机械加工车工毕业论文

随着建筑行业的发展,施工过程中的机械化程度越来越高,对工程机械设备的各项性能指标诸如安全性、经济性等也提出了更高的要求。下面是我为大家整理的关于机械毕业论文，供大家参考。

一、工程机械管理中存在的问题

维护管理制度不健全，各项规章制度执行不严

由于受到传统的重机械、轻管理、轻维修思想的影响，在我国有许多工程施工企业到目前为止都没有建立一套系统的、科学的、完整的、严格的工程机械设备管理制度与体系，所以，直到现在我国的机械设备管理体系还比较落后且不健全。

机械设备管理机构的弱化

据调查研究显示，在我国目前的大部分工程企业中，对工程机械管理不够重视，即出现弱化的现象，其中就包括管理制度不健全，管理人员素质较低，没有专业性的技术管理人员，等。现在，大多施工单位所用的机械设备都是采取自己购买或者是租赁的方式，但是这方面的大量投入也成为了施工企业的严重负担，因此会出现许多机械设备老化的问题，制约着机械设备的发展和企业的进步。还有就是当施工企业的任务比较多时，企业所拥有的机械设备一般很难满足工程的需要，而在企业施工任务较少甚至没有施工任务的时候，机械设备又会全部闲置下来，造成了资源的大量浪费。

专业管理人员缺乏，机械管理意识淡薄

工程施工过程具有战线长、参与的人员与设备调动频繁等特点。许多施工企业的领导对机械设备管理的意识比较淡薄，为了减少管理部门的人员编制，降低人力资源成本，往往随意压缩机械管理人员的数量，或让其他施工管理人员兼任机械管理员。长期以来，造成了专业的机械管理人员数量严重不足，而兼职的管理人员素质又达不到要求，使得机械管理工作出现空白，造成工作互相推诿、设备无人管理的局面。而专职机械管理人员的缺失直接导致了机械管理制度的不健全，相当一部分施工企业不具备完整的机械使用管理制度，机械采购、入库、使用及维护和报废等制度措施无据可依，造成了管理工作的混乱。甚至，有的施工企业对自己下属的机械设备数量和类型都不清楚，设备管理是一本糊涂账，根本无从谈起机械设备的管理意识。

工程机械的维修设施不全面，维修人员的知识、技术水平比较落后

许多施工企业由于领导不重视机械的维修和保养，并没有建立完善的机械维修车间，检验的技术水平又不高，导致难以及时发现并控制先进的、复杂的机械设备中存在的故障隐患。有些企业会经常聘用一些短期技术人员，他们的培训时间短，技术能力低，而且在培训的过程中只注重机械的操作，不注重机械保养。盲目地使用造成机械的负荷加重，导致施工机械加速老化。

二、工程机械管理的有关建议

建立健全的工程机械管理制度

对于施工企业，为确保施工的机械设备处于受控状态和做好工程机械的管理工作，一方面要建立一个相对健全的管理机构，成立设备管理领导小组，有机械设备的管理部门和专职管理人员来对工程机械进行全方面的管理。另一方面，需要建立一个健全的工程机械档案，并建立一个详细的工程机械技术资料，而且要定期地组织检查，机械技术的档案要由专人保管。

建立机械操作岗位责任制

为了保证施工机械的正常使用及维护，施工项目部应设置机械管理专职部门，该部门包括机械管理与调度员、操作人员、维修及保养人员、仓储人员等。建立机械管理责任制是在施工的规章制度中明确每一个工作人员根据其岗位的不同而应担负的责任与义务，也就是说，不但要求工作人员要做什么，还要要求该怎样做。每个人都对自己的工作岗位负主要责任，实现机械管理责任化、制度化。

三、利用先进技术对机械设备进行管理

随着科技的发展，各个行业都使用了计算机技术，这是社会发展的需要，而利用计算机技术进行机械设备管理也变得尤为必要，比如:可以依据市场上的租赁需求，在网上建立相关的管理系统，并在这个系统下设置一些明细进行管理，一方面可以有效降低成本，另一方面能够提高管理水平，使建筑企业获得最大的经济收入。

