XY数控工作台设计_开题报告
XY工作台设计
目录一、设计的目的 (1)二、设计任务 (1)三、总体方案的确定 (1)四、机械传动部件的计算与选型 (3)五、控制系统设计 (14)六、总结 (17)七、附录 (17)一、设计的目的 课程设计是一个重要的实践性教学环节，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：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。
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 4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 二、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使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下： 1）立铣刀最大直径d=20mm ； 2）立铣刀齿数Z=4； 3）最大铣削宽度mm a e 15=； 4）最大背吃刀量mm a p 12=； 5）加工材料为碳素钢；6）X 、Y 方向的脉冲当量mm y x 005.0==δδ/脉冲； 7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±；8）工作台尺寸230mmX230mm,加工范围为250mmX250； 9）工作台空载最快移动速度min /2000mm v v y x ==； 10）工作台进给最快移动速度min/300maxmax mm v v fy fx ==；11）移动部件总重量为800N ； 12）每齿进给量mm f z 1.0= 13）铣刀转速n=300r/min 三、总体方案的确定1 机械传动部件的选择1.1导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定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。
数控设计开题报告
数控设计开题报告数控设计开题报告一、研究背景随着科技的不断进步和社会的快速发展，数控技术在制造业中的应用日益广泛。
数控设计作为数控技术的核心，对于提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量具有重要意义。
因此，深入研究数控设计的方法和技术，对于推动制造业的发展具有重要的现实意义。
二、研究目的本次研究的主要目的是探索数控设计的新方法和新技术，提高数控设计的效率和准确性。
通过研究不同领域的数控设计案例，分析其特点和优势，总结出适用于不同行业的数控设计方法，并提出改进和创新的方向。
三、研究内容1. 数控设计的基本原理和方法数控设计是将数字化信息转化为物理实体的过程，其核心是数控编程和数控加工。
研究数控设计的基本原理和方法，对于深入理解数控技术的本质和应用具有重要意义。
2. 数控设计在机械制造中的应用机械制造是数控设计的主要应用领域之一，通过研究数控设计在机械制造中的应用案例，可以了解数控设计在提高机械制造效率和质量方面的作用和优势。
3. 数控设计在汽车制造中的应用汽车制造是现代工业的重要组成部分，数控设计在汽车制造中的应用具有重要意义。
通过研究数控设计在汽车制造中的应用案例，可以了解数控设计在提高汽车制造效率和质量方面的作用和优势。
4. 数控设计在航空航天制造中的应用航空航天制造是高精度和高要求的制造领域，数控设计在航空航天制造中的应用具有重要意义。
通过研究数控设计在航空航天制造中的应用案例，可以了解数控设计在提高航空航天制造效率和质量方面的作用和优势。
五、研究方法本次研究将采用文献研究和实证研究相结合的方法。
首先，通过查阅相关文献，了解数控设计的基本原理和方法。
然后，通过实证研究，分析不同领域的数控设计案例，总结出适用于不同行业的数控设计方法和技术。
六、研究意义本次研究的意义主要体现在以下几个方面：1. 推动数控技术在制造业中的应用，提高生产效率和产品质量。
2. 探索数控设计的新方法和新技术，为制造业的发展提供技术支持和创新方向。
数控钻床X—Y数控工作台设计
数控钻床X—Y数控工作台设计一：设计任务及基本参数1：设计任务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、数控铣床的和数控钻床的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。
本次设计是针对用于数控钻床的X-Y两自由度运动平台结构及其控制系统的设计。
图12：基本参数数控钻床的X-Y两自由度运动平台主要参数如下：1.钻头最大直径d=12 mm；2.钻头转速n=300r/min；3.每转进给量f=0.1mm/r；4.刀具材料为高速钢；5.工件材料为钢σb=650 MPa；6.X、Y方向的脉冲当量δx=δy=0.01 mm/脉冲；7.X、Y方向的定位精度均为±0.01 mm；8.工作台面尺寸为300×500 mm，加工范围为350×550 mm；9.工作台最快移动速度v xmax=v ymax=1500 mm/min。
