电火花线切割机电气控制系统的设计

摘 要

随着数控线切割机床应用的不断扩大，机床本身也得到了不断的发展。十多年前，“负旦型”数控线切割机床首先应用于实际生产，最早控制台是由晶体管分离元件组装而成，逐渐采用集成电路，现在正向采用微型计算机控制的方向发展，因此本论文设计的“电火花线切割机的电气控制系统”是以89C55单片机作为控制核心，步进电机作为驱动电机，光栅作为位移检测元件而构成的一个闭环控制系统。

电火花线切割机的核心技术就是控制位移量的精度。本文采用了QH-200型光栅尺传感器来检测位移量，通过ATMEL公司的89C55作为控制元件，输出的两路方波，送入单片机，通过CH250来驱动电机，控制电机移动，完成想要的工件图形。

本文设计的电火花电气系统，控制精度及检测精度都能达到±0.01毫米。系统具有加工状态自动显示功能，由键盘控制系统启、停以及对位移量进行设定。

关键词：电火花 线切割 单片机  步进电机

目   录

第一章 绪论 1

1.1课题研究的目的与意义 1

1.1.1 课题的提出 1

1.1.2 课题研究的意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1 电火花线切割机工作原理 2

1.3本文研究的主要内容 2

第二章 系统总体方案的设计 4

2.1 概述 4

2.2 控制方案的选择 4

2.3总体方案的设计 5

2.3.1 控制器的选择 5

2.3.2 位移检测元件的选择 8

2.3.3 QH-200型光栅尺工作原理 9

2.3.4 外围电路的选择 9

2.4系统总体方案设计 11

第三章 控制电路的设计 12

3.1 单片机最小系统的设计 12

3.1.1 时钟电路的设计 12

3.1.2 复位电路的实现 12

3.1.3 CPU89C55的主要性能特点 13

3.1.4 AT89C55引脚描述 14

3.2 并行接口电路设计 16

3.2.1 并行接口芯片8155引脚说明 17

3.3位置检测反馈装置 20

3.3.1 光栅式传感器 22

3.3.2 可编程定时/计数器8253 23

3.4 系统主电路的设计 24

3.4.1 步进电机的工作方式 25

3.4.2 步进电机的驱动 25

第四章 系统输出及输入装置 28

4.1 系统显示电路的设计 28

4.1.1 可编程8279键盘/显示器接口 28

4.1.2 8279 引脚功能 28

4.1.3 8279结构说明 30

第五章  系统软件设计 32

总流程图 33

总    结 38

致    谢 39

参    考   文    献 40

附录I：程序清单 41