绪论

随着国家对基础设施投入的不断加大，对相关行业的拉动作用效果显著，工程机械的代理商也迎来了快速发展的契机，伴随着企业规模的快速扩张，企业经营管理的风险也逐渐加大。本文以此为背景，对工程机械代理商在经营管理中遇到的主要风险进行了分析，及其应采取的防控措施进行了探讨。随着国家对基础设施投入的不断加大，对相关行业的拉动作用效果显著，工程机械的代理商也迎来了快速发展的契机。为了抢抓市场机遇，提高产品的市场占有率，完成生产厂家的销售目标，代理商不断的招兵买马，购置设备、车辆提高服务质量，满足客户的需求。伴随着企业规模的快速扩张，企业经营管理的风险也逐渐加大。所谓的风险指事件发生的可能性及其结果的组合，是由于未来无法完全预期所形成的不确定性状态。从企业经营角度而言，企业风险，指的是未来的不确定性对企业实现其经营目标的影响。企业风险一般可分为战略风险、市场风险、运营风险、财务风险、法律风险、道德风险等，企业风险按来自企业外部环境还是自企业自身的，又可分为内部风险和外部风险等。下面主要针对工程机械代理商在经营管理中遇到的主要风险进行分析及其防控措施谈一下。工程机械代理商主要将面临四大风险：应收款风险;品牌代理权风险;用人风险;股权结构风险。

一、应收款风险

目前工程机械的主要销售方式有分期收款销售、融资租赁销售、银行按揭销售等信用销售方式，信用销售不仅极大的刺激了产品销量的提升，同时也因为回款周期长、不确定因素多而给生产厂家和代理商带来很大的市场风险，是导致企业现金流不畅或经营亏损的重要原因。应收款风险产生的原因有以下几个方面。一是代理商为了在市场上竞争取胜或迫于制造商提高产品市场占有率的要求，采取多种的手段进行促销，甚至个别代理商为完成目标，零首付做订单，首付分期付款等，加大了应收款项的呆死帐的产生，当大量应收款不能及时回收时，代理商的流动资金贷款未又能及时到位时，就无力按时偿还制造商的余款，这时制造商往往会按代理协议条款进行经济惩罚，如扣除返利、罚款等，甚至将代理商告上法庭。二是几乎所有的工程机械银行按揭业务，代理商都承担最后的连带担保责任，代理商为此付出的代价远远超出了其所获得的利润。大量的应收款，首先导致代理商本身非常脆弱的资金链可能出现断裂，成为代理商目前最大的风险隐患。其次导致的坏账风险，远大于一般经营成本和费用导致的亏损风险。为了防范与控制应收款风险产生，应设立债权部门，债权部门的职责不仅仅是控制应收账款的规模，盯住回款。更重要的是风险的防范、控制、利用。

(1)防范风险。风险的防范主要是指事前防范，也就是债权部在产品真正售出到达客户手中之前应该采取的措施进而达到风险防范的目的。主要包括两个环节，一是债权部在销售部与客户签定销售合同之前对客户信用进行考察，剔除那些存在高风险因素的客户;二是债权部在销售部向客户交付产品之前对客户首付款进行审核，阻止销售部向那些没有按照合同规定支付首付款的客户交付产品，避免在合同执行初期就形成拖欠款。

(2)控制风险。控制风险主要指在销售合同履行过程中对客户还款进行有效的管理，尽量避免拖欠行为。在控制过程中，主要内容是计划回款和督促回款，对应收账款进行逐笔评估，把所有应收款分为三类，并进行分类管理：一是对到期未付款但还款较为容易的客户应由业务主管去催收;二是对还款存在一定难度的客户应由管理层去催收;三是对久拖不还或恶意拖欠的客户，应根据实际情况通过法律程序进行解决。

(3)风险转移。风险转移是指通过合同或非合同方式将风险转嫁给第三人。

首先，通常的风险转移做法是要求购买人、承租人提供有担保能力人的担保、租赁物抵押(需要上牌照的机动车)、其它合法财产抵押、给标的物上保险等。

其次，银行进行按揭贷款时，制造商要承担一定的回购风险。中国光大银行是一家在全国范围内开展工程机械按揭贷款的银行，通过办理其所开设的“全程通”业务，使制造商、代理商、银行三家形成了一个闭环，共同承担风险。通过这样的手段，就使得应收款风险的一部分就转嫁给了制造商。

再次，银行和保险公司也应承担一部分风险。银行和保险公司从中也得到了一定的好处，因此，也应承担一部分风险。

然后，客户也应承担一部分风险。当客户不还款时，就变成了有道德过失的客户。例如，千里马公司在湖北成立了代理商联席会议，代理商每月在联席会议上都会将自己的不良客户向大众公布，这样那些信誉不良的客户在任何一家代理商处都买不到设备。目前，我国的信用体系还不健全，代理商自己应结合自身实际，建立一套完善的信用体系，让客户承担一部分道德风险和未来发展风险。

