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單片機 單片機即單片微型計算機 是把中央處理器 存儲器 定時 計數(shù)器 輸入 輸出接口都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機 與應用在個人電腦中的 通用型微處理器相比 它更強調(diào)自供應 不用外接硬件 和節(jié)約成本 它的最 大優(yōu)點是體積小 可放在儀表內(nèi)部 但存儲量小 輸入輸出接口簡單 功能較 低 由于其發(fā)展非常迅速 舊的單片機的定義已不能滿足 所以在很多應用場 合被稱為范圍更廣的微控制器 但是目前在中國大陸仍多沿用 單片機 的稱呼 絕大多數(shù)現(xiàn)在的單片機都是基于馮 諾伊曼結(jié)構(gòu)的 這種結(jié)構(gòu)清楚地定義了 嵌入式系統(tǒng)所必需的四個基本部分 一個中央處理器核心 程序存儲器 只讀 存儲器或者閃存 數(shù)據(jù)存儲器 隨機存儲器 一個或者更多的定時 計時器 還有用來與外圍設(shè)備以及擴展資源進行通信的輸入 輸出端口 所有這些都被 集成在單個集成電路芯片上 說單片機與通用型中央處理單元芯片不同是因為 前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作計算機 這樣就可以很容 易的把單片機系統(tǒng)植入裝置內(nèi)部來控制裝置了 近年來為了在指令和數(shù)據(jù)上使 用不同的字寬 并提高處理器流水線速度 哈佛結(jié)構(gòu)在微控制器和 DSP 也逐漸 得到了廣泛的應用 傳統(tǒng)的微處理器是不允許這么做的 它要完成單片機的工作 就必須連接 一些其他芯片 比如說 因為片上沒有數(shù)據(jù)存儲器 就必須要添加一些 RAM 的存儲芯片 雖然所添加存儲器的容量很靈活 但是至少還是要添加 另外還 需要添加很多連線來傳遞芯片之間的數(shù)據(jù) 比如 一個典型的微控制器只需要 一個時鐘發(fā)生器和很少的 RAM 和 ROM 或者 EPROM E2PROM 就可以在軟 件和晶振下工作了 同時 微控制器具有豐富的輸入輸出設(shè)備 像是模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換 ADC 定時器 串口或者其他串行通訊接口 比如 I2C 串行外圍接口 SPI 控制器局域網(wǎng) 通常 這些繼承在內(nèi)部的設(shè)備可以通過特殊的指令來操 作 一些現(xiàn)代的微控制器支持一些內(nèi)建的高級編程語言 比如 BASIC 語言 早期的單片機都是 8 位或 4 位的 其中最成功的是 INTEL 的 8031 因為 簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評 此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列 單片機系統(tǒng) 基于這一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用 隨著工業(yè)控 制領(lǐng)域要求的提高 開始出現(xiàn)了 16 位單片機 但因為性價比不理想并未得到很 廣泛的應用 90 年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展 單片機技術(shù)得到了巨大的提 高 隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應用 32 位單片機迅 速取代 16 位單片機的高端地位 并且進入主流市場 而傳統(tǒng)的 8 位單片機的性 能也得到了飛速提高 處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍 目前 高端的 32 位單片機主頻已經(jīng)超過 300MHz 性能直追 90 年代中期的專用處理器 而普通 的型 號出廠價格跌落至 1 美元 最高端的型號也只有 10 美元 當代單片機系統(tǒng)已 經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用 大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在 全系列的單片機上 而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以 直接使用專用的 Windows 和 Linux 操作系統(tǒng) 單片機比專用處理器最適合應用于嵌入式系統(tǒng) 因此它得到了最多的應用 事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機 現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電 子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機 手機 電話 計算器 家用電器 電子玩 具 掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有 1 2 部單片機 而個人電腦中也會 有為數(shù)不少的單片機在工作 汽車上一般配備 40 多部單片機 復雜的工業(yè)控制 系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作 單片機的數(shù)量不僅遠超過 PC 機 和其他計算的綜合 甚至比人類的數(shù)量還要多 單片機學習應中的五大重要部分 一 總線 我們知道 一個電路總是由元器件通過電線連接而成的 在模 擬電路中 