毕业设计（论文）-x-y双坐标数控工作台机电系统设计

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1、双坐标数控工作台机电系统设计郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题目双坐标数控工作台机电系统设计学生姓名专业班级机电一体化06-1班学号34院（系）机电工程学院指导教师(职称)完成时间2010年6月2日双坐标数控工作台机电系统设计郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目双坐标数控工作台机电系统设计专业机电一体化班机电2006级1班学号34姓名主要内容：（一）分析课题要求，拟定总体设计方案，查阅相关文献；（二）电机、微处理器及电气控制、检测部分相关元器件选取；（三）系统总体功能及各部分结构组成硬件、硬件接口电路及相关软件

2、设计；（四）完成设计说明书、翻译外文资料及其它相关要求。基本要求：1．对两坐标工作台及智能控制系统进行研究；2．画出硬件结构图、工作流程图和相关电路图及软件设计；3．撰写毕业设计，查阅中英文献不少于20篇；4．优化系统设计，提高系统的精确性、稳定性。主要参考资料：1．测控系统原理与设计孙传有等北京航空航天大学出版社2．变频器基础及应用第2版刘伟强等冶金工业出版社3．PLC系统配置及软件编程宋伯生编著中国电力出版社4．单片机原理及应用汪文等华中科技大学出版社5．电动机的单片机控制王晓明北京航空航天大学出版社6．上网查阅

3、最新资料完成期限：2010.3.1－2010.6.19指导教师签章：专业负责人签章：2010年2月26日双坐标数控工作台机电系统设计目录中文摘要………………………………………………………………Ⅰ英文摘要………………………………………………………………Ⅱ1绪论…………………………………………………………………11.1前言11.2机电一体化系统综述11.2.1机电一体化系统的基本构成11.2.2机电一体化系统的核心技术51.2.3机电一体化机械系统设计61.2.4机电一体化控制系统设计71.2.5机电一体化的发展趋势92

4、系统的总体方案设计………………………………………………92.1确定主要参数102.2总体方案设计103机械系统设计……………………………………………………113.1滚珠丝杠螺母副的工作原理113.1.1滚珠丝杠螺母副的结构及工作原理123.1.2滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法133.1.3滚珠丝杠螺母副的支承143.1.4滚珠丝杠螺母副的保护143.2滚珠丝杠螺母副的选型和校核153.2.1主切削力及其分切削力计算153.2.2导轨摩擦力的计算163.2.3.计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力163.2.4滚珠丝杠的动载荷

5、计算与直径估算163.2.5滚珠丝杠螺母副的承载能力校验193.2.6计算机械传动系统的刚度203.3步进电动机的工作原理21双坐标数控工作台机电系统设计3.3.1步进电动机的分类、结构和工作原理223.3.2步进电动机的振荡和失步253.4步进电动机的选型与校核253.4.1计算齿轮传动的传动比253.4.2计算折算到电动机轴上的负载惯量263.4.3计算折算到电动机轴上的负载力矩273.4.4计算折算到电动机轴上的加速力矩273.4.5计算进给系统所需的折算到电动机轴上的各种力矩283.4.6选择驱动电动机的型号

6、283.4.7混合式步进电动机110BYG250A293.5直线滚动导轨副的特点303.6导轨的选型和计算304控制系统设计……………………………………………………314.1硬件设计314.1.1RS-232C通信接口电路设计314.1.2单片机的选择324.1.3可编程RAM/IO芯片8155H344.1.4键盘与显示电路设计354.1.5I/O口的分配364.1.6驱动系统设计374.1.7电源转换404.1.8传感器和控制面板设计404.2软件设计424.2.1总体方案设计424.2.2主流程图424.2.3I

7、NT0中断服务流程图434.2.4连续鸣音30ms的控制子程序清单434.2.5显示与延迟子程序444.2.6步进电动机位置控制45双坐标数控工作台机电系统设计4.2.7步进电动机的加减速控制464.2.8绘制图弧程序流程图485全文总结…………………………………………………………49致谢………………………………………………………………50参考文献51附录53双坐标数控工作台机电系统设计双坐标数控工作台机电系统设计摘要双坐标数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单，实现方便而且能够保证一定的精度，降低成本

8、,是微机控制技术的最简单的应用。开环控制能充分的利用微机的软件、硬件功能以实现对机床的控制，使机床的加工范围扩大,进一步提高机床的精度和可靠性。本文机械部分采用步进电动机通过齿轮减速器带动滚珠丝杠拖动工作台在直线滚动导轨副上运动，其中，步进电动机选用110BYG250A型号。工作台控制部分以AT89C51单片机为核心，作为主控器；采用RS-23