最后，员工根据自己的实际工作，承担一部分风险，将风险与员工的利益直接挂钩。例如，如果一个员工应收款收回50%，就可以发放50%的销售奖，应收款收回80%，就发放80%的销售奖金，以此类推。员工发放的奖金额度应与应收款成正比，这样才能调动员工的积极性。此外，每月每笔回款对销售经理或债权经理都有一定的奖励，不回款就没有奖励。代理商可以根据这个内容，设计一套科学合理的应收款风险管理构架，进而达到有效的减少或规避风险的目的。

(4)风险减轻。代理商可以通过提高首付款比例来减轻风险，要求支付较高的履约保证金数额，进而缩短货款、租金支付期限，减轻代理商的风险。

二、品牌代理权风险

代理商的企业性质决定了对制造商有很大的依赖性，实力强、资金雄厚的制造商(品牌公司)要求代理商设立单独的公司、团队进行品牌专营，严禁经营同类商品，并在代理协议中已经明确规定。而且协议中还会明确规定，如代理商在规定的年限内没有完成制造商下达的销售目标或市场占有率，会被撤销省级或地区的代理权，代理商在开始的1-3年内为保住代理权，会千方百计的完成任务，而同时对制造商往往非公正的销售政策，也无力进行争辩!给企业的经营带来了一定的损失，既所说的强势制造商。

制造商授予代理权后意味着代理商只能依靠单一品牌产品获取利润。如果一个代理商所代理的是产品一个系列较多、产品型号丰富、产品价格跨度大的比较有强势的品牌，这在一定程度上就等于垄断经营，代理商的利润肯定会很高。如果一个代理商所代理的品牌并不像如前所说的，可能就会经常性地看着销售机会从眼前溜走，影响企业的发展壮大。品牌专营之所以存在较大风险的主要原因就在于单一品牌的产品很难满足现阶段中国工程机械市场需求的复杂性，往往只能一枝独秀，而不能全面开花。专营模式能否给代理商带来足够的利润是衡量其风险大小的最好尺度。

防范品牌代理权风险的措施有：一是设立多个公司，代理多个品牌，代理该品牌最畅销的产品，而舍弃那些不好销的产品。二是代理与专营品牌没有直接冲突的品牌，抓住更多用户的同时，也增加了自身的利润。三是代理商自己要有品牌意识，建设自己的品牌。像沃尔玛、麦德龙等世界零售业巨头一样，建有自己的品牌，实力壮大以后没有哪家制造商敢于抛弃他们。代理商的价值，就在于能提供增值服务。只有销售网络，没有销售能力和债权管理能力，缺少品牌美誉度的代理商，迟早会被淘汰。因此，代理商要规避品牌合作的风险，也必须提升自己的品牌形象。

三、人员风险

近年来，随着工程机械代理商销售网络规模的不断扩张，人员招聘问题进而产生，随之产生的“人员风险”问题。不少代理商都发现，培养人的过程往往是一个培养竞争对手的过程，因为在竞争激烈的市场环境中，任何一个有能力的销售经理都是其他整机厂或代理商猎获的目标。如果一个代理商在人员的内部管理和外部市场管理方面相对比较松弛，可能会导致一个销售经理“跳槽”，这样很有可能导致代理商丢失一片市场，进而在市场竞争中失败，这在实际案例中经常发中生。

为防范人员风险，应采取以下防控措施。首先，实行股权激励机制，制定股权激励制度，如规定公司中层管理人员在公司工作一定年限后，给予一定的股份，以提高他们的积极性，增强主人翁的责任感，稳定公司的发展。其次，建设优秀的企业文化。企业文化体现为人本管理理论的最高层次，重视人的因素，强调精神文化的力量，用一种无形的文化力量形成一种行为准则、价值观念和道德规范，来凝聚企业员工的归属感、积极性和创造性、开拓创新的能力和团队协作精神，使他们感觉到也在为自己的事业、前途来打拼，实现其人生的价值。再次，采取一定的约束机制，譬如新进员工要签订一份《道德担保书》，培训时要签订《服务合同》等。如果员工有道德过失，如虚报费用、拿走货款等，那么不但要给予公司一定的赔偿金，而且公司也要在地方工程机械行业管理网站上披露，使其不能在这个行业重新就业。

如某知名品牌的省级代理商在2008年还面临着被取消代理权的风险，到2012年初营销及参与管理的区域已经达到四个省，在该品牌的代理商的排名已经进入前三名，他们成功的主要经验之一就是实施股权激励政策，规定公司中层管理人员在公司工作一定年限后，给予一定的股份，以提高他们的积极性，增强主人翁的责任感，稳定公司的发展，就如该公司总经理的所说：成功的模式可以复制，在牢牢地占据本省工程市场份额前三名后，在制造商的支持下，通过收购和参股的方式下，兼并原有的代理商和参与原有代理商的经营，扩大了营销区域已经达到四个省，每一个新公司管理层都是从本公司和子公司的优秀人员选出，并按公司的政策给与他们股份，大大增强了主人翁的责任感，每个人都是公司的主人，公司的活力日益显现，市场占有率节节攀升，得到了制造商的充分的肯定。

