普通数控铣床xy工作台与控制系统设计-毕业设计

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1、本科毕业设计论文论文题目：普通数控铣床X-Y工作台与控制系统设计32普通数控铣床X-Y工作台与控制系统设计摘要随着现代信息技术的发展，以提高产品加工的生产效率为主的高度自动化和提高产品质量为主的精密化成为现代机械加工技术发展的两个主要方向。人们对数控机床、精密仪器和仪表以及各种精密机械设备提出了越来的精度要求，X-Y工作台是这些设备实现高精密加工的重要部件，对于提高产品的加工起着尤为重要的作用。本论文针对铣床工作台机构及其控制系统进行设计，主要包括伺服电动机的选型，滚珠丝杠的选型、强度校核及生产设计中应注意的问题,连接伺服电机和滚珠丝杠副的联轴器的选型，

2、导轨的设计。通过对工作台机械传动链的系统设计以期满足机床进给系统的定位精度和静动态性能，从而确保机床的加工精度。关键字：X-Y工作台，伺服系统，滚珠丝杠，步进电机32目录摘要II第一章引言11.1国内外数控系统的发展概况11.2数控技术的发展趋势11.2.1高速、高精加工技术及装备的新趋势11.2.2多轴联动加工和复合加工机床快速发展21.2.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21.3数控铣床X-Y工作台概述21.3.1国内外的研究现状分析31.3.2工作台的应用31.3.3发展趋势41.4数控铣床系统XY工作台设计的目的4第二章总体

3、方案的确定52.1数控铣床XY工作台设计的意义52.2工作台设计任务52.3机械传动部件的选择52.4控制系统的设计6第三章机械传动部件的计算与选型73.1确定系统脉冲当量73.2工作台外形尺寸及重量初步估算73.3铣削力的计算83.4直线滚动导轨副的计算与选型（纵向）83.5滚珠丝杠螺母副的计算与选型103.6减速齿轮计算设计133.7角接触球轴承的选用、校核14第四章步进电动机的计算与选型164.1步进电机简介及原理164.2步进电机的计算与选型174.3步进电动机驱动电源的选用22第五章工作台控制系统的设计235.1控制系统硬件电路设计235.1.

4、1单片机的简介与选用235.1.2光耦合器235.1.3常用存储器及其扩展电路设计245.1.4常用I/O接口芯片及其扩展电路设计265.1.5步进电动机的控制与驱动27325.2控制系统的部分软件设计275.2.1存储器与I/O芯片地址分配275.2.2步进电动机运行程序设计28第六章总结与展望29参考文献30致谢3132第一章引言1.1国内外数控系统的发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处

5、理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理。 1.2数控技术的发展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业

6、化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：1.2.1高速、高精加工技术及装备的新趋势32效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中

7、心组成的生产线部分替代组合机床。在加工精度方面，近10年来，已由10um提高到5um，精密级加工中心则从3-5um，提高到1-1.5um并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.1um。为了实现高速、高精加工，与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。1.2.2多轴联动加工和复合加工机床快速发展采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何现状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由

8、于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大