简易的数控xy工作台

《简易的数控xy工作台》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一、设计目的通过设计一套简易的数控XY工作台，对加深对数控机床的认识有很大的帮助，同时也了解机电一体化的一些基本知识，并能够初步掌握机电一体化系统设计方法，对于今后的理论及工作起到打基础的作用，也能培养自己的创新意识和动手能力。二、设计参数及要求1.设计参数设计一套简易的数控XY工作台及其控制系统。该工作台用于钻床的加工。设计参数如下：台面尺寸50×50×20；底座外形尺寸：150×150×150；行程X=50；台面速度：X2.m/min；进给抗力X225N;工件物重：8kg；定位精度X;重复定位精度为±0.01mm2.设计要求1）

2、数控XY工作台机械部分的设计计算；2）数控XY工作台机械部分装配图设计；3）基于PLC的机电液控制系统设计图（附在说明书中）；4）设计并调试PLC控制梯形图；5）编写设计说明书。三、总体方案的确定（1）运动方式：36由于是将原普通钻床的基础上设计一数控XY工作台，所以设计改造后的机床的运动方式是点位控制。（2）传动方式：要求采用步进电机控制XY工作台的位置，因此可以采用滚珠丝杠螺母副的传动方式，用联轴器连接步进电机和滚珠丝杠实现传动。（3）电机的选择本次设计的为简易的经济型数控钻床，因此采用开环伺服系统控制，其结构简单，易于调整与维

3、修，且能保证一定精度。（4）丝杠、导轨、伺服电机的计算选型。（5）PLC的选型与编程。系统控制原理图:四、设计的具体内容计算及说明结果361.确定工作台的尺寸及其重量根据题目工作台尺寸为50×50×20，工作台的材料采用45号钢，其密度为。（取）因此：1.1工作台（X向托板）m=50×50×20×7.85×10kg=0.392kgG1=0.392*9.8=3.84N1.2、取Y向托板=X向托板M1=M2=0.392kgG2=3.84N1.3、上导轨座重量根据题目底座外形尺寸为150×150×150因此：m3=150×150×150×

4、7.85×10kg=26.49kgG3=26.49×9.8=259.602N所以根据上面所求，得XY工作台运动部分的总重量为：G=G1+G2+G3=3.84+3.84+259.602=267.282N根据要求所知，其最大加工工件为8kg，另外，还有丝杠、电机、联轴器等，大约3kg，因此：m4=3kg=267.282+（8+3）×9.8=375.082N2.滚动导轨的计算与选择G总=375.082N362.1导轨的基本要求导向精度：指运动部件按给定方向作直线运动的准确程度。精度保持性：指导轨在工作过程中保持原有几何精度的能力。运动精度

5、：包括低速运动平稳、无爬行、定位准确。足够的刚度：在载荷的作用下，导轨的变形不应超过允许值。结构工艺性好：导轨的结构应力求简单、便于制造、检验和调整，从而降低成本。具有良好的润滑和防护装置。本次设计我们选用滚动导轨。2.2滚动导轨副的结构介绍：滚动导轨是在运动部件和支承部件之间放置滚动体(滚珠、滚柱、滚动轴承等)，使导轨运动时处于滚动摩擦状态。滚动体为滚珠。滚珠导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成，如图：362.3导轨副的精度、摩擦系数及预紧：由于滚动直线导轨副具有“误差均化效应”，在同一平面内使用二套或

6、二套以上时，可选用较低的安装精度达到较高的运动精度。通常可以提高产品质量20%～50%。各类机床和机械推荐采用的精度等级见下表：滚动直线导轨副分四个精度等级，即2、3、4、5级，2级精度最高，依次递减。根据题目要求，导轨所选精度为3级精度。直线滚动导轨的摩擦系数为0.003左右，本次导轨设计为双轨平行，四个滑块，3级精度，当在36零间隙或微间隙预压，安装状态良好的条件下，实际摩擦系数约为0.03。预紧的选择：采用过盈装配形成预加载荷2.4滚动体的尺寸和数量增大滚动体直径，可以减小摩擦系数和接触应力，不易产生滑动。若采用滚柱，推荐其直

7、径d≥6～8mm，滚柱的长径比b／d＝1.5～2.0。滚动体的数量取决于导轨的长度和刚度条件，每一条导轨上一般不少于12～16个。若数量过多，会因制造误差引起载荷分布不均匀。2.5导轨的选择选择中国南京工艺装备制造有限公司(http://www.njyigong.cn)的GGB20AA四方向等载荷型滚动直线导轨副，导轨的具体资料结构参数如下：36该型号精度各等级检查项目及允许差见下表：362.6导轨的强度校核根据计算出的工作台总重G总的静安全系数fSL=C0/p,式中：C0为导轨的基本静额定载荷，工作载荷P=G总+Fx；fSL=1.

8、0~3.0（一般运行状况），3.0~5.0（运动时受冲击、振动）。根据计算结果查找有关资料初选导轨：假定系统受到中等冲击，以此取fSL=4.0fSL=C0/pP=G总=375.082NC0=fSLP=4×375.082=1500.32