四、股权结构风险

伴随着企业规模的快速扩张，原有的股权结构蕴含的风险也日益显现。主要表现为以下几种形式。一是家族式股权结构，这种股权结构过于单一，企业员工的发展通常受到限制，没有上升的空间，不利于调动大家的积极性，企业发展到一定程度基本上停滞不前，失去发展的动力。二是非家族性质的有限责任公司，可能存在股权结构过于分散，大家的积极性虽然调动起来了，但却往往不好控制，同样出现风险。如遇到国家的产业政策调整，导致代理商利润下降或亏损，原先经营中一些正常的行为可能不再适应，由于受股东们所受的教育程度、人生价值、理想追求等不同，会导致经营理念上产生分歧，股权的分裂，董事长和总经理被弹劾免职的事件的发生，给公司的经营带来震荡，甚至会带来致命的伤害。如某知名品牌的省级代理商，因股东之间经营理念的不同，导致矛盾激化，经制造商的多次调解,也无法和解,已经严重影响到公司的经营及品牌挖掘机的市场占有率,制造商被迫取消了其代理资格,最终公司落得破产解散的命运。

基于单片机的仪表车床简易数控系统的实现第2章 数控系统的设计要求概述该数控系统是为了适应国内众多的普通机床改造而设计的主要考虑四个方面：①经济性既然是用于普通机床的数控化改造，因此，必须充分考虑系统的成本，这是保证达到系统设计目的的关键。这里的成本包括整个系统的成本，包括数控系统、伺服驱动系统及机械传动系统等，其核心在于数控系统的方案选择。②方便性数控系统的方便性，又叫“宜人性”，主要反映在系统的编辑部分。编辑(编程)部分是人和系统直接打交道的部分，即所谓的“人机界面”。人机界而应当对用户友好，也就是说编辑(编程)部分应当尽量给用户提供力便、快捷舒适的操作使用环境。系统需从以下几个途径来体现：●汉化按键，方便各种层次的操作者使用。●输入、检索、修改尽量一体化。即输入时可以检索、修改，检索时可以修改、输入，并且自动显示程序段号。●快速检索，即能对程序进行上下翻页显示。③实用性经济则数控系统的设计不应追求功能的大而全，应以实用为原则。一般的机械加工只要能具有以下功能即可满足需要：●直线、圆弧插补。插补速度要充分考虑被机床本身的内在素质，如刚性、抗震性、耐磨性等，不宜过高。●速度衔接技术，即速度升／降速控制。速度衔接技术可以保证系统在加工过程中实现2段程序间的速度平滑连接，从而避免造成加工刀痕或平台，保证精度。●动态坐标显示。●加工程序的掉电保护能力。●电动刀架控制。采用电动刀架，用软件进行控制，可以提高生产效率。●细分技术。细分技术是当今经济型数控系统的一项重要技术。它可以有效解决步近电机的低频振荡问题，同时使机床脉冲当量细化，提高控制精度；另外，还可以提高低速加工时的出刀。④可靠性由于数控系统工作环境十分恶劣，必须有足够的可靠性才能保证系统稳定运行。数控系统的性能指标按照广述设计要求及设想，数控系统的性能指标可归纳为：●X，Z两轴联动，开环控制方式。●ISO国际数控标准格式代码编程。●快速定位。●具有直线、圆弧插补能力。●能与上价机串行通信、具有简单的联网能力。●最大编程尺寸，z轴脉冲当量，x轴脉冲当量，最大进给速度为（5m/min）。●预留螺纹加工功能的接口。●具有连动、点动2种手动加工方式，以及自动连续加工方式。第3章 总体方案的确定系统总体方案本系统在研制过程中，紧紧围绕可靠性、方便性、低成本等设计要求。确定总体方案如下：基于单片机的系统结构按照上述设计思想，本系统采用基于单片机的系统结构。这种方案结构简单，成本低。考虑到扩展性，主系统采用89S58单片机。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。1.一个个8位的CPU2、26个特殊功能寄存器（Special Function Register）3、一个片内振荡器及时钟电路4、全静态工作：0Hz-24KHz5、32条可编程I/O线6、2个16位可编程定时计数器7、5个中断优先级2层中断嵌套中断8、2个全双工串行通信口9、电源控制模式：低功耗的闲置和掉电模式10、8031 CPU与MCS-51 兼容11、4个8位并行（Parallel）I/O口12、三级程序存储器保密锁定13、128B 内部RAM14、内部硬件看门狗电路15、4k Bytes Flash片内程序存储器(寿命：1000写/擦循环)16、一个SPI串行接口,用于芯片的在系统编程17、可寻址64KB的外部ROM和外部RAM的控制电路这些我们称为单片机的资源（Souce），单片机的应用就是怎么充分合理地利用这些资源，来解决实际中的问题人机界面(1)采用液晶显示界面作为一个简易型数控系统，采用了12232汉字图形点阵液晶显示模块，带背光字符型液晶模块作为主显示界面，不采用数码管显示。