小型数控钻床旋转平移工作台控制系统设计概述(doc 34页)
数控钻孔机控制系统设计
数控钻孔机控制系统设计庄旭斌（自动化与电气工程学院指导教师：蒋惠忠）摘要：数控钻孔机控制系统是用在孔加工机床上，以可编程序控制器为主控制器，控制钻头相对于工件的定位，由一个定位点向另一个定位点的控制系统。
该系统由可编程序控制器、步进电机驱动器、步进电机、触摸屏等构成。
PLC是专为工业环境设计的一种工业控制计算机，具有抗干扰能力强、可靠性极强、体积小、编程方便等特点。
利用可编程序控制器脉冲输出指令控制步进电机的转速、方向和移动距离，从而实现精确定位。
触摸屏可用来显示机器当前运行状态，保存配方数据，还可以设置运行参数。
所设计的数控钻孔机控制系统的具有自动控制、手动控制、运行监控、参数设置等功能。
关键词：数控钻孔；可编程序控制器；步进电机；触摸屏；定位控制Abstract：The control system of NC drilling machine which takes the PLC as the main controller is used in drilling machine. It controls the aiguille moving from one positioning to another positioning relative to the positioning of the workpiece. The system consists of PLC, stepper motor driver, stepper motor, HMI, and so on. PLC that designed for the industrial environment specifically is an industrial control computer. It has many advantages, for example, anti-interference capability, high reliability, small size and easy programming and so on. PLC used Pulse Output Function to control the stepper motor speed, direction and distance of movement, accordingly realizing the purpose of exact orientation. HMI can be used to indicate the system’s operating state, to preserv the Filing data, but also can be to set operating parameters. NC drilling machine control system which is designed has automatic control procedures, manual control, operational control, parameter setting, and other functions.Keywords：NC Drilling；PLC；Stepper Motor；HMI；Position Control1 绪论1.1 数控技术的发展历史数字控制（Numerical Control）是数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法，简称数控(NC)。
课程设计-X--Y移动平台.
韩雄飞 __ 完毕日期 ______2023年1月10日_ _______
摘要
本文重要对X-Y数控工作台机电系统和控制系统进行设计。
X-Y数控工作台是许多机电一体化设备旳基本部件，如数控车床旳纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床旳X-Y工作台、激光加工设备旳工作台、电子元件表面贴装设备等。
模块化旳X-Y数控工作台一般由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副,以和伺服电动机等部件构成。
其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠旳螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完毕工作台在X、Y 方向旳直线移动。
导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均已原则化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选用即可。
控制系统根据需要选用设计专用旳微机控制系统。
关键字：X-Y数控工作台，滚珠丝杠螺母副，伺服电动机，微机控制系统。
目录。
毕业设计数控回转工作台
毕业设计数控回转工作台数控回转工作台是一种常见的工业装备，广泛应用于机械加工领域。
本文将从数控回转工作台的原理、结构和控制系统等方面进行介绍，并对其在实际应用中的优势和存在的问题进行分析和讨论。
一、数控回转工作台的原理数控回转工作台是一种带有自动旋转功能的工作台，可以实现工件的自动旋转和定位。
其原理主要基于数控控制技术，通过编程控制工作台的旋转角度和速度，实现工件在三维空间中的精确定位和加工。
二、数控回转工作台的结构数控回转工作台主要由旋转轴、驱动装置、固定夹具等组成。
旋转轴是工作台的核心部件，通过电机驱动实现工作台的旋转。
驱动装置则负责控制旋转轴的转速和方向，以实现精确的工件定位和加工。
固定夹具则用于将工件固定在工作台上，确保工件的稳定性和精度。
三、数控回转工作台的控制系统数控回转工作台的控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括电机、控制器、编码器等；软件部分则主要包括编程和操作界面。
通过编程操作软件，可以设置工作台的旋转角度、速度和加工路径等参数，实现对工件的精确控制和加工。
四、数控回转工作台的优势1.提高加工效率：数控回转工作台可以实现工件的自动旋转和定位，减少了人工操作的时间和成本。
同时，通过编程操作，可以快速实现多种复杂形状的加工工艺，提高加工效率。
2.提高加工精度：数控回转工作台具有较高的精度和稳定性，可以实现精确的定位和加工。
通过精确控制旋转角度和速度，可以实现对工件的精细加工，提高加工的精度和质量。
3.适用于多种工件加工：数控回转工作台的夹具设计灵活多样，可以适应多种形状和尺寸的工件加工。