連線并不成為一個問題 因為各器件間一般是串行關(guān)系 各器件之 間的連線并不很多 但計算機電路卻不一樣 它是以微處理器為核心 各器件 都要與微處理器相連 各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào) 所以就需要的連線就 很多了 如果仍如同模擬電路一樣 在各微處理器和各器件間單獨連線 則線 的數(shù)量將多得驚人 所以在微處理機中引入了總線的概念 各個器件共同享用 連線 所有器件的 8 根數(shù)據(jù)線全部接到 8 根公用的線上 即相當于各個器件并 聯(lián)起來 但僅這樣還不行 如果有兩個器件同時送出數(shù)據(jù) 一個為 0 一個為 1 那么 接收方接收到的究竟是什么呢 這種情況是不允許的 所以要通過控 制線進行控制 使器件分時工作 任何時候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(jù) 可以有 多個器件同時接收 器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線 器件所有的控制線 被稱為控制總線 在單片機內(nèi)部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元 這 些存儲單元要被分配地址 才能使用 分配地址當然也是以電信號的形式給出 的 由于存儲單元比較多 所以 用于地址分配的線也較多 這些線被稱為地 址總線 二 數(shù)據(jù) 地址 指令 之所以將這三者放在一起 是因為這三者的本質(zhì) 都是一樣的 數(shù)字 或者說都是一串 0 和 1 組成的序列 換言之 地址 指 令也都是數(shù)據(jù) 指令 由單片機芯片的設(shè)計者規(guī)定的一種數(shù)字 它與我們常用 的指令助記符有著嚴格的一一對應關(guān)系 不可以由單片機的開發(fā)者更改 地址 是尋找單片機內(nèi)部 外部的存儲單元 輸入輸出口的依據(jù) 內(nèi)部單元的地址值 已由芯片設(shè)計者規(guī)定好 不可更改 外部的單元可以由單片機開發(fā)者自行決定 但有一些地址單元是一定要有的 詳見程序的執(zhí)行過程 數(shù)據(jù) 這是由微處 理機處理的對象 在各種不同的應用電路中各不相同 一般而言 被處理的數(shù) 據(jù)可能有這么 幾種情況 1 地址 如 MOV DPTR 1000H 即地址 1000H 送入 DPTR 2 方式字或控制字 如 MOV TMOD 3 3 即是控制字 3 常數(shù) 如 MOV TH0 10H 10H 即定時常數(shù) 4 實際輸出值 如 P1 口接彩燈 要燈全亮 則執(zhí)行指令 MOV P1 0FFH 要燈全暗 則執(zhí)行指令 MOV P1 00H 這里 0FFH 和 00H 都是實際輸出值 又如用于 LED 的字形碼 也是實際輸出的值 理解了地址 指令的本質(zhì) 就不難理解程序運行過程中為什么會跑飛 會 把數(shù)據(jù)當成指令來執(zhí)行了 三 P0 口 P2 口和 P3 的第二功能用法 初學時往往對 P0 口 P2 口和 P3 口的第二功能用法迷惑不解 認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程 或者說要有一條指令 事實上 各端口的第二功能完全是自動的 不需要用指 令來轉(zhuǎn)換 如 P3 6 P3 7 分別是 WR RD 信號 當微片理機外接 RAM 或有外 部 I O 口時 它們被用作第二功能 不能作為通用 I O 口使用 只要一微處理 機一執(zhí)行到 MOVX 指令 就會有相應的信號從 P3 6 或 P3 7 送出 不需要事先 用指令說明 事實上 不能作為通用 I O 口使用 也并不是 不能 而是 使用者 不會 將其作為通用 I O 口使用 你完全可以在指令中按排一條 SETB P3 7 的指 令 并且當單片機執(zhí)行到這條指令時 也會使 P3 7 變?yōu)楦唠娖?但使用者不會 這么去做 因為這通常這會導致系統(tǒng)的崩潰 四 程序的執(zhí)行過程 單片機在通電復位后 8051 內(nèi)的程序計數(shù)器 PC 中的值為 0000 所以程序總是從 0000 單元開始執(zhí)行 也就是說 在系統(tǒng)的 ROM 中一定要存在 0000 這個單元 并且在 0000 單元中存放的一定是一條指 令 五 堆棧 堆棧是一個區(qū)域 是用來存放數(shù)據(jù)的 這個區(qū)域本身沒有任何 特殊之處 就是內(nèi)部 RAM 的一部份 特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式 即 所謂的 先進后出 后進先出 并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令 即 PUSH 和 POP 有一個特殊的專為其服務的單元 即堆棧指針 SP 每當執(zhí)一次 PUSH 指令時 SP 就 在原值的基礎(chǔ)上 自動加 1 每當執(zhí)行一次 POP 指令 SP 就 在原值的基礎(chǔ)上 自動減 1 由于 SP 中的值可以用指令加以改變 所以只要 在程序開始階段更改了 SP 的值 就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的內(nèi)存單元中 如 在程序開始時 用一條 MOV SP 5FH 指令 就時把堆棧設(shè)置在從內(nèi)存單元 60H 開始的單元中 一般程序的開頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令 因為 開機時 SP 的初始值為 07H 這樣就使堆棧從 08H 單元開始往后 而 08H 