3：最后提交的材料课程设计说明书一份；装配图.X-Y 数控工作台机电系统设计说明书目录1. 课程设计任务： (5)2. 总体方案设计 (5)1)机械传动部件的选择 (5)(1)导轨副的选用 (5)(2)丝杠螺母副的选用 (5)(3)减速装置的选用 (5)(4)伺服电动机的选用 (5)(5)检测装置的选用 (6)2) 控制系统的设计 (6)(1)采用半闭环位置负反馈控制 (6)(2）步进电动机的半闭环控制 (6)(3）选择驱动电源 (6)3.机械传动部件的计算与选型 (6)1)导轨上移动部件的重量估算 (6)2)直线导轨副的计算与选型 (6)(1)滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取 (6)(2)距离额定寿命L 的计算 (7)3)滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)(1)最大工作载荷m F 的计算 (7)(2)最大动载荷的Q F 计算 (7)(3)初选型号 (8)(4)传动效率 的计算 (8)(5)刚度的验算 (8)(6)压杆稳定性校核 (9)4)步进电动机减速箱的选用 (9)5)步进电动机的计算与选型 (9)(1)计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量J (9)(2)计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩T (10)(3)步进电动机最大静转矩的选定 (10)(4 )步进电动机的性能校核 (10)(5)步进电动机的驱动电源选用 ........................................................................................................ - 10 -6）增量式旋转编码器的选用 ....................................................................................................................- 11 -4.工作台机械示意图的绘制（见附录） ..............................................................................-11 -5.工作台控制系统的设计 ......................................................................................................- 11 -6.感想总结 ..............................................................................................................................- 13 -参考文献 ..............................................................................................................................- 14 -1. 课程设计任务：设计一个X-Y 两自由度运动平台，主要参数如下：额定负载20kg ；工作台面积尺寸为mm 500mm 300⨯XY 的定位精度均为0.1mm ±=δXY 方向的脉冲当量脉冲mm/005.0y x ==δδ 工作台最快移动速度min 3000y x mm v v == 额定负载时XY 向的最大运行加速度2m s 1m a =2. 总体方案设计1)机械传动部件的选择(1)导轨副的选用选用直线滚动导轨副。
数控钻床X—Y数控工作台设计
数控钻床X—Y数控工作台设计引言：数控钻床是一种应用数控技术进行钻孔加工的机床。
X—Y数控工作台是数控钻床中的一个重要部件，它能够提供X轴和Y轴方向的运动，实现工件的精确定位和加工。
本文将对数控钻床X—Y数控工作台的设计进行讨论和探索。
一、需求分析：在进行数控钻床X—Y数控工作台的设计之前，我们首先需要对其需求进行全面的分析。
数控钻床X—Y数控工作台主要用于钻孔加工，因此需要具备以下功能和性能：1.能够实现X轴和Y轴方向的精确运动，并能够快速定位；2.具备高精度定位和加工能力，满足不同工件的加工需求；3.高刚度和稳定性，能够承受较大的切削力；4.操作简单、易于维护。
二、设计方案：基于需求分析，我们可以提出以下设计方案：1.结构设计：选用高刚度的结构设计，采用铸铁或钢材作为材料，增加机床的稳定性和刚度。
2.运动系统设计：采用直线导轨和滚珠丝杠作为定位和传动机构，实现X轴和Y轴的准确运动控制。
3.控制系统设计：采用数控系统进行控制，通过编程控制钻孔的位置、进给速度等参数。
4.电气系统设计：选用高品质驱动器和电机，确保工作台的平稳运行。
5.人机界面设计：设计直观、易操作的人机界面，方便操作员进行钻孔程序的编写和工作台的操作控制。
6.安全设计：设置安全装置，如急停按钮、防护罩等，确保操作人员的人身安全。
三、具体实施：1.结构设计：针对工作台的刚性需求，选用铸铁作为主要结构材料，通过有限元分析等方法进行结构优化设计，确保机床的稳定性和刚度。
2.运动系统设计：选用高精度直线导轨和精密滚珠丝杠，通过传感器和编码器实时反馈位置信息，实现更精确的定位和运动控制。
3.控制系统设计：选用先进的数控系统，通过编程控制钻孔位置、进给速度等参数，实现自动化运行和高效率加工。
4.电气系统设计：选用高品质电机和驱动器，结合合适的减速装置，确保工作台的平稳运行和高速加工。
5.人机界面设计：设计直观、易操作的人机界面，可以通过触摸屏或键盘等方式进行操作，方便操作员进行加工参数的设置和调整。
XY工作台 课程设计 数控
数控机床课程设计说明书设计课题： X-Y数控工作台设计院别：专业班级：学号：姓名：指导老师：摘要II一前言1二设计任务1三设计主要步骤2（一）确定设计总体方案21、初拟机械传动部件方案：22、方案对比分析：23、最终方案：3（二）机械传动部件的计算与选型31 导轨上移动部件的重量估算。
32 计算切削力33 滚珠丝杠传动设计计算及校验54 步进电机的传动计算及电动机的选用105 滑动导轨的设计计算166 其余部件的选取17结论20致谢21参考文献2121世纪以来，人类经济高速发展，人们生活发生了日新月异的变化，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。