通过更换不同的夹具和编程设置，可以实现对不同工件的加工需求。
五、数控回转工作台存在的问题1.设备成本高：数控回转工作台的设备成本相对较高，对于一些中小型企业来说存在一定的经济压力。
2.维护和操作难度大：数控回转工作台的控制系统相对复杂，需要一定的技术人员进行操作和维护。
同时，对于编程等操作的要求较高，需要熟练掌握数控加工技术。
数控车床XY轴工作台和控制系统设计
数控车床XY轴工作台和控制系统设计数控车床是一种通过编程控制刀具在工件表面上进行切削操作的机床。
其中，XY轴工作台和控制系统是数控车床的核心组成部分。
在设计这些部分时，需要考虑机床的精度、稳定性、速度和可编程性等方面。
首先，设计XY轴工作台时需要考虑其机械结构和精度。
机床的工作台需要具备足够的刚性和稳定性，以确保在切削过程中不产生振动和变形。
同时，工作台的导轨和丝杆等传动装置需要具备高精度和低摩擦系数，以保证工件加工的精度和表面质量。
其次，控制系统的设计是数控车床的关键。
控制系统包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，需要选择适合的数控装置、电机和传感器等，以便实现高精度的位置控制。
在软件方面，需要开发编程界面和运动控制算法，以便实现工件加工的自动化和高效率。
在设计控制系统时，需要考虑以下几个关键问题。
首先是编程界面的设计，即操作人员与机床之间的交互方式。
常见的编程界面有G代码和M代码等，操作人员可以通过这些代码来描述加工过程的具体要求。
其次是运动控制算法的设计，即根据编程要求计算出各个轴的运动轨迹和速度。
在运动控制过程中，需要考虑工件表面的曲率和加工精度的要求，以便实现高品质的加工效果。
最后是运动控制的实时性要求，即在短时间内对运动轨迹和速度进行精确控制。
这对硬件设备和软件算法的性能提出了较高的要求。
总结起来，数控车床的XY轴工作台和控制系统的设计是一项复杂而关键的任务。
在设计过程中，需要考虑机床的精度、稳定性、速度和可编程性等方面。
同时，需要选择适合的数控装置、电机和传感器等硬件设备，并开发编程界面和运动控制算法等软件。
通过合理的设计和选择，可以实现数控车床的高效加工和高品质加工。
三工位钻床的PLC控制系统设计
三工位钻床的PLC控制系统设计摘要本文通过对普通立式钻床送料,钻孔加工以及卸料的手工常规操作方法的比较和生产实践总结,自行设计了一套三工位深孔加工钻床PLC自动控制系统。
本系统钻床的钻头旋转运动是主运动,它沿本身轴线方向的移动是进给运动,在此基础上,增设了自动送料,自动加工、自动卸料控制,并且工作台旋转,使送料、加工、卸料并行运行。
这种并行自动控制系统大大提高了工作效率,既经济又安全可靠。
关键词三工位;自动;高效;PLC0 引言对于少量工件的简单钻孔加工一般的方法是前一个工件钻孔结束并卸料后方可进行下一个工件送料,在一个时间段只能进行一个工位的运行,并且钻深由人手工设定,这样就大大降低了工作效率,增加了许多安全的隐患,在校实习工厂就有学生曾经发生过不安全的事故。
经过实践和分析,以上常规的加工方法存在着很多问题,尤其是对于大批量流水线型作业难以达到要求。
1 控制系统的设计1.1 控制过程本系统钻床对工件的装卸、夹紧、放松、钻头的进给及退回均采用液压驱动。
可编程控制器选用的是FX1N-30MR系列,本系统的编程采用了步进顺序控制编程方法。
在编程过程中,3个工位的同时运转,采用了并行分支,3个工位分别是:送料、工件加工和检测卸料。
在检测工件时工件是否合格又采用了选择性分支控制。
如图1所示是三工位钻床的工作台示意图:初始状态元件S0用初始脉冲M8002置位,再按下启动按钮X0使三工位同时进入运转状态:工位1由液压控制将工件送到位,然后送料装置退回;工位2采用钻孔加工自动循环,工件夹紧后钻头旋转同时工进到钻深1(X1)处,钻头再上升退回到原位X2处,再工进到钻深2 (X3)处,钻头再次返回到原位X2处,钻削结束,工件放松,为了保证钻头在两次工进上升后工件才可放松,程序中采用了计数器C0;工位三用深度计测量加工孔是否合格,若合格则自动卸料,,若不合格则人工卸料,然后按重启按钮X7,使加工循环继续。
在三个工位的运动均结束时,工作台旋转120度,进行循环加工。
X-Y数控钻床工作台设计 附带设计图纸
目录一、设计任务 (1)二、总体方案确定 (2)1.机械传动部件的选择 (2)2.控制系统的设计 (2)三、机械传动部件的计算与选型 (2)1.导轨上移动部件的重量估算 (2)2.切削力的计算 (3)3.直线滚动导轨副的计算与类型 (3)4.滚珠丝杆螺母副的计算与选型 (4)5.步进电动机减速箱的选用 (9)6.步进电动机的计算与选型 (10)四、绘制进给传动机构的装配图 (15)五、控制系统的设计 (16)（1）控制系统的原理框图 (16)（2）简介 (16)（3）应用 (19)六、步进电动机驱动电源的选用 (22)一、设计任务题目：Z3040钻床工作台Y向进给系统设计任务：设计一种供Z3040钻床使用的数控钻台主要参数如下：1）钻头最大直径d=40mm;2）加工材料为灰铸铁190HBW；3）Y方向的脉冲当量δ=0.005mm/step；4）Y方向的定位精度为±0.01mm；5）工作台面尺寸为400mm×360mm；υ=2000mm/min；6）工作台空载最快移动速度maxxυ=2000mm/min；7）加工时最快进给移动速度maxx f二、总体方案确定1.机械传动部件的选择1)导轨副的选用：要设计的工作台是与Z3040钻床配套使用的，因此，选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
2)丝杠螺母副的选用：伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm的脉冲当量和±0.01mm的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。
滑动丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
3)减速装置的选用：选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构。
为此，决定采用无间隙齿轮传动减速箱。
毕业设计---X-Y数控工作台机电系统设计
毕业设计说明书题目：X-Y数控工作台机电系统设计----Y向工作台三维绘图学院：电气信息系专业：机电一体化摘要目前国内中小企业多采用经济型X-Y数控铣床系统，其工作台是机床上必不可少的部件，工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产率。
