自己编写的说明书X-Y工作台完成 需要转配图.doc

机电一体化课程设计 （中文题目） 数控X-Y工作台设计 学号 200811411230 学生姓名 周开放 所在专业 机械设计制造及其自动化 所在班级 机电1082 指导教师 陆兵 职称 副教授 副指导教师 职称 答辩时间 2012年 01 月 12 日 目录 系统的总体方案设计 ………………………………………… 1 机械部分设计 …………………………………………… 2 2.1 工作台尺寸设计 …………………………………………… 2 2.2 脉冲当量和传动比的确定……………………………………… 3 2.3 传动系统等效转矩惯量计算…………………………………… 3 2.4 工作载荷分析及计算…………………………………………… 4 2.4 滚珠丝杠螺母副的选型和校核………………………………… 6 2.5 导轨的选型和计算……………………………………………… 8 2.6 驱动电机的选择………………………………………………… 9 第三章 控制系统设计………………………………………………… 12 3.1 控制系统硬件的基本组成……………………………………… 12 3.1.1 微处理器选择 ……………………………………… 12 3.1.2 系统扩展 ……………………………………… 12 3.1.3 显示模块与键盘连接 ……………………………………… 12 3.1.4 步进电机驱动电路设计……………………………………… 13 3.2 接口程序初始化及步进电机控制程序………………………… 15 3.3 直线圆弧插补程序设计………………………………………… 16 参考文献 ………………………………………………………………… 23 原始数据 设计一个数控XY工作台及其控制系统。该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。设计参数如下： 最大铣刀直径 最大铣削宽度 最大铣削深度 加工材料 工作台加工范围（mm） 最大移动速度 20 mm 8 mm 5 mm 碳钢 X=250，Y=180 3 m/min 一、系统的总体方案设计 数控X—Y工作台的总体方案设计应考虑以下几点： 1.1．工作台应具有沿纵向和横向往复运动、暂停等功能，因此数控控制系统采用连续控制系统。 1.2．在保证一定加工性能的前提下，结构应简单、调整和维修都比较方便，以求降低成本。因为本次设计的系统精度不高，载荷不大，因此进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。采用步进电机来实现驱动，一般情况下多采用开环控制。因为步进电机的输出转角与控制器提供的脉冲数有着正比关系，电机转速与控制器提供的脉冲频率成正比。因此通常在精确度要求不是很高时，采用步进电机是合理的。当然，由于步进电机具有高频易失步，负载能力不强。 1.3．纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们各自由各的步进电动机、联轴器、丝杠螺母副组成。 1.4．为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧装置，以提高传动刚度和消除间隙。 1.5．为减少导轨的摩擦阻力，选用滚动直线导轨。 图1-1 系统总体方案 图1-2开环控制流程图 二、机械部分设计 2.1、工作台尺寸确定: 工作台的行程为X＝250mm，Y＝180mm。工作台尺寸一般为工作台行程的1.1倍。所以：X＝250×1.1＝275mm, Y＝180×1.1＝198mm。圆整，取X＝270mm,Y＝190mm。其厚度初定为30mm 选择工作台的型槽为T型槽，查《袖珍机械设计师手册》表3-25可得所选T型槽的参数： A＝12mm B＝21mm C＝9mm H＝20mm 间距取50mm 一取工作台厚度为T型槽厚度的2倍， 即2×20＝40mm。 工作台质量：М0＝ ＝ ,即纵向丝杠所承受的质量。因工作台有T型槽，故取М0＝ 15 kg。(减去3个t型槽的重量得到的大概数值) 横向丝杠所要承受的质量М为工作台质量加上拖板质量，一般以工作台质量的3.5倍计。即М＝52.5kg 工作台外形尺寸及重量估算 3-1工作台简图 取X向导轨支撑钢球的中心距为300mm,Y向导轨支撑钢球的中心距为250mm,设计工作台简图如下: X向拖板（上拖板）尺寸： 长宽高 300×250×50 重量：按重量=体积×材料比重估算 300×250×50××7.8×N=292.5N Y向拖板（下拖板）尺寸： 300×250×50 300×250×50××7.8×N=292.5N 2.2脉冲当量和传