到 1FH 這個區(qū)域正是 8031 的第二 三 四工作寄存器區(qū) 經(jīng)常要被使用 這會造 成數(shù)據(jù)的混亂 不同作者編寫程序時 初始化堆棧指令也不完全相同 這是作 者的習慣問題 當設(shè)置好堆 棧區(qū)后 并不意味著該區(qū)域成為一種專用內(nèi)存 它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一 樣使用 只是一般情況下編程者不會把它當成普通內(nèi)存用 東華理工大學長江學院 文獻綜述 畢業(yè)設(shè)計題目 基于單片機控制 X Y 工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名 歐陽昌馳 學 號 08315114 專 業(yè) 機械電子工程 系 別 機電工程系 指導教師 萬智輝 教學科研部 二 一一年 九月 前言 數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化 使制造業(yè)成為工業(yè) 化的象征 而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大 它對國計民生的一 些重要行業(yè) IT 汽車 輕工 醫(yī)療等的發(fā)展起著越來越重要的作用 從目前世 界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看 其主要研究熱點有以下幾個方面 1 高速 高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢 效率 質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體 高速 高精加工技術(shù)可極大地提高效 率 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次 縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力 從 EMO2001 展會情況來看 高速加工中心進給速度可達 80m min 甚至更高 空運行速度可 達 100m min 左右 目前世界上許多汽車廠 包括我國的上海通用汽車公司 已經(jīng) 采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床 在加工精度方面 近 10 年來 普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10 提高到 5 精密級加工中心則從um 3 5 提高到 1 1 5 并且超精密加工精度已開始進入納米級 0 1 為umu um 了實現(xiàn)高速 高精加工 與這配套的功能部件如電主軸 直線電機得到了快速的 發(fā)展 應用領(lǐng)域進一步擴大 2 智能化 開放式 網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控 系統(tǒng)中的各個方面 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 如加工過程的自 適應控制 工藝參數(shù)自動生成 為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化 如前饋 控制 電機參數(shù)的自適應運算 自動識別負載自動選定模型 自整定等 數(shù)控 系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路 所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng) 的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上 面向機床廠家和最終用戶 通過改變 增加或 剪裁結(jié)構(gòu)對象 數(shù)控功能 形成系列化 并可方便地將用戶的特殊應用和技訣竅 集成到控制系統(tǒng)中 快速實現(xiàn)不同品種 不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng) 形成具有 鮮明個性的名牌產(chǎn)品 目前開放數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范 通信規(guī)范 配置規(guī) 范 運行平臺 數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究 的核心 網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點 數(shù)控裝 備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線 制造系統(tǒng) 制造企業(yè)對信息集成的需求 也是 實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造 虛擬企業(yè) 全球制造的基礎(chǔ)單元 反映了數(shù)控 機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢 1 X Y 數(shù)控工作臺簡介 X Y數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng) 其結(jié)構(gòu)簡單 實現(xiàn)方便而 且能夠保證一定的精度 降低成本 是單片機控制技術(shù)的最簡單的應用 它充分的 利用了單片機的軟件硬件功能以實現(xiàn)對機床的控制 使機床的加工范圍擴大 精 度和可靠性進一步得到提高 