随着经济的发展，机械行业的许多普通机床和闲置设备，经过数控改造以后，不但可以提高加工精度和生产率，而且能有效的适应多种品种，小批量的市场需求，使之更有效的发挥经济效益和设计效益。
本课题设计了X-Y数控工作台，该平台由两个一维平台叠加实现，其中一维平台由电机带动滚珠丝杠旋转，从而带动螺母副和工作平台完成直线运动，具体实现时先要确定工作平台的各个参数让其能满足题目的要求，再通过精密计算导轨上移动部件的重量估算、铣削力、直线滚动导轨副、滚珠丝杠螺母副等来确定要制作的数控工作平台，最后通过SolidWorks画出设计的工作平台。
本论文的主要设计内容重点是SolidWorks三维建模，根据设计的机械零部件尺寸完成Y方向工作台零件的三维造型，SolidWorks绘图过程中，先画出单个的零部件，其主要通过一些简单的绘图、拉伸、剪切、扫描、阵列等工具进行建模，然后对这些零件进行一系列的装配，主要通过一些面、线的重合、平行、同心等过程进行装配，从而直观清晰的显示出Y方向工作台的内部结构。
关键词 X-Y数控工作台 直线滚动导轨副SolidWorks目录第一章绪论 (5)1.1、目的和意义 (5)1.2、国内外现状 (5)1.3、本设计的主要内容和任务 (6)第二章总体方案的确定 (7)2.1 总体方案 (7)2.2 机械传动部件的选择 (7)第三章机械传动部件的计算与选型 (9)3.1 导轨上移动部件的重量估算 (9)3.2 铣削力的计算 (9)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (9)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (10)第四章 SolidWorks制图 (15)4.1 SolidWorks介绍 (15)4.2 SolidWorks制图 (16)第五章总结与展望 (19)参考文献 (21)致谢 (21)第一章绪论1.1目的和意义本设计所设计的X-Y工作台采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的丝杠，它的工作原理是通过MCS-51单片机来控制步进电机，使X-Y工作台实现了数控控制。
X-Y数控工作台机电系统设计
X-Y数控工作台机电系统设计简介本文档旨在介绍X-Y数控工作台的机电系统设计方案。
X-Y数控工作台是一种能够实现在二维平面上进行精密定位和移动的工作台，通常用于加工、装配和检测等工作场景。
机电系统是该工作台的核心组成部分，负责控制工作台的运动和定位。
机械结构X-Y数控工作台的机械结构采用传统的XY平面结构，其中X轴和Y轴分别对应水平方向和垂直方向的移动。
工作台通过导轨、丝杠和电机实现位置的精密控制。
机械结构的设计需要考虑以下几个方面：1.刚性：机械结构需要具备足够的刚性，以保证工作台在运动和加工过程中的稳定性和精度。
2.导轨选型：导轨是机械结构的关键组成部分，需要选择高精度、低摩擦的导轨，以实现工作台的准确定位。
3.丝杠传动：为了保证工作台的高速运动和高精度定位，通常采用丝杠传动和步进电机驱动的方式。
丝杠需要选择精度高、承载能力强的型号，并考虑到丝杠的进给速度和负载特性。
4.电机选型：电机是工作台实现运动的关键，需要选择合适的步进电机或伺服电机。
选取电机时需要考虑到运动速度、加速度、精度要求和负载特性等因素。
电气控制系统电气控制系统是X-Y数控工作台的关键组成部分，负责实现机械系统的运动控制和位置定位。
电气控制系统的设计需要考虑以下几个方面：1.控制器：选择合适的数控控制器，如PLC、CNC等，能够满足工作台运动控制的要求，包括速度、加速度、精度和多轴控制等。
2.编码器：为了实现位置的准确度，可以在电机和丝杠之间增加编码器，通过反馈信号实时检测位置，从而调整电机的控制信号。
3.电气线路：设计合理的电气线路，包括电源线路、信号线路和电机驱动器连接线路等。
电源线路需要满足工作台电气设备的功率需求，而信号线路需要保证稳定和可靠的传输控制信号。
4.驱动器：选择适合的电机驱动器，根据电机类型和工作台运动需求确定驱动器的性能指标，如控制精度、输出功率和最大电流等。
软件控制系统软件控制系统是X-Y数控工作台的核心，通过编程实现工作台的运动控制和位置定位。
数控移动工作台的设计
摘要数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。
它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。
它是由主机，CNC，驱动装置，数控移动工作台的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。
此次设计包括移动工作台的进给设计。
控制系统部分包括步进电机的选用及硬件电路设计和工作台系统设计，说明了的扩展，键盘显示接口的设计等等。
该控制系统采用工作台中断控制系统结构及子程序结构，因为子程序结构简单、条件明确在数控系统中应用比较多。
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，便于向多处理机方向发展。
本文以普通数控移动工作台为研究对象，介绍数控移动工作台主-从式控制系统的设计过程。
本设计采用PC 机为上位机，8051为核心的单片机系统作下位机，以打印口作为两者间的通讯接口，构成主—从式控制系统。
该类型机床可以利用微型计算机丰富的软硬件资源，可以编制出具有友好的人机界面的系统控制工作台；可以利用单片机系统结构相对简单、工作可靠、价格便宜的特点，并借助C语言、汇编语言等编制出执行机构的位置控制软，可以使原数控移动工作台的扩充性及开放性更强，使数控编程更加方便、高效，也为将来数控移动工作台的网络控制打下基础。
本文着重阐述数控移动工作台及及主-从式系统的概述；上位机与下位机间通讯接口及通讯模式的选择；下位机硬件设计；步进电动机控制程序。