这样做的目的有3个：●液晶显示方式具有显示容量大、可以显示所有字符及自定义字符的能力。至于不能显示图形以实现加工曲线动态显示的缺陷，可以通过上仪机模拟仿真加工来弥补。●液晶显示模块自身具有控制器，可以减轻主CPU的负担。●使系统具有菜单驱动的基本素质。采用菜单驱功方式实现编辑模块的全屏幕编辑功能，达到友好的人机界面要求。●可显示汉字和图形。(2)采用双功能按键设计，简化键盘系统设计中充分考虑功能的需要、操作方便的需要及系统复杂性的要求三者之间的关系确定系统的大多数按键为双功能键，使得整个系统界面简洁。采用开环控制方式系统设计的目的决定了系统只能采用开环控制方式。在开环型位置控制系统中，只能采用步进电机作为伺服执行单元。这是由步进电机车身的特性决定的。关于步进电机的特性等详细内容参见本章后续有关章节。开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低，仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。这类系统比较简单，价格最便宜，可以用于小型车床、铣床、钻床和线切割机床。如下图是常见的两坐标简易数控系统的组成框图。系统软件固化在单片机的存储器中，加工程序可通过键盘或磁带机输入，经系统软件进行编辑处理后输出一个系列脉冲，再经光电隔离，功率放大后大驱动两台步进电机，分别控制机床两个方向的运动，完成位置、轨迹和速度的控制。根据需要，微机还可通过继电器电路，实现对诸如主轴起停、变速、各种辅助电机起停、刀架转位、工件爽紧松开等动作的自动控制，使整个加工过程自动进行。图3-1开环步进电机与单片机连接电路单片机控制步进电机拖动的开环系统具有价廉，技术成熟等优点，因而使用较多。但这种系统还存在拖动力矩偏小，过载能力差、速度偏低，精度不够高及其价格随力矩增加成指数卜升等缺点。为此，选用时要注意在适当的范围内发挥其优势。一般主要适用于拖动力矩小于15Nm的小型机床，如C616，C618，C620，C6140等普通车床。对于转矩要求大、功能要求多的机床(如铣床、镗床、钻床及镗铣床)和高精度机床(如坐标镗床)就难于使用，需要开发与其适应的其他经济型数控系统。功能精简，提高可靠性设计具备简易型数控系统必需的基本功能●直线、圆弧插补能力。●端面、台阶的循环加工。●点动、连动、自动3种运行方式。●申行通信能力。系统功能模块及其分析系统功能模块与总体框架(1)系统操作界面按照上述图3-2 系统的人机界面图复位——系统在死机、工作出错等情况下的总清键，使系统回复设计的原始状态。运行——自动运行用户的零件加工程序，包括程序的语法检查、数据处理、编译、插补运算及步进电机控制等。暂停一—自动加工的暂停，是一个乒乓键，按一次，加工暂停，再按一次，继续加工。换刀一—用于手工换刀，每按一次．电动刀架转一个工位，本系统中为90度。手动——与“←、↑、→、↓”配合，以实现动作台的连动；在编辑程序时为光标移动键。数字1—9均为双功能键、用于程序输入、用“上下档”键进行切换。G—一准备功能键，用于ISO加工程序输入。M——辅助功能键，用于冷却泵的启/停、程序的结束等程序段的输入。插入—一用于程序编辑过程中“插入修改”方式的切换。也是乒乓键，用块光标或下划线光标指示。删除——在插入方式下，删除当前的字符；在修改方式下，删除当前光标位置字符。上页一—程序上翻到上一程序段。相当PC机的PageUp键。下页——程序下翻到下一程序段。与上页键一样是一个屏幕编辑键。相当PC机的PageDown键。回车——确认键。Esc——相当于PC机的Esc键。(2)系统功能模块与总体框架系统从总体上分为人机界面模块、伺服执行模块、电动刀架拧制模块、串行通信模块及基于AT89S51单片机的主控模块等5大模块，参见图3-2。各模块的功能分别是：图3-3 系统模块与总体框架①人机界面模块该模块主要完成人机的对话与交流，物理上表现为显示器与键盘，核心功能是加工程序的编辑。由于采用全程菜单驱动形式．使该模块具有较好的友善性。②伺服执行模块该模块主要由脉冲分配器、伺服驱动及步进电机等组成，是一个执行单元，按照主机的指令完成工作台与刀具的相对运动，实现车削加工。