本課題研究涉及機械原理 機械設(shè)計 機械制圖 機電一體化 單片機工作原理 數(shù)控技術(shù)等方面的相關(guān)內(nèi)容 2 單片機的基本概念 單片機又稱單片微控制器 它不是完成某一個邏輯功能的芯片 而是把一個計 算機系統(tǒng)集成到一個完整的集成在電路芯片上 盡管他的大部分功能集成在一 塊小芯片上 但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件 具有數(shù)據(jù)處理 能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM 只讀存儲器 ROM 多種 I O 口和中 斷系統(tǒng) 定時器 計時器等功能 3 單片機的基本結(jié)構(gòu) 單片機組成 中央處理器 存儲器 I O設(shè)備 2 存儲器 物理實質(zhì)是一組或多組具備數(shù)據(jù)輸入 輸出和數(shù)據(jù)存儲功能的集 成電路 用于充當設(shè)備緩存或保存固定的程序及數(shù)據(jù) A ROM 只讀存儲器 一般用于存放固定的程序或數(shù)據(jù)表格等 數(shù)據(jù)在掉電 后仍然會保留下來 B RAM 隨機存儲器 用于暫存程序和數(shù)據(jù) 中間計算結(jié)果 或用作堆棧用 等 數(shù)據(jù)在掉電后就會丟失 3 I O端口 單片機與外界聯(lián)系的通道 它可以對各類外部信號 開關(guān)量 模擬量 頻率信號 進行檢測 判斷 處理 并可控制各類外部設(shè)備 現(xiàn)在的 單 1 片機 I O 口已經(jīng)集成了更多的特性和功能 對 I O 端口的功能進行了拓展 和復用 例如外部中斷 ADC 檢測以及 PWM 輸出等等 4 單片機的工作原理 單片機自動完成賦予它的任務的過程 也就是單片機執(zhí)行程序的過程 即 一條條執(zhí)行的指令的過程 所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命 令的形式寫下來 這是在設(shè)計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的 一條指令對應 著一種基本操作 單片機所能執(zhí)行的全部指令 就是該單片機的指令系統(tǒng) 不 同種類的單片機 其指令系統(tǒng)亦不同 為使單片機能自動完成某一特定任務 必須把要解決的問題編成一系列指令 這些指令必須是選定單片機能識別和執(zhí) 行的指令 這一系列指令的集合就成為程序 程序需要預先存放在具有存儲功 能的部件 存儲器中 存儲器由許多存儲單元 最小的存儲單位 組成 就 像大樓房有許多房間組成一樣 指令就存放在這些單元里 單元里的指令取出 并執(zhí)行就像大樓房的每個房間的被分配到了唯一一個房間號一樣 每一個存儲 單元也必須被分配到唯一的地址號 該地址號稱為存儲單元的地址 這樣只要 知道了存儲單元的地址 就可以找到這個存儲單元 其中存儲的指令就可以被 取出 然后再被執(zhí)行 程序通常是順序執(zhí)行的 所以程序中的指令也是一條條 順序存放的 單片機在執(zhí)行程序時要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行 必 須有一個部件能追蹤指令所在的地址 這一部件就是程序計數(shù)器 PC 包含在 CPU 中 在開始執(zhí)行程序時 給 PC 賦以程序中第一條指令所在的地址 然后 取得每一條要執(zhí)行的命令 PC 在中的內(nèi)容就會自動增加 增加量由本條指令長 度決定 可能是 1 2 或 3 以指向下一條指令的起始地址 保證指令順序執(zhí)行 5 數(shù)控銑床的主要功能 1 點位控制功能 數(shù)控銑床的點位控制主要用于工件的孔加工 如中心鉆定位 鉆孔 擴孔 锪孔 鉸孔和鏜孔等各種孔加工操作 2 連續(xù)控制功能 通過數(shù)控銑床的直線插補 圓弧插補或復雜的曲線插補運動 銑削加工工件的平面和曲面 3 刀具半徑補償功能 如果直接按工件輪廓線編程 在加工工件內(nèi)輪廓時 實際輪廓線將大了一個刀具半徑值 在加工工件外輪廓時 實際輪廓線又小了一個刀具 半徑值 使用刀具半徑補償?shù)姆椒?數(shù)控系統(tǒng)自動計算刀具中心軌跡 使刀具中心偏 離工件輪廓一個刀具半徑值 從而加工出符合圖紙要求的輪廓 利用刀具半徑補償?shù)?功能 改變刀具半徑補償量 還可以補償?shù)毒吣p量和加工誤差 實現(xiàn)對工件的粗加 工和精加工 4 刀具長度補償功能 改變刀具長度的補償量 可以補償?shù)毒邠Q刀后的長度偏差 值 還可以改變切削加工的平面位置 控制刀具的軸向定位精度 固定循環(huán)加工功能 應用固定循環(huán)加工指令 可以簡化加工程序 減少編程的工作量 5 子程序功能 如果加工工件形狀相同或相似部分 把其編寫成子程序 由主程 序調(diào)用 這樣簡化程序結(jié)構(gòu) 引用子程序的功能使加工程序模塊化 按加工過程的工 序分成若干個模塊 分別編寫成子程序 由主程序調(diào)用 完成對工件的加工 這種模 塊式的程序便于加工調(diào)試 優(yōu)化加工工藝 6 特殊功能 在數(shù)控銑床上配置仿形軟件和仿形裝置 用傳感器對實物掃描及采 集數(shù)據(jù) 經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后自動生成 NC 程序 進而實現(xiàn)對工件的仿形加工 實現(xiàn)反向 加工工程 總之 配置一定的軟件和硬件之后 能夠擴大數(shù)控銑床的使用功能 6 數(shù)控銑床加工范圍 平面加工 數(shù)控機床銑削平面可以分為對工件的水平面 XY 加工 對工件的正平 面 XZ 加工和對工件的側(cè)平面 