xy数控工作台课程设计()修改版.docVIP

指导教师评定成绩： 审定成绩： 重 庆 邮 电 大 学 自 动 化 学 院 光机电一体化课程设计报告 （总体方案设计） 单位（二级学院）： 自 动 化 学 院 学 生 姓 名： 赵国强 专 业： 机械设计及其自动 班 级： 0841003 学 号： 2010213292 指 导 教 师： 赵双 设计时间： 2013 年 5 月 重庆邮电大学自动化学院制 目 录 1.　介 绍 2 1.1 设计的主要内容和任务 3 1.2 X-Y工作台的发展趋势及产业化的现状 4 1.3 数控X-Y工作台设计的意义和目的 4 2.　总体方案确定 5 2.1 机械传动部件的选择 5 2.1.1导轨副的选型 5 2.1.2丝杠螺母副的选型 6 2.1.3减速装置的选用 6 2.1.4伺服电动机的选用 6 2.1.5传感器检测装置的选用 8 2.1.6检测装置的选型 8 2.2 控制系统的设计 9 2.2.1系统的运动方式与伺服系统 10 2.2.2计算机系统 10 2.2.3 X—Y工作台的传动方式 10 3.　主流程图 11 3.1 绘制中断方案图 11 3.2 绘制总体方案图 11 3.3 CPU接口设计 12 4. 结束语 14 1.　介 绍 摘　要：X-Y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，是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危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，精度和可靠性进一步得到提高。X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机，及2764, 6264存储器及8155芯片等硬件组成，在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。 其基本思想是通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工，每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转，同时通8155将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀，电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。 其工作原理是每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场;由于步进电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用。 关键词：步进电机；数控系统；X-Y数控工作台 1.1 设计的主要内容和任务 1.采用AT89C51单片机进行数据处理、采集和控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制等。 2.收集相关资料及图纸； 3.确定改造目标、X-Y工作台参数； 4.确定改造总体方案； 5.设计一个数控X-Y工作台及其控制系统； 6.选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用，考虑电机选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。 7.确定机械改造方案； a.确定系统脉冲当量； b.运动部件惯性计算； c.计算伺服电机参数； d.传动及导向元件的设计、计算、校核； e.其它相关零件的选型及计算。 8.确定驱动系统改造方案；主要是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题：要弄清机构或机械执行元件的主要功能（传动运动、动力、位置装置、微调、精密定位或高速运转等），进行力矩、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。 数控X-Y工作台外形 1.2 X-Y工作台的发展趋势及产业化的现状 目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的多功能性方向发展，现在一些工作台，它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。 X-Y工作台作为数控机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计