制圖軟件。以上所有這些從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的與要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏漏之處，敬請各位老師批評指正。全套圖紙加 153893706Rapid forming machine of LOM typeThe Rapid forming machine Using for design verification and prototyping in a high price has been designers and managers accepted. Rapid prototyping is a new forming process that can be classified as layer—layermaterial addition in manufacturing .Rapid prototyping process produce parts layer by layer directly from 3D CAD models. In the recent ten years ，Rapid Prototyping Technology Based on discrete-accumulation principle,，Highly flexible manufacturing thought has been widely applied in business。Global manufacturers are using RP technology to simplify the product development process, improve the production efficiency, enhance the competitiveness of their products.Based on the idea education in order to practice, The school leads the student to carry on the mechanical design, The graduation design I mainly complete LOM type fast molding machine, hot rolling mechanism design, control system, material, storage and transfer feedKeywords: laminated object manufacturing Rapid Prototyping Technologyhot rolling institutions control system摘要LOM 型快速成形機用于設(shè)計驗證和制作原型的高價位快速成形機已被設(shè)計者和管理者們接受.快速成型是一種新型成型過程，可以對材料層層添加制造。生產(chǎn)配件的快速成型過程是直接來自三位 CAD 的層層建模。快速成型技術(shù)產(chǎn)生十幾年來，基于離散-堆積原理，具有高度柔性的制造思想已被企業(yè)界廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用整從最初的設(shè)計原型制造向最終產(chǎn)品制造方向發(fā)展。全球范圍的廠家紛紛采用 RP 技術(shù)來簡化產(chǎn)品開發(fā)過程，提高生產(chǎn)效率，增強產(chǎn)品競爭力?；诮逃鶎W(xué)為了實踐應(yīng)用的理念，學(xué)校帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行機械設(shè)計，此次畢業(yè)設(shè)計我主要完成 LOM 型快速成型機種熱碾壓機構(gòu)設(shè)計，控制系統(tǒng)，材料存儲及送料機構(gòu)。關(guān)鍵詞：LOM 快速成型技術(shù)，熱碾壓機構(gòu) 控制系統(tǒng)目錄前言第 1 章 緒論……………………………………………… (4) 1．1 概述………………………………………………………(4)1．2 快速成形的原理…………………………………………(4)1．3 快速成形的特性…………………………………………(5)1．4 快速成形的歷史和發(fā)展…………………………………(6)第 2 章 LOM 型快速成形機設(shè)計………………………… (8)2．1 概述…………………………………………………………(8)2．4 原材料存儲及送進(jìn)機構(gòu)的設(shè)計和計算…………………（25）2．5 熱粘壓機構(gòu)的設(shè)計和計算………………………………（27）第 3 章 硬件控制電路設(shè)計………………………………… （24）第 4 章 快速成形的效益和應(yīng)用…………………………… （26）總結(jié) …………………………………………………… （30）感謝 …………………………………………………… （31）參考文獻(xiàn)…………………………………………………… （32）前言畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過程,是對大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識的全面總結(jié)。我的畢業(yè)設(shè)計題目為《LOM 型快速成型機設(shè)計》，設(shè)計中我主要完成熱碾壓機構(gòu)設(shè)計、控制系統(tǒng)及原材料存儲及送進(jìn)機構(gòu)零部件設(shè)計。在畢業(yè)設(shè)計前期，我溫習(xí)了《材料力學(xué)》、《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》、《單片機原理及其接口技術(shù)》、《機械原理》、《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》等教材中的知識。在畢業(yè)設(shè)計中期，我們通過所學(xué)的基本理論、專業(yè)知識和基本技能進(jìn)行基本計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計。遇到困難時通過在圖書館查閱相關(guān)資料，同學(xué)幫助，還有老師的耐心指導(dǎo)，最后所有困難迎刃而解。