YZ 加工 只要使用兩軸半控制的數(shù)控銑床就能完成這 樣平面的銑削加工 2 曲面加工 如果銑削復雜的曲面則需要使用三軸甚至更多軸聯(lián)動的數(shù)控銑床 7 數(shù)控銑床的裝備 1 夾具 數(shù)控銑床的通用夾具主要有平口鉗 磁性吸盤和壓板裝置 對于加 工中 大批量或形狀復雜的工件則要設(shè)計組合夾具 如果使用氣動和液壓夾具 通過 程序控制夾具 實現(xiàn)對工件的自動裝缷 則能進一步提高工作效率和降低勞動強度 2 刀具 常用的銑削刀具有立銑刀 端面銑刀 成形銑刀和孔加工刀具 參考文獻 1 尹志強 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 2 文懷興 數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計 M 北京 化學工業(yè)出版社 2005 3 王潤孝 機床數(shù)控原理與系統(tǒng) M 西安 西北工業(yè)大學出版社 2004 4 徐元昌 機電系統(tǒng)設(shè)計 M 北京 化學工業(yè)出版社 2005 5 于金 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計及實踐 M 北京 化學工業(yè)出版社 2008 6 周開勤 機械零件手冊 M 北京 高等教育出版社 2001 7 濮良貴 機械設(shè)計 M 北京 高等教育出版社 2005 8 杜國臣 機床數(shù)控技術(shù) M 北京 北京大學出版社 2006 9 張訓文 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與應用 M 北京 北京理工大學出版社 2006 10 趙丁選 機電一體化使用手冊 M 北京 化學工業(yè)出版社社 2003 11 汪道輝 單片機系統(tǒng)設(shè)計與實踐 M 北京 電子工業(yè)出版社 2006 12 張大明 彭旭昀 單片微機控制應用技術(shù) M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 13 Bollingen John G Computer Contol of Machines and Processes USA Addison Wesley Publishing Company 1988 14 Charles L Harbor Feedback Control Systems Prentice Hall Inc 1988 畢業(yè)實習報告 實習是每一個畢業(yè)生必經(jīng)的一段經(jīng)歷 它使我們在實踐中了解社會 鞏固知識 實習 又是對每一位畢業(yè)生專業(yè)知識的一種檢驗 它讓我們學到了很多在課堂上根本學不到的知 識 既開闊了視野 又增長了見識 為我們真正走向社會打下了堅實的基礎(chǔ) 也是我們走 向工作崗位的第一步 實習單位介紹 中航工業(yè)江西洪都航空工業(yè)集團有限責任公司 簡稱中航工業(yè)洪都 是新中國第一架飛機的誕生地 創(chuàng)建于1951年 原名為南昌飛機制造公司 前身為國營洪 都機械廠 為我國 一五 時期156項重點建設(shè)項目之一 根據(jù)企業(yè)發(fā)展的需要 1998年改 制組建了以洪都集團公司為核心 擁有24個成員企業(yè)和1個國家級企業(yè)技術(shù)中心 是集科研 生產(chǎn)和經(jīng)營為一體的大型企業(yè)集團 企業(yè)現(xiàn)隸屬于中國航空工業(yè)集團公司 擁有員工萬余 人 是國家重點支持的520家大型企業(yè)和國家 重合同守信用 企業(yè)之一 實習過程介紹 1 了解過程 剛進入公司的時候 車間里的一切對我來說都是陌生的 車間里的工作環(huán)境也不怎么 好 呈現(xiàn)在眼前的一幕幕讓人的心中不免有些茫然 即將在這較艱苦的環(huán)境中工作3個月 第一天進入車間開始工作時 所在小組的組長 技術(shù)員給我安排工作任務 分配給我的任 務是先熟悉 CAD 和 UG 軟件的應用 并了解機床的一些基本操作 然后按照技術(shù)員教我的 方法 運用操作工具開始慢慢學著加工該產(chǎn)品 在加工的同時注意操作流程及有關(guān)注意事 項等 畢業(yè)實習的第一天 我就在這初次的工作崗位上加工產(chǎn)品 體驗首次在社會上工作 的感覺 在工作的同時慢慢熟悉車間的工作環(huán)境 一開始我對車間里的各項規(guī)章制度 安全生產(chǎn)操作規(guī)程及工作中的相關(guān)注意事項等都 不是很了解 于是我便閱讀實習單位下發(fā)給我們的員工手冊 向小組里的員工同事請教了 解工作的相關(guān)事項 通過他們的幫助 我對車間的情況及開機生產(chǎn)產(chǎn)品 加工產(chǎn)品等有了 一定的了解 車間的工作實行五天八小時制 車間的所有員工都必須遵守該上 下班制度 2 摸索過程 經(jīng)過幾天工作后 開始慢慢能適應這個全新的工作環(huán)境 工作期間每天按時到廠上班 上班工作之前先到指定地點等待小組組長集合員工開會強調(diào)工作中的有關(guān)事項 同時給我 們分配工作任務 明確工作任務后 則要做一下工作前的準備工作 于是我便到我們小組 的工具存放區(qū)找來一些工作中需要用到的相關(guān)用具 在機臺位置上根據(jù)員工作業(yè)指導書上 的操作流程進行正常作業(yè) 另外在工作中 機器生產(chǎn)出的產(chǎn)品有時會出現(xiàn)異常 出現(xiàn)上述 情況時 要及時告知小組組長 技術(shù)員 讓他們幫助解決出現(xiàn)的問題 小組長 技術(shù)員通 過對機器的調(diào)節(jié)讓生產(chǎn)出的產(chǎn)品恢復正常 符合檢驗的要求 