康波综合课程设计报告详细分解.doc

机电一体化系统综合课程设计 X-Y数控工作台设计说明书（控制部分） 学校名称： 杭州电子科技大学信息工程学院 学生姓名： 康波 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导老师： 金成柱 聂欣 季国顺 二〇一三年十二月 目 录 1.任务书 - 2 - 1.1 课程设计的目的 - 2 - 1.2 课程设计的任务和内容 - 2 - 1.3 需提交的设计成果 - 4 - 2. 制定总体设计方案 - 6 - 2.1 总体方案一 - 6 - 2.2 总体方案二 - 7 - 2.3 总体方案三 - 8 - 3 机械传动部件的计算与选型 - 10 - 3.1 导轨上移动部件的重量计算 - 10 - 3.2 直线滚动导轨副的计算与选型 - 10 - 3.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 - 11 - 3.4 步进电动机减速箱的选用 - 13 - 3.5 步进电动机的计算与选型 - 13 - 3.6 增量式旋转编码器的选用 - 18 - 4 工作台机械装配图的绘制 - 19 - 5 工作台控制系统的设计 - 20 - 5.1控制系统硬件组成 - 20 - 5.2微控制器的选用 - 20 - 5.3驱动器件的选择 - 21 - 5.4控制系统硬件接口电路设计 - 23 - 6控制系统软件设计 - 25 - 6.1 控制系统软件总体方案设计 - 25 - 6.2 主流程设计 - 25 - 6.3 中断服务流程设计 - 26 - 7 总结 - 27 - 8 附录 - 28 - 9 参考文献 - 28 - 1.任务书 1.1 课程设计的目的 《机电系统综合课程设计》是培养机械设计制造及其自动化学生的一个重要实践性教学环节，它是学完了机械制图、机械设计、数字电子技术、模拟电子技术、微机原理及应用、自动控制工程基础、机电传动与控制、数控技术、微机控制机械系统设计、可编程序控制器原理以及机床工艺等有关专业课，并经过生产实习取得一定的实际知识后，综合运用所学过的机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练，其目的是 ●使学生了解机电一体化系统的构成，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养以机电结合，能设计简单机电一体化系统的能力。 ●正确运用微机控制机械系统设计等课程的基本理论和有关知识，学会X-Y工作台或设备数控化改造方案拟定、分析、比较以及进行必要的计算。 ●通过对X-Y工作台或设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法。 ●通过设备的电气部分电路设计，掌握机械设备对数控系统和电气线路的要求，掌握简单数控系统或其他电路设计的基本方法和技能。 ●通过课程设计，提高学生对机械设计、结构设计及电路设计的能力。综合运用机电结合的思考方法，以培养学生对数控设备问题的分析能力和解决问题的能力。 ●掌握编写技术文件等基本技能； ●进一步培养学生应用各种手册和资料的能力。 1.2 课程设计的任务和内容 设计两轴联动的数控X-Y运动平台，完成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统。 表1 主要技术指标 题号 型号 行程 台面尺寸 底座外形尺寸 10 HXY-3025 X Y C B H C1 B1 H1 300 250 240 254 15 550 500 184 （续表1） 最大长度L 负载重量N X,Y最大移动速度 m∕min 重复定位精度 定位精度 678 500 1 ±0.02 0.04 设计目的： 除了满足上表各项指标之外，另外要求满足：切削负载小、运动灵敏度高、低速无爬行；定位精度高；结构轻便，建议机座和滑台采用铝合金；标准组件，独立产品；可直接应用于钻、铣床。 主要工作及设计步骤： 从机电一体化系统功能出发，制定总体方案设计 1. 理解设计参数，制定3种总体设计方案； 2. 分析与比较3种方案； 3. 画出选定的总体方案图，并阐述选用该方案的原因。 机械部分的设计 1.脉冲当量的决定； 2.根据结构参数和运动特性要求，选取合适的步进电机，初步选择电机的类型规格的型号； 3.运动部分惯性的计算