在畢業(yè)設(shè)計后期，主要進(jìn)行設(shè)計手稿的電子排版整理，并得到老師的審批和指正，使我圓滿地完成了設(shè)計任務(wù)，在此我表示衷心的感謝。畢業(yè)設(shè)計的三個月里，在指導(dǎo)老師的幫助下，經(jīng)過資料查閱、設(shè)計計算、說明書撰寫以及外文的翻譯，使我加深了對理論知識、規(guī)程、手冊等相關(guān)內(nèi)容的理解，鞏固了專業(yè)知識，提高了綜合分析、解決問題的能力。在繪圖時熟練掌握了各種制圖軟件。以上所有這些從不同方面達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的目的與要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏漏之處，敬請各位老師批評指正。第 1 章 緒論1.1 概述長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 7 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊快速成形技術(shù)（Rapid Prototyping,簡稱 RP）20 世紀(jì) 80 年發(fā)展起來的一種高新技術(shù)，它從成形原理上提出一個分層制造、逐層疊加成形的全新思維模式，即將計算機輔助設(shè)計 CAD、激光、精密伺服驅(qū)動和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)計算機構(gòu)成的工件三維設(shè)計模型、對其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的二維輪廓信息，快速成形機的成形頭按照這些信息在控制系統(tǒng)的控制下，選擇性地固化或切割一層層的成形材料，形成各個截面輪廓，并逐步順序疊加成三維工件。它綜合了機械工程、CAD 、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)及材料科學(xué)技術(shù)，可以自動、直接、快速精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?，從而大大縮短產(chǎn)品的研制周期。因而，被認(rèn)為是近 20 年來制造領(lǐng)域的一個重大突破。影響力與數(shù)控技術(shù)相當(dāng)?？焖俪尚渭夹g(shù)的全過程可以簡單描述為分層/疊加或者離散 /堆積。一個復(fù)雜的實體零件，可以認(rèn)為是由一些具有物質(zhì)的點、線、面疊加而成的。從 CAD 模型中獲得這些點、線、面的幾何信息（離散） ，把它與成形參數(shù)信息結(jié)合，轉(zhuǎn)換為控制成形機工作的 NC 碼，控制材料有規(guī)律地、精確地疊加起來（堆積） ，從而構(gòu)成三維實體零件。這種制造方法又叫做自由制造 FFF（Free Form Fabrication)。通過離散獲得每一層面的制造信息和堆積的順序，通過堆積將材料構(gòu)成三維實體?？焖俪尚闻c傳統(tǒng)制造方法的區(qū)別如圖 1-1 所示?？焖俪尚沃圃旆椒ㄖ饕侵圃鞓悠罚簿褪菍⒃O(shè)計者的設(shè)計思想、設(shè)計模型迅速轉(zhuǎn)化為實實在在的、看得見、摸得著的三維實體。主要應(yīng)用于新產(chǎn)品的快速開發(fā)。圖 1-11.2 快速成形技術(shù)的發(fā)展：1892 年，美國 Blanther 在他的專利（#473901）中建議用分層制造構(gòu)成地形圖1902 年，美國 Carlo Baese 在他的專利（#774549）中提出了用光敏聚合物制造塑料件的原理我國在 90 年代有武漢華中科技大學(xué)快速制造中心、西安交大先進(jìn)制造技術(shù)研究所、北京殷華實業(yè)有限公司、陜西省激光快速巨型與模具制造工程研究中心等在快速成形工藝研究、設(shè)備開發(fā)、數(shù)據(jù)處理及控制軟件、新材料的研發(fā)等 方面做了大量有成長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 8 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊效的工作。1.3 快速成形的基本思路：CAD 模型建立 —— STC 文件生成 —— 分層切片—— 快速堆積成形快速成形的分類：光敏樹脂液相固化成形、選擇性激光粉末燒結(jié)成形、薄片分層疊加成形和熔絲堆積成形等 4 種。光敏樹脂液相固化成形（SL-Stereo Lithography,又稱光固化立體造型或立體光刻）最早由 Charles Hul 發(fā)明并于 1984 年獲得專利，1988 年美國 3D 系統(tǒng)公司推出商品化的世界上第一臺快速成形機。其基本原理：SL 工藝是基于液態(tài)光敏樹脂的光聚合原理工作。這種液態(tài)材料在一定波長和功率的紫外線的照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，相對 分子量急劇增大，材料也由液態(tài)變成固態(tài)1.4 快速成形特點：1、快速性 通過 STL 格式文件、RPM 系統(tǒng)，幾乎可以與所有的 CAD 造型系統(tǒng)無縫連接，從CAD 模型到完成原型制作通常只需幾小時到幾十小時，可實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)的快速閉環(huán)反饋。2、高度柔性快速成形系統(tǒng)是真正的數(shù)字化制造系統(tǒng)，它取消了工裝夾具，系統(tǒng)不作任何改變和調(diào)整，僅需改變 CAD 模型，重新調(diào)整和設(shè)置參數(shù)即可生產(chǎn)出不同形狀的零件模型，特別適合新產(chǎn)品或單件小批量生產(chǎn)。3、與復(fù)雜程度無關(guān)零件制造周期和制造成本與零件的形狀和復(fù)雜度無關(guān)，而只與其凈體積有關(guān)。4、設(shè)計制造一休化用重復(fù)的三維掃描成形復(fù)雜的三維零件，避免了數(shù)控加工的復(fù)雜編程步驟。從根本長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 9 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊上克服了 CAD/CAM 集成時 CAPP 這一瓶頸問題，從而實現(xiàn)高度自動化和程序化。