在工作期間有些產(chǎn)品的加工難度較大 剛開始加工起來還真棘手的 加工效率不高 加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量也不怎么的 讓人苦惱的 于是我便向小組里的員工同事交流 向他 們請教簡單快速的加工方法與技巧 運用他們介紹的操作方法技巧慢慢學著加工這有難度 的產(chǎn)品 從中體會加工產(chǎn)品的效果 同時在加工中選擇適合的加工工具 也有利于提高工 作的效率 在平時工作過程中也要不斷摸索出生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的有效方法和技巧 有時在 開關(guān)機生產(chǎn) 加工產(chǎn)品時 對產(chǎn)品應該怎樣包裝不明白 此時 我便向員工同事學習 向 他們請教正確效率的生產(chǎn)加工方式 另外也可以詢問評管 質(zhì)檢員 按評管提供的要求進 行生產(chǎn)加工 3 實際操作 經(jīng)過一段時間開機生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的學習 我對車間產(chǎn)品的零件制圖 生產(chǎn)加工的整 個流程已有了一個較詳細的了解與熟悉 對有些常加工的產(chǎn)品也比較熟悉了 對不良產(chǎn)品 的識別力也有所提高了 生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的效率也在不斷提高 上班期間 聽從小組長的 安排 接受小組長分配的工作任務 在自己的工作區(qū)認真地進行作業(yè) 當出現(xiàn)一些小的問 題和困難時 先自己嘗試著去解決 而當問題較大自己獨自難以解決時 則向小組長 技 術(shù)員反映情況 請求他們幫助解決 在他們的幫助下 出現(xiàn)的問題很快就被解決了 我有 時也學著運用他們的方法與技巧去處理些稍簡單的問題 慢慢提高自己解決處理問題的能 力 在解決處理問題的過程中也不斷摸索出解決機器小故障的方法途徑 這樣從而讓我在 工作時的自信心不斷增強 對工作的積極性也有所提高 在所開的機器不出現(xiàn)大的故障的情況下 在確保產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡自己的努力提高 工作的效率 盡量讓生產(chǎn)出的產(chǎn)品數(shù)量達到班產(chǎn)要求的數(shù)量 以便完成生產(chǎn)任務 每次下 班之前 將自己工作區(qū)域內(nèi)的衛(wèi)生打掃干凈 垃圾放入垃圾袋中并放到相應的位置 把工 作桌面和地面上的物品用具收拾擺放好 實習體會 在實習過程中 我充分的了解到實踐的重要性 通過學習 對自己專業(yè)有了更為詳盡 而深刻的了解 也是對學校所學知識的鞏固與運用 從這次實踐中 我體會到了實際的工 作與書本上的知識是有一定距離的 并且需要進一步的學習 只有把學到的理論知識和具 體的實踐工作相結(jié)合 我們才能更好的為公司乃至社會服務 對學校開設(shè)課程的建議 在校學生往往重視理論課的學習 而忽視實際動手操作能力的培養(yǎng) 學校應加強各種 實驗課 實踐課 增強學生的實際操作能力 學校的教育 對理論知識的教育是很豐富和完善的 但在實踐操作方面 則缺乏深入 系統(tǒng)的教育 使得學生的動手能力不是很強 學校應在這方面完善 實習收獲 實習期間 我對實習工廠的車間生產(chǎn) 加工產(chǎn)品的整個操作流程有一個較完整的了解 和熟悉 實習中 我拓寬了自己的知識面 學習了很多學校以外的知識 甚至在學校難以 學到的東西 我學會了運用所學的知識解決處理簡單問題的方法與技巧 學會了與員工同 事相處溝通的有效方法途徑 積累了處理人際關(guān)系問題的經(jīng)驗方法 同時我體驗到了社會 工作的艱苦性 通過實習 讓我在社會中磨練了自己 也鍛煉了意志力 訓練了自己的動 手操作能力 提升了自己的實踐技能 積累了社會工作的簡單經(jīng)驗 為以后工作也打下了 一點基礎(chǔ) 東華理工大學長江學院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 畢業(yè)設(shè)計題目 基于單片機控制 X Y 工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計 學生姓名 歐陽昌馳 學 號 08315114 專 業(yè) 機械電子工程 系 別 機電工程系 指導教師 萬智輝 教學科研部 二 一一年 九月 1 課題研究的意義 國內(nèi)外有關(guān)本課題的研究動態(tài)和自己的見解 隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展 極大地推動了不同學科的滲透 促進了工程領(lǐng)域的技 術(shù)改革 由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展并被機械工業(yè)領(lǐng)域應用從而形成了機電 一體化 使得機械工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 技術(shù)結(jié)構(gòu) 功能和生產(chǎn)管理體系發(fā)生了巨大的變化 也使得工業(yè)生產(chǎn)從 機械電氣化 邁進了 機電一體化 的發(fā)展階段 X Y 數(shù)控工作臺是很多機電一體化設(shè)備的基本部件 比如數(shù)控銑床 數(shù)控鉆床的 X Y 工作臺 X Y 數(shù)控工作臺通常是由導軌座 移動滑塊 滾珠絲桿螺母副及伺服電動機等部 件構(gòu)成 伺服電動機主要是用于驅(qū)動滾珠絲桿 滾珠絲桿螺母驅(qū)動滑塊和工作臺在指定的 導軌上運動 從而完成工作臺在 XY 