其速度特性、矩频特性等直接影响加工的精度和速度。③电动刀架控制模块采用2继电器方式的4方电动刀架．用软件完成刀架的换刀动作，即刀架电机的正转拾刀→换刀→反转锁紧，是经济型数控系统必不可少的部分，可以提高加工效率，大大减少在加工过程中因手工换刀带来的误差。④串行通信模块该模块的功能是完成与上位机的串行通信，采用三线制方式，使系统具有基本的组网能力。⑤主控模块主要包括零片微处理器(也括监控程序)、加工程序存储单元及与其他模块的接口电路要完成程序编辑、加工程序处理、软件插补达贸、电动刀架饺制及行程限位保护等。系统软件框架如图3-4展示了系统软件框图。系统上电后，执行初始化程序、键盘扫描程序。如有“计数显示”、“计数清零”、“点动”等功能键按下，执行其各自的工作子程序后返回初始化程序，并显示其相应的提示符。顺序控制程序也设计成子程序模块，它的主要功能是读入各行程开关及压力继电器的信号状态组合，经分析判断，输出一系列控制信号，完成对工件的自动加工。如按下“点动”键，则显示点动提示符，执行顺序控制程序，即返回初始化程序，如按下“连动”功能键，则首先置连动工作标记（此时，除“返回”键外，其余各键均用软件屏蔽），然后开中断，等待，刀具检测信号，收到中断请求信号后，执行中断服务程序。在中断服务控制中，先后执行顺序控制子程序，键盘扫描及显示子程序，并记录和显示数据。完成一次顺序控制或有“返回”键按下，则返回主程序。回到主程序后，仍判断是否有“返回”键按下，如有，则返回初始化程序。否则，重新等待中断。采用模块化设计：①点动，连动，换刀该模块主要实现工作台在x，z两轴上正、反2个方向的点动、连动操作，以及手动控制换刀等，用于方便对刀、工作原点设置等。②自动该模块主要实现加工程序的处理(包括程序语法检查、程序编译、数据处理等)、插补运算步进电机的控制及自动换刀控制等。③参数设置该模块主要实现刀具补偿参数设置、间隙补偿参数设置等自动加工参数的设置。④编辑模块该模块主要实现零件加工程序的键盘编辑、输入。⑤通信模块该模块主要实现与上位机或其他智能设备的串行通信，可用于加工程序的传送等。图3-4 系统软件原理框图第4章 硬件系统设计主模块设计主模块中关键器件及其选型(1)单片机本系统采用PHILIPS公司的8位单片机AT89S51为控制核心。AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,全静态工作，RAM可扩展到64K字节，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，32个外部双向输入/输出（I/O）口，2个16位可编程定时计数器。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等.图4-1单片机系统原理框图(2)数据存储器的选用系统采用单片机作为控制核心，最高速度为33MHz，我们用到。速度高对外部电路特别是外部数据，程序存储器扩展电路要求很高。必须满足在CPU读数据或程序指令时，外部数据或程序指令已准备好了。所以必须进行芯片的时序校验。为了使系统工作可靠我们也进行存储器的校验。首先，对存储器作一介绍。单片机存储器分为内部存储器和外部存储器，内部存储器又分为内部数据存储器和程序存储器，同样，外部存储器也分为程序和数据存储器。本系统采用AT89S51为核心单元，其本身带有128B的RAM和4KB的Flash内部程序存储器。对于数据存储器，内外两部分是独立编址的，用不同指令来访问不同的数据存储器，即，MOV访问片内，MOVC访问片外，外部可扩展到64K，由于在外部数据存储器和I/0是统一编址的，应给I/0留一定的空间，且本系统要求留有一定的扩展空间，所以本系统扩展采用的芯片是6264。Y62256是HUNDAI公司的一种高速低功耗32K的CMOS的静态RAM，采用现代公司的高速CMOS工艺技术。HY62265具有数据保持模式，以确保在最低供电电压下2V数据有效。使用CMOS技术，电源电压在之间，数据保持电流几乎没有影响。HY62256适合使用在低压和电池供电工作环境。M28256用于扩展程序存储器，是一种采用ST微电子公司拥有知识产权的多极性硅技术制造的。在3V或}V供电条件下具有快谏低功耗工作模式。电路已被设计成可提供与微控制器柔性接口特征。可使用软件或硬件进行数据循环测试或位功能锁定。可以使用标准的JEDEG运算法则进行软件数据保护。电路扩展如图4-2所示。