关键词：数控移动工作台；开放式数控系统；电动机AbstractThe numerical control lathe called the numerical control (Numbercal Control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure control system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed.This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design, also includes the gear modulus computation and the examination, the main axle rigidity examination and so on. The control system partially including step-by-steps the electrical machinery to select and the hardware circuit design and the software system design, explained the chip expansion, keyboard demonstration connection design and so on.This article takes the ordinary numerical control machine tool as the research object, and introduces the design process of a master-slave system. In order to use the abundant software and hardware resources of IPC and to compile software of system which is friendly to users, and in order to compile the control software of execution machinery by C and Assembly language at the same time, this CNC system adopts the master-slave structure and parallel communication method. The master computer sends control instructions and parameters to the slave computer under Windows98, for the sake of making the slave computer work well. This system enhances the expanse and open ability of the original CNC machine tools, makes the NC programming become easy and efficient, and It also set a foundation for the numerical control machine tool in the field of the network control. There are three principal parts in the full text: the summary of CNC and the master-slave system; the communication port and mode between the master and slave computer; the control procedure of the step motor.Keywords：Numerical control; Machine tool; Open-loop；Step motor目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (3)1.1 两坐标数控移动工作台的课题研究意义 (3)1.2 两坐标数控移动工作台的课题研究主要内容 (3)第2章数控移动工作台机械结构 (3)2.1 进给系统组成 (3)2.2 齿形带传动设计 (4)2.2.1 带和带传动 (4)2.2.2 齿形带的选择 (6)2.3 步进电机的选择 (7)2.3.1 步进电机概述 (8)2.3.2 步进电机的选择 (10)2.4 丝杠螺母设计 (11)2.4.1 滚珠丝杠螺母副类型选择 (11)2.4.2 滚珠丝杠螺母副型号及其校核 (12)第3章数控移动工作台工作台控制系统 (13)3.1 工作台控制系统的组成 (13)3.1.1 工作台控制的组成 (14)3.1.2 信号流程分析 (14)3.2 主要功能介绍 (15)第4章工作台基本结构 (19)4.1 工作台整体结构 (19)4.1.1 运动结构 (19)4.1.2 中断工作台结构 (20)4.2 工作台基座的结构 (20)4.3 滑座的结构 (22)第五章控制系统工作台部分 (25)5.1 机械加工主体运行程序 (25)5.2 第一象限到四象限直线插补主体加工子程序 (26)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第1章绪论1.1 两坐标数控移动工作台的课题研究意义数控移动工作台具有经济实用，结构简单，操作方便，价格低廉的特点，它的特控制系统通常采用单片机（8位、16位、32位）作控制器，驱动电机采用步进电动机，多数采用开环控制，由于数控系统具有较高的性能价格比，因而广泛地应用于机床产品的升级换代和普通普通机床的技术改造上。
简易数控工作台及其控制系统设计
简易数控工作台及其系统设计摘要目前在多种机械设备中均需要精密定位，而其中的三维精密定位工作台作为关键部件将直接影响其整机的性能和精度。
为保证机器性能，工作台要在X方向和Y方向实现快速准确的定位，并且要求在Z方向能够实现精确调整和定位，要实现快速和准确定位，必须对工作台进行改装，使用步进电机和控制卡。
本文设计的工作台就是基于单片机控制的三维数控工作台。
建立一台在技术性、经济性、实用性等方面都比较良好的数控三维工作台，作者在完成课题期间研究了数控系统、交流伺服系统、单片机运动控制卡、55BF009交流伺服步进电机，做了很多设计、安装和调试工作。
工作台机械结构的设计与安装。
计算并选择了步进电机，丝杠螺母副、直线滑动导轨副，轴承，设计、联系制作了与工作台连接的连接板及实验台导轨、架体等。
为下一步进行全闭环控制作好了准备工作;伺服系统的选择、安装和调试工作。
计算并选择了伺服电机，进行了伺服电机及单片机运动控制卡的连接与调试;运动程序的编写。
实现了数控工作台的直线等动作。
三维数控工作台伺服系统控制分两部分，一是：x-y部分控制，二是：z方向控制，首先通过STC12C5412型单片机控制X轴和Y轴的步进电机，然后通过89C51控制Z轴的单片机。
STC12C5412型单片机有两个PWM波发出口，可同时发出两个脉冲来控制两个步进电机，发出的两个脉冲通过控制器放大信号来控制步进电机。
89C51型单片机控制一个步进电机，通过控制器来放大信号达到驱动步进电机的目的。