兩個方向的直線運動 現(xiàn)在大部分使用的數(shù)控銑床都是集機械制造 自動控制 電子技術(shù) 傳感技術(shù) 計算 機技術(shù)及網(wǎng)絡通訊技術(shù)于一體的典型機電一體化產(chǎn)品 2 國內(nèi)外發(fā)展狀況 數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化 使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征 而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大 它對國計民生的一些重要行業(yè) IT 汽車 輕工 醫(yī)療等的發(fā)展起著越來越重要的作用 從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢 來看 其主要研究熱點有以下幾個方面 1 高速 高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢 效率 質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體 高速 高精加工技術(shù)可極大地提高效率 提高產(chǎn)品 的質(zhì)量和檔次 縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力 從 EMO2001 展會情況來看 高速加工 中心進給速度可達 80m min 甚至更高 空運行速度可達 100m min 左右 目前世界上許多 汽車廠 包括我國的上海通用汽車公司 已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組 合機床 在加工精度方面 近 10 年來 普通級數(shù)控機床的加工精度已由 10 提高到 5 精um 密級加工中心則從 3 5 提高到 1 1 5 并且超精密加工精度已開始進入納米級 0 1umu 為了實現(xiàn)高速 高精加工 與這配套的功能部件如電主軸 直線電機得到了快速的發(fā)um 展 應用領(lǐng)域進一步擴大 2 智能化 開放式 網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 21 世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng) 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各 個方面 為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化 如加工過程的自適應控制 工藝參數(shù)自動 生成 為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化 如前饋控制 電機參數(shù)的自適應運算 自 動識別負載自動選定模型 自整定等 數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路 所 謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上 面向機床廠家和最終用戶 通 過改變 增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象 數(shù)控功能 形成系列化 并可方便地將用戶的特殊應用和技 訣竅集成到控制系統(tǒng)中 快速實現(xiàn)不同品種 不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng) 形成具有鮮明個 性的名牌產(chǎn)品 目前開放數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范 通信規(guī)范 配置規(guī)范 運行平臺 數(shù) 控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心 網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近 兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點 數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線 制造系 統(tǒng) 制造企業(yè)對信息集成的需求 也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造 虛擬企業(yè) 全球制造 的基礎(chǔ)單元 反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢 3 本課題要研究的問題 X Y數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng) 其結(jié)構(gòu)簡單 實現(xiàn)方便而且能夠保證 一定的精度 降低成本 是單片機控制技術(shù)的最簡單的應用 它充分的利用了單片機的軟件硬 件功能以實現(xiàn)對機床的控制 使機床的加工范圍擴大 精度和可靠性進一步得到提高 本課 題研究涉及機械原理 機械設(shè)計 機械制圖 機電一體化 單片機工作原理 數(shù)控技術(shù)等方面的相關(guān)內(nèi)容 3 課題的設(shè)計方案 3 1 設(shè)計方案比較 數(shù)控機床導軌類型分為 滑動導軌 滾動導軌 靜壓導軌等類型 在本設(shè)計中采用滾動導 其原因是 a 靈敏度高 運動平穩(wěn) 