机电一体化课程设计---X-Y数控工作台机电系统设计

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1、 机电一体化 课程设计 X-Y 数控工作台机电系统设计数控工作台机电系统设计 院院 系：系： 专专 业：业： 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导教师：指导教师： 1 目录目录 目录目录 1 前言前言 2 第一章第一章 课程设计的目的课程设计的目的 . 3 第二章第二章 课程设计内容课程设计内容 . 4 第三章第三章 数控系统总体方案确定数控系统总体方案确定 . 4 第四章第四章 机械部分设计机械部分设计 . 6 第五章第五章 系统控制软件设计系统控制软件设计 . 14 第六章第六章 结束语结束语 18 参考文献参考文献 18 2 前言前言 课程设计是机床数控系统课程的十分重要

2、实践环节之一。 通过课程设计可以 初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等 资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用 课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。 一种经济型数控机床的控制系统， 包括机床伺服系统和对该伺服系统进行控 制的；其特征在于，还包括通过通信接口与通信的触摸屏，所述触 摸屏包括：数据输入模块，用于输入、修改被控参数的参数值和操作指令，读取 触摸屏的操作界面；数据存储模块，用于存储输入、输出数据；数据处理计算模 块，用于对输入、输出参数数据进行处理、计算；包括输入信号的编码运算；输 出信号的解码运算；数据存储单

3、元，用于存储移位单元传递来的数据；数据检测 单元，用于实时检测坐标轴的当前运动状态参数值，包括距离、速度值，以及控 制方式参数值；数据比较单元，用于将检测单元检测到的坐标轴当前运动状态参 数值、控制方式参数值与触摸屏存储模块的设定值进行比较； 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

4、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，本题目设计得到了老师的帮助和支持，最后在此表示感谢。本题目由共分 六章，第一章课程设计的目的、意义及要求；第二章课程设计的内容，第三章课 程设计总体方案的确定；第四章主要涉及了机械系统设计；第五章主要涉及工作 台机械装配图的绘制；第六章主要涉及控制系统软件设计；最后是结束语和参考 文献。因本人水平有限，错误和不足之处在所难免，处理问题也有不妥之处，敬 请相关老师批评指正。 3 第一章第一章 课程设计的目的、意义及要求课程设计的目的、意义

5、及要求 X-Y 数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向 进刀机构、数控铣床和数控钻床的 X-Y 工作台、激光加工设备的工作台、电子元 件表面贴装设备等。因此，选择 X-Y 数控工作台作为机电综合课程设计的内容， 对于机电一体化专业的教学具有普遍意义。 模块化的 X-Y 数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠 螺母副以及伺服电动机等部件构成。其外观形式如图 1 所示。其中，伺服电动机 作为执行元件用来驱动滚珠丝杠， 滚珠丝杠的螺母带动滑块和工作平台在导轨上 运动，完成工作台在 X、Y 方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电 动机等均已标准化，由专门

6、厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制 系统根据需要，可以选用标准的工业控制计算机，也可以设计专用的微机控制系 统。 图 1 X-Y 数控工作台外形 机电一体化课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运 用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的与要求： 1、 通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪 知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。 4 2、 通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设 计计算及选用的方式 3、 通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控 制驱动方式 4、 培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想 5、 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力 第二章第二章 课程设计的内容课程设计的内容 设计任务 题目：X-Y 数控工作台机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床