PC机接入单片机，它发出的脉冲不足以驱动步进电机转动，必须接入一块控制器来放大信号达到步进电机驱动电压可以使步进电机转动。
为了使步进电机带动丝杠能记住行驶任意路程，本程序还加入了光耦，它可以使步进电机记忆它的起始位置。
关键词数控系统；三维工作台；步进电机；丝杠螺母副；直线导轨；单片机The design of 3D shape and the system fordetecting and measuring of the test-bedAbstractTo study the influence of the parameters of open NC servo feed systems and spatial geometry error on the precision and find methods to realize the high precision control of numerical control (NC) system, the development of the control system of a two-axis NC worktable ,consisting of ball screws and linear roller guides, was presented in this thesis. The system is based on an open architecture PMAC (Programmable multi-Axis controller) motion control card to realize real-time control. Some experiments concerning control test and error measurement and analysis can be carried out on the designed worktable. At first, the configuration of control system of the 3D NC worktable Was proposed ,and its software was developed. Modular software development concept featured the system design, which includes the following modules: machining position and speed sampled display module; file management module; parameters setting module; error diagnosis module; precision analysis module; manual debugging module; machine simulation module; help module.As one of focuses, the error measurement and precision analysis of the worktable were emphasized in the development of the system software. Series of experiments about system control and precision were made on the worktable. The precision characteristics of the half-loop and closed-loop position feedbacks were analyzed. Through comparing the theoretical analysis with the data collected from experiments ,a conclusion has been drawn that the smallestcontour error will be got if the two axes have the same servo characteristics. The ball-bar ,which is considered to be more reliable than linearscales in measuring contour error, was used to measure the circular motion of the system. The experiment result showed that the contour error of the system was big .By analysis of the error source based on a mathematical model of the measuring system proposed in this thesis, it was found that it was the installation inclination of linear scales that caused so big error. By compensating the error with the measured result by the ball-bar ,the precision of the control system had been improvedKeywords Numerical Control System; Closed- loop Position Feed back; High Precision; Linear Scale目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I第1章绪论 (1)1.1 课题研究意义 (1)1.2 课题现状 (1)1.3 课题研究主要内容 (2)1.4 本章小结 (2)第2章三维数控工作台整体设计方案 (3)2.1 三维数控工作台的工作原理 (4)2.2 工作台设计总体方案的确定 (4)2.3 本章小结 (4)第3章三维数控工作台分体方案设计 (5)3.1 电动机的选择 (5)3.1.1步距角的选择 (6)3.1.2步进电机输出转矩的选择 (6)3.1.3启动矩频特性校核 (8)3.1.4工进运行矩频特性校核 (8)3.2初选丝杠 (9)3.2.1最大工作载荷的计算 (10)3.2.2传动效率计算 (11)3.2.3刚度验算 (11)3.2.4压杆稳定性验算 (12)3.3导轨的选型和计算 (12)3.4轴承校核 (13)3.5 