5、材料的廣泛性快速成形技術(shù)可以制造樹脂類、塑料類原型，還可以制造出紙類、石蠟類、復(fù)合材料以及金屬材料和陶瓷材料的原型1.5 快速成形的經(jīng)濟(jì)效益以及發(fā)展方向：1.縮短產(chǎn)品加工時間 2增加使構(gòu)想具體化能力 3降低原型生產(chǎn)周期 4降低設(shè)計錯誤的發(fā)生及所花費成本 5. 增加在設(shè)計過程中了解產(chǎn)品機械特性的能力 目前國內(nèi)外快速成型的研究、開發(fā)的重點是快速成型技術(shù)的基本理論、新的快速成型方法、新材料的開發(fā)、模具制作技術(shù)、金屬零件的直接制造、生物技術(shù)與工程的開發(fā)與應(yīng)用等。另外，還要追求 RPM(快速成型制造)的更快的制造速度、更高的制造精度、更高的可靠性，使 RPM 設(shè)備的安裝使用外設(shè)化，操作智能化 ;使 RPM 設(shè)備的安裝和使用變得非常簡單，不需專門的操作人員。RP 技術(shù)雖然有其巨大的優(yōu)越性，但是也有它的局限性，由于可成型材料有限，零件精度低，表面粗糙度高，原型零件的物理性能較差，成型機的價格較高，運行制作的成本高等，所以在一定程度上成為該技術(shù)的推廣普及的瓶頸。從目前國內(nèi)外 RP 技術(shù)的研究和應(yīng)用狀況來看，快速成型技術(shù)的進(jìn)一步研究和開發(fā)的方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）大力改善現(xiàn)行快速成型制作機的制作精度、可靠性和制作能力，提高生產(chǎn)效率，縮短制作周期。尤其是提高成型件的表面質(zhì)量、力學(xué)和物理性能，為進(jìn)一步進(jìn)行模具加工和功能試驗提供平臺。（2）開發(fā)性能更好的快速成型材料。材料的性能既要利于原型加工，又要具有較好的后續(xù)加工性能，還要滿足對強度和剛度等不同的要求。（3）提高 RP 系統(tǒng)的加工速度和開拓并行制造的工藝方法。目前即使是最快的快速成型機也難以完成象注塑和壓鑄成型的快速大批量生產(chǎn)。將來的快速成型機需要向快速和多材料的制造系統(tǒng)發(fā)展，以便可以直接面向產(chǎn)品制造。（4）開發(fā)用于快速成型的 RPM 軟件。這些軟件有快速高精度直接切片軟件，快速造型制造和后續(xù)應(yīng)用過程中的精度補償軟件，考慮快速成型原型制造和后續(xù)應(yīng)用的CAD 等。（5）開發(fā)新的成型能源。目前大多數(shù)成型機都是以激光作為能源，而激光系統(tǒng)的價格和維修費用昂貴，并且傳輸效率較低。這方面也需要得到改善和發(fā)展。（6）RPM 與 CAD、CAM、CAPP、CAE 以及高精度自動測量、逆向工程的集成一體化。該項技術(shù)可以大大提高新產(chǎn)品的第一次投入市場就十分成功的可能性，也可以快速實現(xiàn)反求工程。長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 10 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（7）研制新的快速成型方法和工藝。除了目前 SLA、LOM、SLS、FDM 外，直接金屬成型工藝將是以后的發(fā)展焦點。（8）提高網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實現(xiàn)全球化異地協(xié)同合作。目前快速成型技術(shù)的成型工藝方法有十幾種，各種方法有自身的特點和實用范圍。比較成熟并已商品化的成型方法有：立體印刷成型（Stereo Lithography Apparatus,SLA)；層合實體制造（Laminated Object Manufacturing,LOM） ；選擇性激光燒結(jié)（Selected Laser Sintering,SLS)；熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling,FDM)；立體印刷成型（Stereo Lithography Apparatus,SLA)該技術(shù)以光敏樹脂為原料，采用計算機控制下的紫外激光，以預(yù)定原型各分層截面。當(dāng)一層固化后，向上（或向下）移動工作后，在剛剛固化的樹脂表面布放一層新的液態(tài)樹脂，再進(jìn)行新一層掃描固化，新固化的一層牢固地粘合在前一層上，如此重復(fù)至整個原型制造完畢。SLA 技術(shù)特點是精度高，表面質(zhì)量好，原材料利用率高，可用于制造形狀復(fù)雜、外觀精細(xì)的零件。層合實體制造（Laminated object Manufacturing,LOM)LOM 工藝將單面涂有熱溶膠的紙片通過加熱輥加熱粘接在一起，位于上方的激光器按照 CAD 分層模型所獲數(shù)據(jù)，用激光束將紙切割成所制零件的內(nèi)外輪廓，然后新的一層紙再疊加上面通過熱壓裝置和下面已切割層粘合在一起，激光束再次切割，這樣反復(fù)逐層切割、粘合、切割……，直至整個零件模型制作完成。選擇性激光燒結(jié)（Selected Laser Sintering,SLS)SLS 法是采用滾筒將粉末鋪撒成薄薄的一層（100u —200u） ，用紅外板將粉末預(yù)熱至稍低于熔點溫度，然后用計算機控制激光束按原型或零件的截面形狀掃描平臺上的粉末。激光束掃描所到之處，粉末被燒結(jié)形成物理模型的組成部分，升降工作臺一個層厚，用滾筒在已燒結(jié)層上再鋪撒一層粉末，用激光束掃描燒結(jié)，依次重復(fù)逐層燒結(jié)直至琪完整原型，全部燒結(jié)后去掉多余的粉末，再進(jìn)行打磨、填于等處理便獲得零件。燒結(jié)粉末可以是塑料、金屬、陶瓷、蠟粉及其復(fù)合物等，目前成熟的工藝材料為蠟粉及塑料粉，用金屬粉或陶瓷粉進(jìn)行粘結(jié)或燒結(jié)的工藝還在實驗階段。SLS 法特點是可用材料多，制造工藝簡單、成本低。熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling,FDM)FDM 噴頭愛 CAD 分層數(shù)據(jù)控制使半流動狀態(tài)的材料（ABS、蠟）從熱熔噴頭中擠壓出來，沉積在指定的位置，凝固形成輪廓形狀的薄層，每層厚度范圍在 0.125—0.762mm，一層疊一層最后形成整個零件模型。