图4-2 存储器扩展(3)总线驱动、数据、地址锁存及译码电路由于单片机的数据线和低位地址线共用必须加地址锁存器进行低位地址锁存。使用74LS373作为地址锁存器，当应用系统规模过大，扩展所接芯片过多，超过总线的驱动能力时，系统将不能可靠工作，此时应加用总线驱动器来减少读数据的持续时间。整个系统可扩展的外部数据总共为64K，由于单片机外部数据存贮器和工/0是统一编址的，我们将低32K作为外部扩展的数据存储器，高译码电路采用两片74LS138,用了32K作为I/0使用或留给以后扩展用。由于外设使可编程器件，所以在使用138作译码时需要产生两种译码地址:一种是地址连续，一种是段地址连续。其中Ll,L5可作为系统再次扩展时用。译码地址输出在图4-3中已给出，Y0-Y7作为单地址芯片片选信号，Y8-Y15可作为可编程芯片片选信号，如8254可编程计数器。译码电路如图4-3.图4-3译码电路主模块电原理图设计本系统选用AT89S51CPU作为数控系统的中央处理机。主程序框图如图4-4。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。CPU对8279的控制是先读回8279的状态字，查看PIFORAM中有无字符 ，若有将根据字符个数读出所有字符，并进行相应处理；若无，则直接返回。CPU对8279的监视采用查询方式，对8279分配的数据口地址为8000H，状态口地址为8001H，CPU每隔10ms定时中断查询一次，所有显示采用查询段码表的方式实现，简化了程序设计过程，提高了程序质量。图4-4主程序框图输入/输出模块设计 I／O模块电原理图设计8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示。8279是可编程接口芯片，通过编程使其实现相应的功能，编程的过程实际上就是CPU向8279发送控制指令的过程。在软件设计中，显示方式采用了8个字符显示，左入方式，编码扫描键盘，双键锁定。I／O模块电原理图如图4-5所示。图4-5 I/O模块电原理图图4-6 8279工作程序框图步进电机控制接口X，Z两轴采用3相6拍步进电机，并口8255向控制端口写控制字，PUSLE来实现对步进电机的控制。8255接步进电机的环形分配器，通过3片4N25光电隔离，分别形成X、Z所需的3相控制信号，送往步进电机驱动电源，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。芯片YB013实现硬件环分任务，；达林顿光隔离管4N25实现计算机弱点部分和步进电机强电部分的隔离，既起功率放大作用，又充当无触点开关，实现对计算机的保护。单片机控制步进电机连接如图4-7所示。图4-7 单片机控制步进电机刀具控制接口(1)电动刀架及其工作原理电动刀架的机械部分类似于蜗轮机构，实现刀具的抬升、旋转(交换刀具位置)及下降锁紧，这里着重讨论实现上述动作所必须的硬件条件和电路原理。在图4-8中，继电器KA1，KA2实现电动刀架的动作切换控制，主要完成刀架电机的正、反转切换。在刀架旋转过程中，每个工位上的霍尔元件会依次切换为有效状态，系统根据T1，T2，T3及T4状态的变化，可以推断出目前的刀号，并判断是否为当前所选用刀具，一旦符合，则电机反向旋转，锁紧刀具。电动刀架各时序的切换反间隔是系统控制的关键，反向锁紧所用时间取决于电动刀架生产厂家的推荐指标，过长会引起电机发热甚至烧毁。为保证电动刀架安全运行，在电动刀架交流380V进线处加装快速熔断器和热继电器。图4-8电动刀架的电原理图(2)电动刀架与单片机的接口电动刀架与系统的硬件接口主要是控制电机正、反转信号J1，J2及刀号反馈信号TI，T2，T3和T4。上述信号均光电隔离后与单片机系统接口。电动刀架软件控制流程如图4-9所示，采用查询方式。图4-9电动刀架控制流程程序为：#include <>#include <>#define N1 XBYTE[ ]typedef unsigned char ucharvoid adc0809(uchar idata *x);void delay();void main(){static uchar idata ad[4];adc0809(ad);}void adc0809(uchar idata *x){uchar i,*ad_adr;uchar motor=1;ad_adr=&N1;for(i=0;i<4;i++){If(*ad_adr=i){delay1( );KA1=1;delay2( );return();}else KA1=0}}void delay1(motor==0){uchar j;for(j=0;j<20000;j++){;}}void delay2(void){uchar j;for(j=0;j<150000;j++){;}}急停、暂停、行程限位接口电路限位开关为常开状态；因此，X十，X一，Z十，Z一正常输人为低电平状态。