一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。
机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。
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。
关键字：十字工作台；滚珠丝杠；滚动导轨；步进电机Since the 21st century, the human economy has developed high speed, the people live have had the change which changes with each new day, the microprocessor, the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology, to various domains technology development enormous promotion effect. A perfect integration of machinery system, should contain the following several base elements: Basic machine, power and actuation part, implementing agency, sensing measurement component, control and information processing part. The integration of machinery is the system technology, the computer and the information processing and management technology, the automatic control technology, the examination sensing technology, the servo drive technology and the mechanical skill and so on multi-disciplinary area of technology synthesis overlapping technology-intensive systems engineering. New generation's CNC system this kind of model integration of machinery product toward the high performance, the intellectualization, the systematization as well as the featherweight, the microminiaturized direction develops.key words: Cross table Ball screw Rolling guide Stepper motor一 前言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。
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。
基于单片机的数控车床XY工作台与控制系统设计报告
基于单片机的数控车床XY工作台与控制系统设计报告设计报告：基于单片机的数控车床XY工作台与控制系统设计1.引言数控（数值控制）车床是一种以机电一体化技术为基础，通过计算机控制工件加工的设备。
传统的车床需要操作工人手动控制加工过程，而数控车床则通过计算机编程实现自动化加工。
本设计报告旨在设计基于单片机的数控车床XY工作台与控制系统，实现工件在XY平面上的精准加工。
2.系统设计（1）硬件设计本系统的硬件设计包括数控车床的机械结构和控制系统的电路设计。
数控车床的机械结构需要设计XY工作台的运动结构。
可以采用步进电机或直流伺服电机作为驱动器，通过丝杆传动实现运动。
同时，需要设计定位传感器用于测量工件位置，反馈给控制系统。
控制系统的电路设计主要包括单片机的选择和配套电路。
可以选择性能稳定、功能强大的单片机作为控制器，并设计外部电路实现与驱动器和传感器的连接。
此外，还需要设计电源电路、通信接口等。
（2）软件设计软件设计是数控车床控制系统非常重要的一部分，需要实现驱动器控制和运动轨迹规划等功能。
可以使用C语言开发嵌入式软件程序。
驱动器控制：通过控制输出脉冲和方向信号，控制步进电机或直流伺服电机的运动。
可以根据用户输入的指令，控制工件在XY平面上移动。
运动轨迹规划：根据用户输入的参数，计算出工件在XY平面上移动的运动轨迹。
可以采用插补算法，实现平滑移动和加工轨迹自由控制。
3.系统实现（1）实现步骤首先，进行硬件设计。
根据车床的尺寸和加工需求设计XY工作台的运动结构，选择合适的驱动器和传感器。
然后，根据单片机选型，设计电路连接驱动器和传感器。
最后，设计电源电路和通信接口。
其次，进行软件设计。
根据硬件设计的结果，编写嵌入式软件程序，实现驱动器控制和运动轨迹规划等功能。
最后，进行系统调试。
根据设计的功能要求，对系统进行全面测试和调试，验证系统的稳定性和性能。
（2）实验结果通过实验验证，本设计的数控车床XY工作台与控制系统实现了工件在XY平面上的精确加工。
XY数控机床工作台设计
XY数控机床工作台设计随着现代制造业的发展，XY数控机床在数控加工领域扮演着重要的角色。
其工作台的设计直接影响到机床的性能和加工质量。
下面我将从结构设计、功能设计和安全设计三个方面探讨XY数控机床工作台的设计。
首先是结构设计。
