1、课程设计说明书（论文）课程设计说明书（论文） 课程名称： 自动控制元件及线路 设计题目： X-Y 平面绘图仪 院 系： 航天学院控制科学与工程系 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2012 年秋季学期 自控元件课程设计：X-Y平面绘图仪 - 1 - 目录目录 摘要摘要 1 第第 1章章 绪论绪论 . 1 1.1 绘图仪的简要介绍与发展情况 . 1 1.1.1 绘图仪的性能 1 1.1.2 绘图仪的构成 1 1.1.3 绘图仪的应用 1 1.1.4 绘图仪的发展状况 1 1.2 功能需求与性能指标 2 1.2.1 功能需求 . 2 1.2.2 性能指标与平台参数 . 2
2、1.3 总体方案 2 1.3.1 位置控制系统简介 2 1.3.2 两种平台式 X-Y 绘图仪方案 4 1.3.3 本课程设计 X-Y 绘图仪的总体方案 5 第第 2章章 电机的选型和部分机械传动机构的选择电机的选型和部分机械传动机构的选择 5 2.1 传动副和导轨的选择 5 2.2 丝杠的选择 6 2.3 电机型号及驱动器的选择 6 2.3.1 电机的选择 6 2.3.2 驱动器的选择 .10 第第 3章章 测量元件选型测量元件选型14 3.1 位置传感器特点介绍.14 3.1.1 旋转变压器 14 3.1.2 码盘 15 3.1.3 感应同步器 .16 3.1.4 光栅 17 3.2 传感
3、器的具体选型 18 3.2.1 测速传感器的选择 18 自控元件课程设计：X-Y平面绘图仪 - 2 - 3.2.2 位置传感器的选择 18 第第 4章章 控制系统的简介控制系统的简介 19 4.1 系统总体框图 .19 4.2 两种图形画法插补原理.20 4.2.1 直线插补原理 .20 4.2.2 圆弧插补原理 .21 4.3 控制方法及控制电路的简介 .23 系统评价与结论系统评价与结论 .24 参考资料参考资料 24 自控元件课程设计：X-Y平面绘图仪 - 1 - 摘要摘要 本课程设计题目是 X-Y 平台式平面绘图仪，这是一个较为完善的机电一体化系统。微 处理器通过接收 PC 机软件的绘
4、图信息，控制步进电机形成 X 方向和 Y 方向笔的移动来完 成图形的绘制。本课程设计包括绘图仪机械部分丝杠的简单选择，电机的选择，传感器的选 择，功放电路和简单的控制电路介绍。由于关于自控控制元件及线路的课程设计，所以 我们在本次课设中， 着重于电机的选型和传感器的选型以及功放电路的选择， 简单介绍了下 丝杠的选择，至于如何将绘图软件中的信息转变成程序指令，利用何种算法和算法程序，我 们没有提及，另外对整个系统的控制方法，我们提出了整体思路，在文中给出了控制系统方 框图，但其中涉及的具体算法，如 PID、PI、PD 控制等，我们不作要求。 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.11.1 绘图仪的简
5、要介绍与发展状况绘图仪的简要介绍与发展状况 绘图仪是一种能按照人们要求自动绘制图形的设备。 它可将计算机的输出信息以图形的 形式输出。主要可绘制各种管理图表和统计图、大地测量图、建筑设计图、电路布线图、各 种机械图与计算机辅助设计图等。最常用的是 X-Y 绘图仪。 现代的绘图仪已具有智能化的功能，它自身带有微处理器，可以使用绘图命令，具有直 线和字符演算处理以及自检测等功能， 这种绘图仪一般还可选配多种与计算机连接的标准接 口。 1.1.1.11.1 绘图仪的性能绘图仪的性能 绘图仪是一种输出图形的硬拷贝设备。 绘图仪在绘图软件 的支持下可绘制出复杂、 精 确的图形，是各种计算机辅助设计不可缺
6、少的工具。绘图仪的性能指标主要有绘图笔数、图 纸尺寸、分辨率、接口形式及绘图语言等。 1.1.21.1.2 绘图仪的构成绘图仪的构成 绘图仪一般是由驱动电机、插补器、控制电路、绘图台、笔架、机械传动等部分组成。 绘图仪除了必要的硬设备之外，还必须配备丰富的绘图软件。只有软件与硬件结合起来，才 能实现自动绘图。软件包括基本软件和应用软件两种。 1.1.31.1.3 绘图仪的应用绘图仪的应用 绘图仪是一种优秀的输出设备。与打印机不同，打印机是用来打印文字和简单图形的。 要想精确地绘图，如工程中的各种图纸，只能用专业的绘图设备，即为绘图仪。 绘图仪在实际生活中的应用也是很广泛的， 在电脑辅助设计 （CAD） 与电脑辅助制造 （CAM） 中，绘图仪是必不可少的，它能将图形准确地绘制在图纸上输出，供工程人员参考。如果把 绘图仪中使用的绘图笔换为刀具或激光束发射器等切割工具就可以加工机械零件了。 1
