课程设计-XY工作台数控系统设计.pdf

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1、专业课程设计（论文）XY数控工作台机电系统设计二级学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学号11204020322学生姓名唐加林指导教师袁冬梅时间2015.6.24-7.9目录1.设计任务………………………………………………………………………12.总体方案设计…………………………………………………………………12.1设计目的意义…………………………………………………………………12.2总体方案………………………………………………………………………12.2.1任务分析…………………………………………………………………12.2.2总方案的确定

2、………………………………………………………………13.机械传动部件的计算与选型…………………………………………………33.1工作台外形尺寸及重量初步估计……………………………………………33.2铣削力的计算…………………………………………………………………33.3直线滚动导轨副的计算与选型………………………………………………43.4滚珠丝杆螺母副的计算与选型………………………………………………53.5传动比计算……………………………………………………………………73.6角接触球轴承的选用及校核…………………………………………………84.步进电

3、动机的计算与选型……………………………………………………94.1步进电动机简介及原理……………………………………………………94.2步进电机的计算与选型……………………………………………………94.3步进电动机驱动电源的选用………………………………………………124.4联轴器的选用………………………………………………………………135.工作台控制系统的设计……………………………………………………145.1控制系统硬件选用……………………………………………………………145.2控制系统程序设计……………………………………………………………145

4、.3控制系统硬件电路设计………………………………………………………17体会与总结………………………………………………………………………17参考文献…………………………………………………………………………18重庆理工大学课程设计1.设计任务1.要求：可以实现启动、停止、急停、正向/反向点动、正向/反向连续运动、软硬限位等功能。2.已知技术参数如下:1)立铣刀最大直径d=20mm；2)立铣刀齿数z=33）最大铣削宽度αe=15mm4）最大背吃刀量αp=12mm5）加工材料为碳素钢或有色金属；6）XY方向的脉冲当量δx=δy=0.005mm/脉冲；

5、7）XY方向的定位精度为±0.01mm；8）工作台台面尺寸230mm×230mm，加工范围为250mm×250mm；9）工作台空载最快移动速度Vxmax=Vymax=3500mm/min；10）工作台进给最快移动速度Vxmax=Vymax=500mm/min；11）移动部件总重量为800N；2.总体方案设计2.1设计目的及意义本次设计研制的是基于单片机的XY工作台数控系统，能够有效的改善人机界面、提高加工速度、方便操作人员编写用户加工程序，对改善工人的工作环境有很大的意义。而且能有效的适应多种品种，更有效的发挥经济效益。2.2总体方案2.2.

6、1任务分析：1）设计对象：数控铣床XY工作台机电系统（典型的机电一体化产品）2）根据设计任务，确定总体方案。3）机械传动部件的计算与选型，包括工作台、减速器、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。4）步进电机及驱动器的选型。5）最后绘制进给传动机构的装配图以及各部件间的接线图。2.2.2总体方案的确定：1）系统的运动形式：应用点位控制系统，因为工件在移动的过程中没有进行切削定位。2）驱动方案：由于要满足工作台的快速、急停、定位，需要较小步距角和较大的转矩，以及0.005mm脉冲当量和±0.01mm定位精度,故要选择混合型步进电机驱动。为了简化结构，降

7、低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y1重庆理工大学课程设计工作台。3）X-Y工作台的传动方案：考虑电机步距角和丝杠副导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用减速器降速传动。保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为有一定的预紧力和消除间隙，采用双螺母齿差预紧调整式。并确定滚珠循环方式，丝杠副支承方式。4）控制方案：采用与MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。正反向的点/连续运动可以利用电机通电信号来控制。系统的加工程序和控制

8、命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。利用软件和限位开关实现限位控制。5）XY工作台系统设计结构示意图：图2.1XY工作台系统设计结构示意图由图1可知，