熔融擠出成型（FDM）工藝材料一般是熱塑性材料，如蠟、ABS、PC、尼龍等，用長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 11 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊蠟成形的零件原型，可以直接用于失蠟鑄造，用 ABS 制造的原型因具有較高強度而在產(chǎn)品設(shè)計、測試與評估等方面得到廣泛應(yīng)用、近年來又開發(fā)出PC、 PC/ABS、PPSF 等更高強度的成形材料，使得該工藝有可能直接制造功能性零件?？偨Y(jié)對比：成型方法成型速度原型精度制造過程制造大小使用材料立體印刷成型較快較高中等 中、小件熱固性光敏樹脂層合實體制造快 低 簡單或中等中、大件紙、金屬箔帶、塑料膜選域激光燒結(jié)較慢較低復(fù)雜 中、小件石蠟、塑料、金屬、陶瓷等粉末熔融沉積造型較慢較低 中等 中、小件石蠟、塑料、低熔點金屬長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 12 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第 2 章 LOM 型快速成型機設(shè)計LOM 型快速成型機是有計算機，原材料，熱碾壓機構(gòu)，激光切割系統(tǒng)，可升降工作臺，機架和數(shù)控等組成。其中計算機用于接受和存儲工作的三維模型，沿模型的高度方向提取一系列的橫截面輪廓線，發(fā)出控制指令。原材料存儲及送進(jìn)機構(gòu)將存于其中的原材料（如底面有熱熔膠和添加劑的紙） ，逐步送至工作臺上方。熱碾壓機構(gòu)將一層層材料粘合在一起。激光切割系統(tǒng)按照計算機提供的橫截面輪廓線，逐一在工作臺上方的材料上切割出輪廓線，并將無輪廓線區(qū)切割成小方網(wǎng)絡(luò)，這是為了在成型之后能剔除廢料。網(wǎng)絡(luò)的大小據(jù)被成型件的復(fù)雜程度選定，網(wǎng)絡(luò)愈小，愈容易剔除廢料，但花費的時間較長，否則反之。可升降工作臺支撐正在成型的工件，并在每層成型之后，降低一個材料厚度（通常為 0.1-0.2mm） ，以便送進(jìn)，粘合和切割新的一層材料。數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行計算機發(fā)出的指令，使一段段的材料逐步送至工作臺的上方，然后粘合，切割，最終形成三維工件。機架是整個機器的支撐。其系統(tǒng)如圖 2.1 所示。圖 2.1 LOM 快速成型機的系統(tǒng)長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 13 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 2.1 快速成形機原理圖在 LOM 快速成形機上，截面輪廓被切割和疊合后所成的制品如下圖。其中，所需的工件被廢料小方格包圍，剔除這些小方格之后，便可得到三維工件。圖 2.2 截面輪廓被切割和疊合后所成的制品長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 14 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊LOM 工藝中的成型材料涉及三個方面的問題， 即紙、熱熔膠、和涂布工藝。紙材料的選取、熱熔膠的配置即涂布工藝的研究均要從保證最終成形零件的質(zhì)量出發(fā)，同時要考慮成本。2.2 原材料存儲及送進(jìn)機構(gòu)的設(shè)計與計算該機構(gòu)由原材料存儲輥，送料夾緊輥、兩根導(dǎo)向輥、余料輥、直流電動機、摩擦輪和材料撕裂報警器組成。卷狀材料套在原材料存儲輥上。材料的一端經(jīng)送料夾緊輥、兩根導(dǎo)向輥、材料撕裂報警器粘于余料輥上。余料輥的輥芯與送料直流電動機的軸芯相連。摩擦輪固定在原材料存儲輥的軸心上，其外圓與一帶彈簧的制動塊相接觸產(chǎn)生一定的摩擦阻力矩，以便保證材料始終處于張緊狀態(tài)。送料時，送料直流電動機沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)一定角度，克服加在摩擦輪上的阻力矩，帶動材料向左前進(jìn)一定的距離。此距離等于所需的每層材料的送進(jìn)量，它由成形件的最大左、右尺寸和兩項相鄰切割輪廓之間的搭邊確定。當(dāng)某種原因偶然造成材料撕斷時，材料撕斷報警器會立即發(fā)生音響信號，并停止送料直流電機的轉(zhuǎn)動及后續(xù)工作循環(huán)。上述機構(gòu)中采用的原材料是高性能的紙，紙的底面涂有熱熔膠和改性添加劑。當(dāng)熱軋輥被加熱到 210~250℃，并輾壓紙材時，能使紙上的膠熔化并產(chǎn)生粘性。加入添加劑的作用是改善紙和成形件的性能，使其具有優(yōu)良的粘性、機械強度、硬度和拋光性、較小的收縮率、較高的工作溫度和易于剔除廢料。實踐證明，這類紙堅如硬木，能承受高達(dá) 200℃的溫度，粘結(jié)后不易開裂；同時，只需輕輕振動制品中的方塊形廢料小碎片，并用普通小刀剔除，就能方便地使嵌在工件中的廢料與工件分離。例如用其中的一種紙成型的工件有很好的彈性，表面光滑，如同塑料，產(chǎn)品最小壁厚可達(dá) 。m5.03?2.2.1 原材料存儲及送進(jìn)機構(gòu)的參數(shù)常用的紙厚為 左右，材料厚度通常為 。1. m2.0~1已知：成形空間為 ， 向最大高度為 ，設(shè)紙厚為3027?Z3的紙材經(jīng)過熱粘壓后，變成了 。 向最大需疊加 層。設(shè)置m13.0 . 301.?每次走紙長度為 ，則紙卷總長為 。38 4080=×假設(shè)各層紙之間的間隙極小，認(rèn)為可以忽略。則根據(jù)體積相等原理可得： —D—紙卷直徑， ——紙卷寬度為 。Bm3 3232 107])1(π)([10271.04 ×=×D0948. 42×長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 15 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊mD435.0=紙卷直徑設(shè)為 .≈若需要設(shè)計的快速成形機可使用的紙張的厚度變化范圍為 ，可調(diào)m5.0~.節(jié)，則可以假設(shè)每層紙材的厚度為 ，所得的紙卷的直徑范圍為一個定值。計算過x程如下： )19(4π10380423×=×Da][)952.