双坐标数控工作台设计

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1、毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305目录绪论4第一章：总体方案设计41.1设计任务41.2总体方案确定6第二章：机械系统设计62.1工作台外形尺寸及重量估算72.2滚动导轨的参数确定82.3滚珠丝杠的设计计算112.4电机的选用142.5伺服电机惯性负载的计算152.6轴承的选用152.7轴承的类型152.8轴承调隙、配合及润滑152.9滚动轴承的密封装置162.10本章小结16第三章控制系统硬件设计163.1CPU板163.2驱动系统193.3传感器及软硬件设计20第四章控制系统软件设计254.1总体方案254.2主流程图254.3INT0中断服务流程图2

2、64.4INT1中断服务流程图27第五章参考文献2035--毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305第一章、总体方案设计1.1设计任务设计一台双坐标数控工作台并开发其控制、驱动系统，工作台行程200×200mm，台面尺寸160×320，俩坐标分辨率分别为δ=0.001mm/step,承受最大轴向载荷Fxmax=600N，Fymax=850N，最大移动速度Vxmax=Vmax=1m/min。（要求采用滚珠丝杠和滚动导轨，必要时增加减速机）1.2总体方案确定（1）根据设计任务及机电一体化产品的一般设计法，我采用三阶段法，即总体设计、部件与零件的选择与设计。考虑人、机

3、、成本等因素，产品的可靠性、适用性与完善性设计最终我应尽力在保证的目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。（2）系统的运动方式与伺服系统本工作台是双坐标联动进给方式工作，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，设计时初步采用步进电机及适当位置检测元件半闭环环伺服系统驱动X-Y工作台，以提高系统可靠性（由于工作台控制精度为0.001mm，经计算，步进电机最高运行频率不能满足要求）。因此，重新选择直流伺服电机，配合速度、位置传感器，组成闭环控制系统。（3）控制计算系统设计将采用高性能ATM的AT89S52单片机控制系统（集成度高，可靠性好，功能强，

4、速度快，有较高的性价比）。控制系统由微型计算机部分、键盘、LED、I/O接口、直流伺服电机、光栅、PWM控制器、功率放大器及传感检测电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。（4）双坐标工作台的传动系统根据设计任务要求以及保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用滚珠丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。滚动导轨的选型：由于工作台的运动载荷不大（查表知为轻载型），因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。直流伺服电机的选型：考虑

5、电机转速、转矩等和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，采用光栅检测、闭环控制系统。35--毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305执行元件机械部分动力源电气部分传感检测部分软件硬件AT89S518155LED键盘直流伺服电机驱动电路1驱动电力路2传动部件导向支撑部件齿轮组滚珠丝杠X、Y工作台轴承滚动导轨副直线光栅限位开关系统总体框图35--毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ36396305第二章、机械系统设计2.1、工作台外形尺寸及重量估算工作台尺寸：长宽高320×160×15重量：按重量=体积×材料比重估算320×160×15×10-3×7.8×

6、10-2=60NX向拖板（上拖板）尺寸：长宽高200×160×60重量：按重量=体积×材料比重估算200×160×60×10-3×7.8×10-2=130NY向拖板（下拖板）尺寸：(160+200)×160×30200×160×30×10-3×7.8×10-2=90N上动导轨座重量：单个质量×重力加速度×数量0.5×10×4重量：按重量=单个质量×重力加速度×数量0.5×10×4=20N下动导轨座重量：单个质量×重力加速度×数量1.2×10×4重量：单个质量×重力加速度×数量1.2×10×4=48N上静导轨重量：（2.2kg/m）35--毕业设计说明书论文(全套CAD图纸)QQ

7、36396305重量=比重×长度×数量2.2×（160+200）×10-3×2=16N下静导轨重量：（4.3kg/m）重量=比重×长度×数量4.3×（160+200）×10-3×2=32N工件及夹具总重约：100N因此：上导轨承受总重约60+20+100=180N（工作台、上动导轨、工件等）下导轨承受总重约180+48+270+16+32=546N（上导轨总重、下动导轨、X向托板、上下静导轨）2.2、滚动导轨的参数确定任务书所要设计数控车床工作台，工作行程为200×200mm，需要承受的载荷