确定工作台尺寸 (14)3.6传动系统等效转动惯量计算 (14)3.6.1步进电机转动惯量 (15)3.6.2丝杠的转动惯量 (15)3.6.3工作台转动惯量 (15)3.6.4总转动惯量计算 (15)3.7 本章小结 (15)第4章三维数控工作台的Pro/E三维建模 (16)4.1 Pro/E简介 (16)4.2 Pro/E的界面介绍 (16)4.3导轨三维模型的建立实例介绍 (17)4.3.1建立新文件 (17)4.3.2建立拉伸特征 (18)4.3.3建立孔特征 (19)4.3.4建立阵列特征 (21)4.3.5颜色和外观 (21)4.4 本章小结 (22)第5章三维数控工作台伺服系统系统设计 (23)5.1步进电机的控制 (23)5.1.1步进电机开环伺服原理 (23)5.1.2 步进电机控制原理 (24)5.2单片机设计（硬件详细接线图见图纸） (25)5.2.1逐点比较法直线插补 (25)5.2.2程序设计 (26)5.3本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章绪论1.1 课题研究意义为了研究开放式数控系统，深入了解其软件与硬件的机理、调试手段，以及研究高速、高精度数控系统的特性，进行动力学误差分析，掌握误差补偿的方法，本课题将建立数控三维三轴工作台。
数控XY工作台与控制系统设计
数控XY工作台与控制系统设计
首先，数控XY工作台的设计需要考虑到工作台的结构和材质选用。
工作台的结构通常有固定工作台和可移动工作台两种形式。
固定工作台适
用于对工件固定位置要求较高的加工，而可移动工作台则可以根据需要进
行位置调整。
材质选用上可以考虑使用铝合金、高强度钢材等材料制作，
以保证工作台的刚性和稳定性。
其次，数控XY工作台的运动方式主要有直线运动和旋转运动两种方式。
直线运动可以通过滑轨、直线导轨等机械结构实现，而旋转运动则需
要使用旋转轴承等机械部件。
在设计时需要根据加工工艺的需求，确定运
动方式的选择，并结合控制系统来实现精确的运动控制。
控制系统是数控XY工作台的关键部分，它主要包括硬件和软件两个
层面。
硬件方面，需要选择合适的机床控制器、伺服电机、编码器等设备，并进行适当的布线和接线。
软件方面，需要编写相应的数控程序，实现工
作台的各种运动和加工操作。
常用的数控编程语言有G代码和M代码，根
据不同的加工需求编写相应的程序。
在数控XY工作台的设计中，还需要考虑到各种安全保护措施。
例如，加工过程中需要加装防护罩，以防止操作人员的误触和机械部件的碰撞。
同时，需要设计相应的紧急停止装置，以应对突发情况。
另外，还可以考
虑添加温度监测、过载保护等功能，提高设备的安全性和可靠性。
总之，数控XY工作台的设计需要综合考虑结构、运动方式、控制系
统和安全保护等多个因素。
只有在这些方面都得到合理的设计和配置，才
能保证工作台的高效加工和可靠运行。
数控车床XY轴工作台和控制系统设计说明书 毕业设计
数控车床XY轴工作台和控制系统设计说明书毕业设计数控车床XY轴工作台和控制系统设计摘要我设计的是车床XY轴工作台和控制系统，采用单片机控制步进电动机驱动工作台。
首先确定设计的总体方案，然后对车床的机械部分进行设计，其中包括工作台、滚动导轨、滚珠丝杠、步进电动机的设计和选用，最后对数控系统硬件和软件设计。
新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
关键词：数控车床 XY工作台控制系统前言一、当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下 ,发展我国数控技术及装备、提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性 ,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度 ,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备 ,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 ,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品 ,其技术范围覆盖很多领域。
（一）、数控技术的发展趋势。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化 ,使制造业成为工业化的象征 ,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大 ,他对国计民生的一些重要行业 IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。
从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看 ,其主要研究热点有以下几个方面:(1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势(2) 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展(3) 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势（二）、对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于 1958 年 ,近 50 年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从 1958 年到 1979 年 ,即封闭式发展阶段。
数控钻攻铣加工中心控制系统-设计书
数控钻攻铣加工中心控制系统V1.0设计说明书目录1前言 (3)1.1编写目的 (3)1.2背景 (3)2系统设计 (4)2.1结构 (4)2.2系统内核 (5)2.3驱动程序 (6)2.4驱动程序模型 (8)2.5I/O请求包（IRP） (9)3功能实现设计 (11)3.1驱动程序中实现I/O功能 (11)3.2中断机制 (11)3.3应用程序与驱动程序之间的通信 (15)3.4驱动程序与应用程序之间的通信 (15)4并口驱动程序开发 (16)4.1系统组成 (16)4.2驱动程序开发 (17)5总结 (17)1前言1.1编写目的随着经济和社会的发展，中小批量生产的趋势曰益增强，而且对精度、形状的复杂程度、效率和效益等也提出了更高的要求。
这就需要数控技术不断发展和提高。
数控技术的发展也十分迅速且具有了一些新趋势，如：开放式智能化的数控系统；5轴联动加工；数控加工的网络化；“软”开放式数控技术等。