(2maD+是每種材料受熱粘壓后的厚度與原先厚度的比值，可見紙卷的直徑函數(shù)是一a個無因次式，只隨比值 的變化而變化。a紙卷的總重量為： 270.)4(π103.ρ2××=dDVMkg56≈.)3.5.32.1.2 原料存儲及送進(jìn)機構(gòu)電機的選擇原材料（紙帶）送進(jìn)的時候，要求紙帶受力平緩，防止拉斷，故電機的轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)適當(dāng)慢一些，且沖擊變化小。設(shè)：最大走紙速度為min/6.3i/60./60maxsV???nD???紙帶的小徑為 d3已知：紙卷的最大直徑為 45.0則：平均直徑為 ＝ m2.??平均帶速 min/6i/7306rrDVn??設(shè)：需要將紙帶從送料夾緊輥中拉出平均拉力為 ，約為 ，拉動時加fkg?1N10速度為 。已知紙卷平均直徑 ＝ ，2/50smd24.則所需轉(zhuǎn)矩長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 16 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊mNrFT2.1.01=×=所需功率 WnP536.7π4.2.ω根據(jù)以上參數(shù)可選用 110BYG403 型號步進(jìn)電機。2.3 熱粘壓機構(gòu)的設(shè)計和計算熱碾壓機構(gòu)由步進(jìn)電機，傳動裝置，熱壓板或熱壓輥（多種材料合成輥） ，溫控器組成。步進(jìn)電機經(jīng)傳動裝置形成直線往復(fù)運動，使熱壓輥能在工作臺上方左右往復(fù)運動。熱壓輥裝有大功率發(fā)熱元件（發(fā)熱管） ，以便使熱壓輥快速升溫。溫控器包括溫度傳感器（熱電偶）和顯示，控制儀，它能檢測熱壓輥的溫度并使其保持在設(shè)定值。溫度設(shè)定值根據(jù)所采用材料的粘接溫度而定。高度檢測器固定在熱壓輥的支架上，它測量分辨率 2mm，當(dāng)熱壓輥對工作臺上方紙熱壓時，高度檢測器能準(zhǔn)確測量正在成型中的制品的實際高度，并將此數(shù)據(jù)及時反饋到計算機。然后據(jù)此高度對產(chǎn)品的三維模型進(jìn)行切片處理，得到與上述高度完全對應(yīng)的截面輪廓，從而可以較好的保證成型件在高度方向上的輪廓形狀和尺寸精度。2.3.1 熱壓裝置方案確定熱壓裝置可采用以下兩種方案(1) 熱壓板由上向下的熱壓方式(2) 熱壓輥從紙上碾壓的方式對以上兩種熱壓方式的討論：以上兩種方案都能實現(xiàn)對紙材的熱壓功能。但實現(xiàn)同樣的功能時，熱壓板方案占用空間比較大，而且不利于激光切割紙材，而采用長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 17 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊熱壓輥方案，在熱碾壓之后可收回到機體的一側(cè)，便于激光切割紙材。 綜上所述，兩種方案取第二種方案為佳。2.3.2 熱壓輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用熱壓輥熱壓紙材有兩種方案可選(1) 熱壓輥直接與加熱器相連，由于加熱器接電為固定形式，所以熱壓輥在熱壓過程中，和紙材屬滑動摩擦(2) 熱壓輥采用多層結(jié)構(gòu)中心軸連接發(fā)熱元件（加熱管）中心軸上裝有帶邊緣的花鍵套，花鍵套上安裝軸承，最外層由導(dǎo)熱材料和隔熱材料連接成的有擋環(huán)的套筒裝在軸承上來實現(xiàn)中軸不轉(zhuǎn)而外壁套筒和滾動的裝置，兩段用端蓋密封。以上兩種方案比較，雖然第一種結(jié)構(gòu)簡單，但熱壓效果不好，易使紙材在一定條件下竄動，拉斷。而第二種方案，熱壓輥和紙材之間屬于滾動摩擦，摩擦系數(shù)小，在同等壓力下，不易使紙材在熱壓過程中，在工作臺上竄動或產(chǎn)生裂縫，所以采用方案二。(3) 熱壓輥主要件尺寸設(shè)計花鍵套設(shè)計花鍵聯(lián)接矩形花鍵 特點：多齒工作，承載能力高，對中性好，導(dǎo)向性好，齒根較淺，應(yīng)力集中較小，軸強度削弱小，加工方便，能用磨削方法獲得較高的精度。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定兩個系列：輕系列，用于載荷較輕的靜聯(lián)接；中系列用中等載荷漸開線花鍵 特點：輪廓為漸開線，受載時齒上有輕向力，能起自動定心作用，使各齒受力均勻，強度高，壽命長。加工工藝與齒輪相同，易獲得較高精度和互換性漸開線花鍵標(biāo)準(zhǔn)壓力角 有 30 度和 45 度。D?選中系列如表 5.1 所示表 5.1 漸開線花鍵選中系列表d N*d*D*B N D B16 6*16*20*4 6 20 4長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 18 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊花鍵副????1311320123429.5EHFASHbZkTudYmdzLlZFKbd???????????????????????花鍵套所受載荷為輕載，強度，壽命等可以保證，計算略。2.2.3 軸承的選用根據(jù)軸頸的大小，初選 7005AC 型號的角接觸求軸承。角接觸球軸承的性能與特點，可以同時承受軸向與徑向載荷，也可以單獨承受軸向載荷， 。能在較高轉(zhuǎn)速下正常工作，一個軸承只能承受單向的軸向力，所以成對使用。7005AC 型號的角接觸求軸承的技術(shù)參數(shù)軸承代號d D B da Da a Cr Cor 脂潤滑油潤滑7005AC 25 47 12 14.4 42 18 11,.27.08 12000 170002.2.4 傳動裝置設(shè)計 ]8[傳動供選用的有以下三個方案鏈傳動 特點：屬于具有中間撓性件的嚙合傳動，兼有齒輪傳動和帶傳動的一些特點；缺點，不能保持瞬時傳動比恒定，工作時有噪音，磨損有易發(fā)生跳齒，不適用空間限制要求，中心距小的，以及急速反向傳動的場合。帶傳動 特點：結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動，根據(jù)帶傳動原理不同，可分摩擦型和嚙合型兩類，前者過載可以打滑，傳動比不準(zhǔn)確（滑動率在 2%） ，后者可保證同步傳動齒輪傳動 特點：瞬時傳動比恒定，傳動比范圍大，可用于減速或增速，速度和傳動功率范圍大，可用于高速，中速和低速。傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊根據(jù)以上三個方案的性能比較，由于本機的特點要求，鏈傳動不能保持瞬時傳動比恒定，并有噪音，摩擦后跳齒，占用空間大等缺點，所以考慮考慮齒輪齒條傳動和帶傳動，而帶傳動分摩擦型和嚙合型，分析，摩擦型帶傳動是利用夾緊力傳動，過載時易打滑，并且需要附加機構(gòu)調(diào)整預(yù)緊力；而嚙合型可保證同步傳動；齒輪傳長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 19 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊動具有瞬時傳動比恒定，傳動精度高，傳動效率好調(diào)速性能優(yōu)等特點。故通過以上分析，可采用屬于嚙合型帶傳動的同步帶傳動和齒輪齒條傳動，在原理上這兩種方案實際極為相似，本機設(shè)計采用齒輪齒條傳動來實現(xiàn)熱壓機構(gòu)的往復(fù)運動，并且基本形式如下，由電動機帶動齒輪旋轉(zhuǎn)齒條固定不動，由于齒輪齒條相嚙合，所以齒輪將在齒條上沿直線滾動，齒輪和熱壓裝置通過支撐板相連的，安裝在滾動直線導(dǎo)軌上實現(xiàn)設(shè)計要求。齒輪齒條的傳動計算如下：齒輪與齒條傳動特點齒輪作回轉(zhuǎn)運動，齒條作直線運動，齒條可以看作一個齒數(shù)無窮多的齒輪的一部分，這時齒輪的各圓均變?yōu)橹本€，作為齒廓曲線的漸開線也變?yōu)橹本€。齒條直線的速度與齒輪分度圓直徑 、轉(zhuǎn)速 之間的關(guān)系為vdnv=(/)60ms?式中 d——齒輪分度圓直徑， ；——齒輪轉(zhuǎn)速， 。nir其嚙合線 與齒輪的基圓相切 ，由于齒條的基圓為無窮大，所以嚙合線與齒12N1N條基圓的切點 在無窮遠(yuǎn)處。齒輪與齒條嚙合時，不論是否標(biāo)準(zhǔn)安裝（齒輪與齒條標(biāo)準(zhǔn)安裝即為齒輪的分度圓與齒條的分度圓相切） ，其嚙合角 恒等于齒輪分度圓壓力角 ，也等于齒條的齒形角；'??齒輪的節(jié)圓也恒與分度圓重合。只是在非標(biāo)準(zhǔn)安裝時，齒條的節(jié)線與分度線不再重合。齒輪與齒條正確嚙合條件是基圓齒距相等，齒條的基圓齒距是其兩相鄰齒廓同側(cè)直線的垂直距離，即 。cossbPm??齒輪與齒條的實際嚙合線為 ，即齒條頂線及齒輪齒頂圓與嚙合線 的交點12B12N及 之間的長度。2B1長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 20 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊齒輪齒條傳動的幾何尺寸計算齒輪與齒條傳動的尺寸計算見表表 齒輪齒條傳動的幾何尺寸計算項目名稱 計算公式及代號 轉(zhuǎn) 齒輪齒條180?數(shù)值齒輪齒數(shù) 1z40模數(shù) m2m螺旋角 ?0?壓力角 ?齒頂高系數(shù)*ah1基本齒廓頂隙系數(shù)C0.25齒輪變位系數(shù) 1x0.418齒輪 b46m尺寬齒條 260齒條長度 L1000主要幾何參數(shù)計算項目名稱 計算公式及代號 轉(zhuǎn)齒輪齒條數(shù)值齒輪分度圓直徑 1cosdmz??80齒輪 ??*1ahx?3.545m齒頂高齒條 22齒輪 *1()fac?1.664齒根高齒條 2f?2.5齒輪齒高齒條afh?4.5齒輪中心到齒條中心距12dHxm40.836m齒距 np??6.238齒條齒數(shù) 20.5Lz?160.808齒條的主要特點：（1） 由于齒條齒廓為直線，所以齒廓上各點具有相同的壓力角，且等于齒廓的傾長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 21 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊斜角，此角稱為齒形角，標(biāo)準(zhǔn)值為 20°。（2） 與齒頂線平行的任一條直線上具有相同的齒距和模數(shù)。（3） 與齒頂線平行且齒厚等于齒槽寬的直線稱為分度線（中線），它是計算齒條尺寸的基準(zhǔn)線。2.5.2 聯(lián)軸器的選擇各聯(lián)接件之間不能相對運動，因此不具備補償兩軸線相對偏移的能力，只適用于被聯(lián)接兩軸在安裝時能嚴(yán)格對中，工作時不產(chǎn)生兩軸相對偏移的場合，剛性聯(lián)軸器無彈性元件，不具備減振和緩沖功能，一般只適宜用于載荷平穩(wěn)并無沖擊振動的工況條件凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本較低，工作可靠，裝拆、維護(hù)均較簡便，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，能保證兩軸具有較高的對中精度，一般常用于載荷平穩(wěn)，高速或傳動精度要求較高的軸系傳動。綜上所述，選擇凸緣聯(lián)軸器，其主要的尺寸和特性參數(shù)如下表：Y型螺栓型號公稱轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速軸孔直徑LD D1數(shù)量直徑L0Y型質(zhì)量轉(zhuǎn)動慣量IYL5 63 9000 24 52 105 85 4 M8 108 3.19kg0.013根據(jù)以上述數(shù)據(jù)可選用五相雙五拍式 BF 系列反應(yīng)步進(jìn)電機，步距角為 ，其型?2號為 90BF2-5,且選用 XB1 型通用諧波齒輪減速器，其型號為 XB1-32。具體計算同上一節(jié)，故略。長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 22 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第 3 章 硬件控制電路設(shè)計3.1 確定總體方案數(shù)控系統(tǒng)基本硬件由硬件與軟件兩部分組成。硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ)。有了硬件，軟件才能有效的運行。硬件電路的可靠性，直接影響數(shù)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)，硬件電路概括起來由四部分組成：1．CPU(中央處理單元)； 2．接口即 I／O 接口電路； 3．存儲器。