低速移動時不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象 b 定位精度高 c 摩擦阻力小 移動輕便 磨損小 精度保持性好 壽命長 在傳動方面有齒輪傳動和滾珠絲桿傳動等類型 在本設(shè)計中采用滾珠絲桿傳動 因為采用滾珠絲桿有一下優(yōu)點 a 承載小 b 移動速度快 c 噪音低 d 定位精度高等 驅(qū)動系統(tǒng)有直線電動機 伺服電動機 步進電動機 開關(guān)磁阻電動機等 在經(jīng)濟數(shù)控機床上 考慮其成本和性能 通常采用開環(huán)步進電機 所以在本設(shè) 計中選擇步進電機 在控制系統(tǒng)方面 可采用單片機和 PLC 進行控制 在本設(shè)計中采用的是 MCS 51 系列單片機 因為它價格低廉 性能優(yōu)越 完全能滿足本設(shè)計的要求 3 2 選型分析 系統(tǒng)運動方式的確定 該系統(tǒng)要求工作臺沿各坐標軸的運動有精確的運動關(guān)系因此采用連續(xù)控制 方式 伺服系統(tǒng)的選擇 開環(huán)伺服系統(tǒng)在負載不大時多采用功率步進電機作為伺服電機 開環(huán)控制 系統(tǒng)由于沒有檢測反饋部件 因而不能糾正系統(tǒng)的傳動誤差 但開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 簡單 調(diào)整維修容易 在速度和精度要求不太高的場合得到廣泛應用 閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有裝在機床移動部件上的檢測反饋元件來檢測實際位移量 能補償系統(tǒng)的傳動誤差 因而伺服控制精度高 閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電動 機或交流伺服電動機驅(qū)動 閉環(huán)系統(tǒng)造價高 結(jié)構(gòu)和調(diào)試較復雜 多用于精度 要求高的場合 考慮到運動精度要求不高 為簡化結(jié)構(gòu) 降低成本 宜采用步進電機開環(huán) 伺服系統(tǒng)驅(qū)動 計算機系統(tǒng)的選擇 采用 MCS 51 系列中的 8051 單片機擴展控制系統(tǒng) MCS 51 單片機的主要特點是集成度 高 可靠性好 功能強 速度快 性價比高 控制系統(tǒng)由微機部分 鍵盤及顯示器 I O 接口及光電隔離電路 步進功率放大電路等組成 系統(tǒng)的工作程序和控制命令通過鍵盤操 作實現(xiàn) X Y 工作臺的傳動方式 為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊 采用滾珠絲杠螺母傳動副 為提高 傳 動剛度和消除間隙 采用有預加載荷的結(jié)構(gòu) 由于工作臺的運動部件重量和工作載荷不大 故選用滾動直線導軌副 從而減小工作 臺 的摩擦系數(shù) 提高運動平穩(wěn)性 考慮電機步距角和絲杠導程只能按標準選取 為達到分辨率 0 01mm 的要求 以及考慮 步進電機負載匹配 采用齒輪減速傳動 4 課題研究準備情況 查閱參考文獻目錄 完成任務所具備的條件 等 學院擁有一支高素質(zhì) 高水平的教師隊伍 現(xiàn)有專任教師366人 教師中有 教授 副教授120人 外籍教師11人 中青年教師中具有博士學位13人 碩士學 位132人 學院擁有各類實驗室51個 工程訓練中心1個 校外實習基地22個 并擁有眾多的高精尖儀器設(shè)備 如日本電子JXA8100電子探針 德國MAT253質(zhì)譜 儀和多種型號的數(shù)控機床等 學院下設(shè)信息工程系 經(jīng)濟管理系 外語與文法系 機電工程系 資源與環(huán)境工程系 共21個本科專業(yè) 實現(xiàn)了以理工為主 文 管 經(jīng) 法 體 教多學科的協(xié)調(diào)發(fā)展 圖書館館舍面積達到19079平方米 閱覽座 位822個 周開館時間近100小時 館內(nèi)藏書328363冊 圖書為325850冊 光盤為 2513張 年訂閱現(xiàn)刊412種 報紙66種 各種數(shù)據(jù)庫14個 萬方數(shù)據(jù)資源 重慶維 普數(shù)據(jù)庫 人大光盤復印報刊資料 中國學術(shù)期刊 超星數(shù)字圖書館 世界科 學 Springer EBSCO 中圖鏈接 化學通報 資治法典 教育管理與執(zhí)法 多 媒體教學 英語聽力和眾多免費數(shù)據(jù)庫 平均日接待讀者980人次 日圖書流通 量達到1850本 綜上所述 可以看到學校擁有雄厚的師資力量和教學資源 完全滿足我們 課題設(shè)計研究的要求 5 畢業(yè)設(shè)計 論文 總體安排和進度 進 度 安 排 序號 設(shè)計 論文 工作內(nèi)容 時間 起止周數(shù) 1 調(diào)研 資料收集及整理 2011 9 25 2011 10 1 2 分析文獻資料 準備開題 2011 10 2 2011 10 26 3 X Y 工作臺總體方案構(gòu)思 2011 10 27 2011 11 5 4 確定 X Y 工作臺的設(shè)計方案 2011 11 6 2011 11 16 5 X Y 工作臺主要部件的選型和驗算 2011 11 17 2011 11 23 6 X Y 工作臺控制系統(tǒng)的設(shè)計 2011 11 24 2011 11 30 7 X Y 工作臺裝配圖及電氣原理圖的繪制 2011 11 30 2011 12 30 8 資料 數(shù)據(jù)整理 并修改畢業(yè)論文 2011 12 31 2012 3 15 9 定稿 準備答辯 2012 3 16 2012 6 4 學生簽名 歐陽昌馳 2011 年 9 月 24 日 6 指導教師意見與建議 指導老師簽名 年 月 日