本公司专门成立了数控钻攻铣加工中心研发小组，不仅在硬件上加强优化，同时也借助于软件开发实现数控中心的升级，编写本说明书同时为开发者提供研发实录，并为今后再次改造升级提供历史资料。
1.2背景当今世界数控系统市场上的CDE控制器制造商生产的钻攻铣加工中心控制系统，大多是专用设备，在结构上提供给用户有限的选择，用户无法对现有数控设备的功能进行修改以满足自己特殊需求；各种厂商提供给用户的系统的操作方式各不相同，用户在培训人员、设备维护等方面要投入大量的时问与资金；当今的加工中心控制系统处DNC和FMS环境中，同时还与CAD/CAM，CAPP等系统实现通信，过去的封闭式加工中心控制系统系统，没有共同的编程语言，缺乏标准的人机接la。
上述这些问题都严重阻碍了加工中心控制系统制造商、系统集成商和用户采用快速而有创造性地解决当今制造环境中数控加工和系统集成的问题。
所谓开放性数控，是指制造商、系统集成者、用户都能够自由地选择加工中心控制系统装置、驱动装置、伺服电机、应用软件等数控系统的各个构成要素，采用规范的、简便的方法将这些柯成要素组合起来，以更改、添加加工中心控制系统装置的功能，并能够实现整个装置的经济化、实用化、和简单化。
数控Y工作台与控制系统设计方案
数控Y工作台与控制系统设计方案数控Y工作台与控制系统设计方案一、背景随着科技的不断发展和进步，数控机床迅速发展。
数控机床是通过计算机来实现工件加工的机床，利用数控技术可以实现高精度、高效率、高质量的机械加工。
Y工作台作为数控机床上的工作位置可进行多方向移动，适合进行多角度的加工。
本方案旨在设计一种数控Y工作台以及相应的控制系统，以满足不同大小、不同形状的工件加工要求。
二、设计方案2.1 数控Y工作台设计方案数控Y工作台由上下平台和左右移动部分组成。
平台上可安装工件进行加工，左右移动部分可以控制工件在水平平面上移动。
2.1.1 上下平台上下平台由硬质铝材料制成，可实现高精度的加工。
其表面设计均匀分布的固定螺钉，可使工件固定在平台上，避免在加工过程中产生移动。
上下平台支持旋转，可使工件在加工过程中进行旋转以便完成不同角度的加工。
2.1.2 左右移动部分左右移动部分由一个线性导轨与电机、减速器组成。
电机通过齿轮传动减速器驱动导轨的滑块，实现工作台的左右移动。
导轨是由高强度铝材料制成，耐磨性能好且机械强度高，可确保移动的精度和稳定性。
2.2 控制系统设计方案2.2.1 控制芯片控制芯片采用高性能的ARM架构芯片，可实现高速运算和数据处理。
它具有256KB的RAM和4MB的Flash存储器，具有充足的存储空间和计算能力，可运行复杂的加工程序。
2.2.2 驱动电机驱动电机采用步进电机，使用专用的驱动器进行驱动，以实现高精度和高速度的移动。
步进电机可以精确控制每一个步进角度，使得工作台的移动位置具有高度精确度。
2.2.3 控制软件控制软件拥有强大的功能和易用的接口，可支持多种加工操作。
其中包括自动调整加工的刀具位置、加工速度等功能，可根据工件大小和形状灵活调整。
控制软件还支持多种常见的加工文件格式，如G代码、IGES、DXF等，用户进行加工操作时可根据需要选择文件格式。
三、总结数控机床已经成为现代机械加工的主要手段之一，其中数控Y工作台是一种重要的机床组件。
教学用小型数控钻铣床设计说明书
第一章绪论1.1 设计背景随着社会进步、科技发展的迅速发展，人们对产品更新换代的需求越来越强烈，产品的形状也随之变得更加复杂，要求产品精度也越来越高，对于多品种、小批量产品的需求也明显增加。
传统的机床难以继续满足以上要求，为适应时代的发展，数控机床如雨后春笋应运而生，并且发展良好，已经形成了比较齐全的数控机床种类。
数控机床的主要优点：1、适应性强、灵活性大当加工的产品类型发生变化时，只需要改变数控程序就可以满足转型要求，无需对机床结构进行调整，如此一来能够缩短生产周期，节约成本，提高生产效率。
2、加工精度高、产品质量稳定进给传动系统大都采用滚轴丝杠传动机构，其误差可有数控装置进行补偿；数控机床在加工时，人为的干扰因素较少，加工过程由程序控制，从而减少了人为误差。
3、自动化程度高、生产率高数控机床能够根据具体情况合理的选择机械加工余量，缩短了机械加工时间。
数控机床配有各种检测元件，可以进行精确的定位、测量，无需人工定位、测量，进一步提高生产效率，同时工人的劳动强度也减小了。
4、经济效益好用数控机床加工工件时，可以减少工艺装备的使用、缩短生产周期同时具有管理方便、废品率低等优点，这些都能够提高紧急效益。
21世纪数控技术将是各国机械制造业竞争的核心。
随着中国制造业的发展，数控技术的广泛应用也是支撑我国未来制造业发展的前提和必要。
对于学习机械相关专业的在校大学生掌握一定的数控技术也是十分必要的。
我们有一个数控技术与数控机床的加工设计实验，用三维软件建模，然后设计加工工艺路线，在三维软件中自动生成程序导入到数控机床加工仿真软件中去，进行加仿真。
此次试验有效地提高了我们软件运用、加工理论的运用能力，但是没能亲身体验一下用真实的数控机床去加工一个真实的工件。
现在的数控机床大都是为企业生产设计的，外形尺寸较大，价格较为昂贵，用于教学用的小型数控机床还是比较少的，为此我们参照企业数控机床与教学用数控机床设计了主要用于教学的小型数控钻铣床。
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学号毕业设计（论文）题目：小型数控钻床旋转平移工作台控制系统设计作者：何强届别：2015届院别：机械工程学院专业：机械电子工程指导教师：余晓峰职称：副教授完成时间：2015/4/25摘要在机械加工行业中，旋转平移钻床工作台使用量很大，为了提高加工效率，保证加工精度，必须对钻床工作台进行数控化改进。
本文对传统钻床工作台存在的不能很好的在圆周方向上钻孔问题，设计了一款立式钻床旋转工作台。
本文确定数控钻床工作台整体结构设计方案，对机械部分对圆周方向上旋转，x、y方向上平移做了重点设计。
对控制系统部分，本文阐述了用单片机控制交流伺服电机以实现钻床工作台旋转、平移过程。
阐述了整个系统的控制原理。
本课题所设计的工作台，其加工过程是将所需加工孔的数据通过输入设备输入到控制系统，然后系统根据工件上所需加工孔的坐标，是工作台运动到孔的位置，实现对工件的全自动钻孔，并且系统在加工过程中实时显示加工数据。