包括只讀可編程序、存儲器和隨機讀寫數(shù)據(jù)存儲器； 4．總線，包括數(shù)據(jù)總線(DB)、地址總線(AB)、和控制總線(CB)CPU 的作用是發(fā)布命令以協(xié)調(diào)各部分電正常工作，是數(shù)控系統(tǒng)的核心。存儲器用于存放系統(tǒng)軟件以及運行過程中的各種數(shù)據(jù)。I／ O 接口式系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息交換的橋梁。三總線則是 CPU 與存儲器、接口以及其他各種轉(zhuǎn)換電路聯(lián)結(jié)的紐帶，是CPU 與各部分電路進(jìn)行信息交換和通訊的通道。其框圖如圖 6.1外 設(shè)鍵 盤 ， 顯 示 器打 印 機 等 控 制對 象信 號變 換輸 入 /輸 出I中 央 處 理 器單 元CPU存 儲 器 RMA長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 23 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 6.1 數(shù)控系統(tǒng)框圖3.2 主控電路單片機的選取此設(shè)計的主控電路主要選用單片機 8051。現(xiàn)在介紹下 8051 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理。它由中央處理器（CPU）、時鐘電路、程序存儲器（ROM/EPROM）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、并行 I/O 口（P0~P3）、串行口、定時器/計數(shù)器及中斷系統(tǒng)組成。它們通過單一總線連接，并被集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，即單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer）。8051 單片機芯片有 40 個引腳。引腳功能描述如下：1、電源引腳 VSS 和 VCCVSS 為電壓接地端， VCC 為+5V 電源端。2、時鐘電路引腳 XTAL1 和 XTAL2XTAL1 和 XTAL2 是外接晶振引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘時，此二引腳外接石英晶體振蕩器和電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部脈沖信號。3、控制信號引腳 ALE、 PSEN、EA 和 RST（1）ALE/PROG此引腳是地址控制鎖存控制信號。在訪問外部存儲器時，ALE 用于鎖存出現(xiàn)在P0 口的低 8 位地址，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。（2）PSEN長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 24 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊此引腳是片外程序存儲器的選通信號，低電平有效。在從片外 ROM 讀取指令或常數(shù)時，每個機器 PSEN 兩次有效，以實現(xiàn)對 ROM 單元的讀操作。當(dāng)訪問片外RAM 時，PSEN 信號將不出現(xiàn)。（3）EA/V PP此引腳是訪問外部程序存儲器的控制信號，低電平有效。（4）RST/V PD此引腳為復(fù)位信號，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持 2 個機器周期以上的高電平，就可以使單片機復(fù)位。4、I/O （輸入、輸出）端口 P0、P1、P2 和 P3（1）P0 口（ P0.0~P0.7）P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O 口，每位能驅(qū)動8 個 LS 型 TTL 負(fù)載。在訪問片外存儲器時，P0 分時提供低 8 位地址線和 8 位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng)不接片外存儲器或不擴(kuò)展 I/O 時，P0 口可作為一個通用輸入輸出口。當(dāng)P0 口作為輸入口使用時，應(yīng)先 P0 口向鎖存器寫“ 1”，此時 P0 口全部引腳浮空，可作為高阻抗輸入。當(dāng) P0 口作為輸出時，由于輸出電路為漏極開路，驅(qū)動 NMOS電路時必須外接上拉電阻。（2）P1 口（ P1.0~P1.7）P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，每位能驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。P1 口只能作通用輸入/輸出口用。當(dāng) P1 口作為輸入口使用時，應(yīng)先向 P1 口鎖存器寫 “1”，此時 P1 口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。當(dāng) P1 口作為輸出口時，已能向外提供推拉電流負(fù)載，無需在外接上拉電阻。（3）P2 口（ P2.0~P2.7）P2 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O，每位能驅(qū)動 4 位 LS 型 TTL 負(fù)載。在訪問片外存儲器時，它輸出高 8 位地址。（4）P3 口（ P3.0~P3.7）P3 口為雙功能口，除了作為一般的準(zhǔn)雙向通用的 I/O口使用外，每個引腳都有第二功能。3.3 I／O 接口的擴(kuò)展此控制系統(tǒng)選用 8255 型號的芯片作為擴(kuò)展芯片，先介紹芯片的功能與結(jié)構(gòu)。8255 是 Intel 公 司 生 產(chǎn) 的 可 編 程 并 行 I/O 接 口 芯 片 ， 有 3 個 8 位 并 行 I/O口 。 具 有 3 個 通 道 3 種 工 作 方 式 的 可 編 程 并 行 接 口 芯 片 （ 40 引 腳 ） 。 其 各 口 功能 可 由 軟 件 選 擇 ， 使 用 靈 活 ， 通 用 性 強 。 8255 可 作 為 單 片 機 與 多 種 外 設(shè) 連 接 時的 中 間 接 口 電 路 。 ]10[8255 具 有 3 個 相 互 獨 立 的 輸 入 /輸 出 通 道 端 口 ， 用 +5V 單 電 源 供 電 ， 能 在 以下 三 種 方 式 下 工 作 。 方 式 0————基 本 輸 入 輸 出 方 式 ； 方 式 1————選 通 輸 入 /出 方 式 ； 方 式 2————雙 向 選 通 輸 入 /輸 出 方 式 ； 長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 25 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊PA0～ PA7:端 口 A 輸 入 輸 出 線 ， 一 個 8 位 的 數(shù) 據(jù) 輸 出 鎖 存 器 /緩 沖 器 ， 一個 8 位 的 數(shù) 據(jù) 輸 入 鎖 存 器 。 工 作 于 三 種 方 式 中 的 任 何 一 種 ； PB0～ PB7:端 口 B 輸 入 輸 出 線 ， 一 個 8 位 的 I/O 鎖 存 器 ， 一 個 8 位 的 輸 入輸 出 緩 沖 器 。 不 能 工 作 于 方 式 二 ； PC0～ PC7:端 口 C 輸 入 輸 出 線 ， 一 個 8 位 的 數(shù) 據(jù) 輸 出 鎖 存 器 /緩 沖 器 ， 一個 8 位 的 數(shù) 據(jù) 輸 入 緩 沖 器 。 端 口 C 可 以 通 過 工 作 方 式 設(shè) 定 而 分 成 2 個 4 位 的 端口 ， 每 個 4 位 的 端 口 包 含 一 個 4 位 的 鎖 存 器 ， 分 別 與 端 口 A 和 端 口 B 配 合 使用 ， 可 作 為 控 制 信 號 輸 出 或 狀 態(tài) 信 號 輸 入 端 口 。 '不 能 工 作 于 方 式 一 或 二 。 A1,A0:地 址 選 擇 線 ,用 來 選 擇 8255 的 PA 口 ,PB 口 ,PC 口 和 控 制 寄 存 器 . 當(dāng) A1=0,A0=0 時 ,PA 口 被 選 擇 ; 當(dāng) A1=0,A0=1 時 ,PB 口 被 選 擇 ; 當(dāng) A1=1,A0=0 時 ,PC 口 被 選 擇 ; 當(dāng) A1=1.A0=1 時 ,控 制 寄 存 器 被 選 擇 .3.4 擴(kuò)展程序存儲器選用 2764 作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，其功能與作用如下：3.5 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器選用 2764 作為擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器，其功能與結(jié)構(gòu)如下：2764 是一種+5Vde 8KB UVEPROM 存儲芯片 , 是一種存儲芯片，其引腳作用如下：A0 到 A12 為 13 條地址信號輸入線，說明芯片容量為 2 的 13 次方，即 8KD0 到 D7 為數(shù)據(jù)線，表示芯片的每個存儲單元存放一個字節(jié)（8 位二進(jìn)制數(shù)）。對芯片讀數(shù)時，作為輸出線，對芯片編程時，作為輸入線。CE 為輸入信號，低電平有效。（有稱作片選信號）OE 為輸出允許信號，低電平有效PGM 為編程脈沖輸入端，當(dāng)對芯片編程時，由此端加入編程脈沖信號；讀取數(shù)據(jù)時PMG 的值為 1Vcc 和 Vpp 都是接電源的，正常工作時是+5V3.6 鍵盤、顯示器接口電路LED 顯示器LED 是由若干個發(fā)光二極管組成的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆劃發(fā)亮?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。這種筆劃式的七段顯示器，能顯示的字符數(shù)量少，但控制簡單、使用方便。長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 26 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。LED 的結(jié)構(gòu)及其工作原理通常的七段 LED 顯示塊中有八個發(fā)光二極管，故也有人叫做八段顯示塊。其中七個發(fā)光二極管構(gòu)成七筆字形“8”。一個發(fā)光二極管構(gòu)成小數(shù)點。七段顯示塊與 微控制器接口非常容易。只要將一個 8 位并行輸出口與顯示塊的發(fā)光二極管引腳相連即可。8 位并行輸出口輸出不同的字節(jié)數(shù)據(jù)即可獲得不同的數(shù)字或字符。通常將控制發(fā)光二極管的 8 位字節(jié)數(shù)據(jù)稱為段選碼或段數(shù)據(jù)。共陰極結(jié)構(gòu)的數(shù)碼管顯示“0”的段選碼為： 3FHD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 段選碼 dp g f e d c b a 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 共陽極與共陰極的段選碼互為反碼，二者之和為 FFH。鍵盤 接口 ic鍵盤是微控制器應(yīng)用系統(tǒng)的一個重要輸入設(shè)備，用于輸入數(shù)據(jù)、干預(yù)系統(tǒng)的工作狀長 春 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙共 27 頁 第 27 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊態(tài)；1．按鍵輸入原理 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專門的邏輯芯片及專一的復(fù)位功能外，其它按鍵都是以開關(guān)狀態(tài)來設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時，計算機應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)完成該按鍵所設(shè)定的功能，鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過程。對于一組鍵或一個鍵盤，總有一個 接口 ic 與 CPU 相連。CPU 可以采用查詢或中斷方式了解有無將鍵輸入，并檢查是哪一個鍵按下，將該鍵號送入累加器 ACC，然后通