X-Y工作台课程设计--X-Y数控工作台机电系统设计

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1、0 课程设计课程设计 题题 目目： X X- -Y Y 数控工作台机电系统设计数控工作台机电系统设计 专业专业： 机械电子工程机械电子工程 班级：班级： 1111 机电机电 1 1 班班 姓名：姓名： 学号：学号： 指导教师：指导教师： 2014 年年 12 月月 5 日日 1 目目 录录 第一章 概述 . 3 1.1 数控工作台简介 3 1.2 设计任务. 3 1.3 设计思路及意义 4 1.3.1 设计思路 4 1.3.2 设计意义 4 第 2 章 总体方案的确定 . 4 2.1 机械传动部件的选择 . 4 2.1.1 导轨副的选用 . 4 2.1.2 丝杠螺母副的选用 4 2.1.3 减

2、速装置的选用 5 2.1.4 伺服电动机的选用 5 2.1.5 检测装置的选用 5 2.2 控制系统的设计 6 第 3 章 X-Y机械部分设计 . 6 3.1 确定系统脉冲当量. 6 3.2 导轨上移动部件的重量估算. 7 3.3 铣削力的计算 7 3.4 直线滚动导轨副的计算与选型 . 8 3.4.1 滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取 8 3.4.2 距离额定寿命的计算. 8 3.5 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 . 9 3.5.1 最大工作载荷 Fm的计算 . 9 3.5.2 最大动载荷 FQ的计算 . 9 3.5.3 初选型号 9 3.5.4 传动效率 的计算 .10 3.5.5 刚

3、度的验算10 2 3.5.6 压杆稳定性校核. 11 3.6 步进电动机减速箱的选用 . 11 3.7 步进电机的计算与选型 .12 3.8 增量式旋转编码器的选用 .17 第四章 X-Y数控系统设计 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4.1 绘制进给传动示意图 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4.2 控制系统设计.18 4.3 步进电动机驱动电源的选用19 结 论 .20 参考文献21 3 第一章第一章 概述概述 1.1 数控工作台简介数控工作台简介 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

4、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。 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。 1.2 设计设计任务任务 题目：X-Y 数控工