关键词：传动系统；控制系统；步进电动机AbstractIn the mechanical processing industries,rotary drilling machine working table used in large quantities,in order to improve the processing efficiency,ensuring the processing precision,to table of the drilling machine NC improvement.Based on traditional drilling machine working table problem,design a vertical drilling machine rotary table.Based on the domestic and intermational current situation and development trend undertook an anakysis,in determining the overall scheme,elaborated with SCM control ACservo motor to achievedrilling machine worktable rotation,translation process.The first running process of the CNC drilling designed by the subject,is to input the processing data about the hole into the control system by the entering equipment,then find the location of location of the hole by moving the table according to coordinate of the hole,and the procedding data of the system displayed in real-time.Key words: drive system；control system；stepping motor目录1绪论 ....................................... ...............错误!未定义书签。
1.1 现状......................................................... 错误!未定义书签。
1.2 发展前景..................................................... 错误!未定义书签。
2.1工作原理及总体框图........................................... 错误!未定义书签。
2.2流程图....................................................... 错误!未定义书签。
3 旋转工作台传动系统设计................................. 错误!未定义书签。
3.1旋转部分设计................................................. 错误!未定义书签。
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3.1.4 轴的设计.............................................. 错误!未定义书签。
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3.2工作台X-Y机械部分设计....................................... 错误!未定义书签。
3.2.1 确定工作台的尺寸极其重量.............................. 错误!未定义书签。
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3.2.3 滚动导程参数计算与选型................................ 错误!未定义书签。
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3.2.5 支撑座参数设计........................................ 错误!未定义书签。
3.2.6 联轴器的选择.......................................... 错误!未定义书签。
4 工作台控制系统设计...................................... 错误!未定义书签。
4.1控制系统元器件的选择........................................ 错误!未定义书签。
4.1.1 单片机的选择........................................ 错误!未定义书签。
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4.1.5 地址分配.............................................. 错误!未定义书签。
4.2控制系统电路的设计.......................................... 错误!未定义书签。
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4.2.2 I/O接口电路设计...................................... 错误!未定义书签。
4.3辅助电力路的设计............................................ 错误!未定义书签。
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4.3.4 驱动电路.............................................. 错误!未定义书签。
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5致谢--------------------------------------------------------------------错误!未定义书签。
6参考文献----------------------------------------------------------------错误!未定义书签。
7附录---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------36。