因此如果行程开关被压合，向INT0发出中断信号，系统进行复位，步进电机的脉冲消失，也就无法继续前行，起到保护机床的目的。本系统采用三输入端与非门74HC10的输出端作为一个共用的中断信号接至单片机的INT0，用于实时处理紧急停车、暂停、限位报警功能。电路如图4-8所示：串行通信电路本系统由两部分构成，上位机系统和下位机系统，由于上位机主要完成管理显示等工作，下位机完成控制功能，所以上位机和下位机的数据传输实时性要求不高，我们采用串口通信。使用RS232标准，MAX232进行电频的转换。串口RS232标准，它是美国电子工业协会(Electronic Industry Association)的推荐标准。本系统采用9针连接器，其定义见表4-1。本系统采用三线制TXD,RXD,GND连接，以使电路简单。表4-1 连接器定义表串口通讯电路主要由MAX 232电平转换电路构成。MAX232是MAXIM公司产品，一种电平转换芯片。可以将TTL转换成RS232，或RS232转换成TTL。满足单片机和普通计算机的通讯电平转换要求。电路如图4-10所示。图4-10 通信接口电路人机界面模块设计单片机应用系统中常用显示方式及其比较在单片机应用系统中，目前比较常用的显示介质有数码管(LED)、液晶显示(LCD)及CRT等，在家用电器中用的比较多的是真空荧光屏(VFD)。现就各自特点简述如下：(1)数码管数码管是一种主动发光器件。所谓主动发光．是指环境越暗越清晰。分为7段数码管和“米”字数码管2种。前者用于显示ARCⅡ码，显示信息量小；后者除了可显示ARCⅡ字符外，还可显示一些自定义的比较复杂的字符。数码管按驱动电流分，又可分为普通亮度、高亮、超高亮等。数码管由于其廉价而且扩展方便等特性，—直是单片机系统中用得最多、最广的一种显示器件。国内有不少型号的数控系统、尤其是早期的数控系统，广泛采用数码管作为显示界面。(2)液晶显示液晶显示器是一种被动发光器件。所谓被动发光，是指环境越亮越清晰，黑暗环境下必须加入背光才能清晰显示。分为字段型液晶显示器、字符型液晶显示器及图形点阵液晶显示器。字段型只能显示ASCII字符，字符型可以显示ASCII字符，显示效果比字段型好，而且可以显示少量的自定义字符；图形点阵液晶显示器是目前在单片机系统中比较流行的新型显示器件，可以显示所有字符及图形，由于其可以显示汉字的特性，被广泛用于国内智能设备中，国内的数控系统也开始广泛采用。(3)CRTCRT显示器分为单色和彩色2种，在数控系统中，尤其是高档数控系统中应用日益广泛。其特点是成本低、显示容量大；可以显示所合字符、图形及汉字；采用视频专用接口电路MC6847等与单片机接口，比较复杂，因而在—般的应用中比较少见。(4)真空荧光屏真空荧光屏简称VFD(vacuunm fluorescent display module)，是一种新型的显示器件。它由3个基本电极——阴极(灯丝)、阳极及栅做封装在一个真空的玻璃容器内构成。阴极是涂敷了金属氧化物的钨丝；栅极是极细的金属网；阳极为段或点阵型的导电电极，它上面的荧光物质可显示相应的字符或符号。栅极和阳极之间加有正电压，从阴极发射出来的电子被这个正电压加速，碰擅到阳极表面的荧光物质产生辐射，发出波长为505nm左右的谈绿色荧光。通过按制栅极和阳极之间的电压，就可以显示各种字符。VFD由于其以下特点而被广泛应用于家用电器、商场POS机以及新型的仪器仪表中。①亮度高，并且不存在视角问题，②工作温度范围宽、寿命长；②外围电路简单，只需十5v电源就可以工作，提供准8位数据总线接口；④功耗低。但这种显示器目前用在数控系统上还比较少。点阵液晶显示模块(1)字符型液晶显示模块本数控系统采用字符点阵液晶显示模块DM12232。该模块具有以下特点：●能显示122列32行●电源（内置升压电路，无需负压）●与微处理器接8位或4位并行/ 3位串行●多种软件功能：自定义字符、画面移动、光标显示、睡眠模式等功能●配置LED背光}