XY数控机床工作台的结构应该具有足够的稳定性和刚性，以确保在高速加工时不会出现震动和变形，影响加工精度。
一般来说，工作台的主体部分由铸铁或焊接钢板制成，表面经过精密加工处理，以提高平整度和耐磨性。
工作台的导轨系统应该采用高精度直线导轨，保证工作台在XY轴上的移动精度和重复定位精度。
此外，工作台的传动系统应该选用高刚性的传动元件，如滚珠丝杠或齿轮传动，以确保工作台的稳定性和精度。
其次是功能设计。
XY数控机床工作台的功能设计应根据不同加工需求进行定制。
例如，对于需要进行大幅度旋转和倾斜加工的工件，可以设计带有旋转和倾斜功能的工作台；对于需要进行高速加工的工件，可以设计带有快速进给和快速换刀功能的工作台。
此外，工作台还应该具备自动化控制功能，可以实现自动换刀、自动测量和自动校正等功能，提高操作效率和加工质量。
最后是安全设计。
XY数控机床工作台在设计时应考虑到操作人员的安全和舒适性。
首先，工作台应设计加装防护罩和安全限位装置，确保操作人员在工作过程中不会受到伤害。
其次，工作台的操作界面应设计简洁直观，便于操作人员进行操作和监控，减少操作失误的可能性。
同时，工作台的工作区域应留有足够的空间，让操作人员有足够的活动空间，减少疲劳和工伤的发生。
综上所述，XY数控机床工作台的设计需要综合考虑结构、功能和安全等方面的因素，以满足不同加工需求和操作要求。
只有设计出稳定、功能齐备并且安全可靠的工作台，才能更好地发挥数控机床的加工效率和精度，提高生产制造的质量和效益。
xy数控工作台课程设计报告书
本科生专业课程设计学生：学号：专业名称：班级：指导教师：2014年 5 月目录任务书 (2)二、总体方案的确定........................................... 错误!未定义书签。
三、机械传动部件的计算与选型................................. 错误!未定义书签。
四、工作台机械装配图的绘制................................... 错误!未定义书签。
五、工作台控制系统的设计..................................... 错误!未定义书签。
参考文献..................................................... 错误!未定义书签。
附件1 ....................................................... 错误!未定义书签。
附件2 ....................................................... 错误!未定义书签。
附件3 ....................................................... 错误!未定义书签。
附件4 ....................................................... 错误!未定义书签。
任 务 书设计题目：X-Y 数控工作台机电系统设计 设计任务：设计一台微机控制XY 两坐标工作台，供立式数控铣床使用。
具体容如下：1、 机械系统设计：通过计算,正确选择传动、导向、执行、驱动电机等，根据计算说明，绘制机械系统装配图。
2、 控制系统设计：根据系统要求，选择正确的控制策略，设计合理的控制系统，并绘制控制系统电路图。
3、 主要程序设计：在机械系统设计与控制系统设计的基础上，进行控制系统的主程序设计，列出程序清单。
XY数控机床工作台设计
XY数控机床工作台设计一、引言XY数控机床是一种高精度、高效率的机床设备，广泛应用于各个制造行业。
在XY数控机床中，工作台起到了承载工件和刀具，并实现各个坐标轴的运动的重要作用。
本文将以XY数控机床工作台设计为主题，探讨其设计原理、重要参数以及常见的设计优化方法。
二、设计原理1.承载能力：工作台应能够在工作过程中承载工件和刀具的负载，同时保持机床结构的稳定性。
因此，在设计工作台时，应按照工作负载的需求选择合适的结构材料和尺寸。
2.运动精度：XY数控机床工作台的运动精度是其重要的设计指标。
它直接影响到加工零件的精度和表面质量。
为保证运动精度，设计时应注意优化螺旋副、导轨和滚珠螺杆等关键部件的设计和选用。
3.运动控制：XY数控机床工作台通常需要实现三个轴向（X、Y和Z 轴）的运动控制。
设计时应考虑各个轴线的坐标变换和运动速度控制，以实现精确和平稳的运动。
三、重要参数1.工作台尺寸：根据加工需求和工件尺寸，确定工作台长度、宽度和行程等参数。
合理的工作台尺寸可以提高工作效率，减少空转时间。
2.工作台承载能力：工作台承载能力是衡量工作台性能的重要指标。
应根据工作负载的需求，确定合适的工作台承载能力。
工作台承载能力不足会导致机床结构的不稳定和加工质量下降。
3.运动速度和加速度：运动速度和加速度的选择应根据具体的加工要求和工件材料而定。
太高的运动速度和加速度容易引起共振和振动，影响加工精度和表面质量。
四、设计优化方法1.结构优化：通过有限元分析和试验验证等手段，对工作台的结构进行优化，提高其刚度和稳定性。
例如，在结构上采用更加合理的设计，增加横向和纵向的加强筋，提高整体刚度。
2.导轨选择：导轨是影响工作台运动精度的关键部件。
为保证导轨的平稳和准确运动，可选择高精度且耐磨的直线导轨。
同时，必须做好导轨的保养和维护工作。
3.滚珠丝杠优化：滚珠丝杠是XY数控机床工作台运动的关键部件。
合理选用质量较好的滚珠丝杠，并加强对其润滑和运动的监测。
三轴立式高速加工中心X、Y工作台设计开题报告
a.灵敏度高，运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象；
b.定位精度高；
c.摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，寿命长。
在传动方面有齿轮传动和滚珠丝杆传动等类型。
在本设计中采用滚珠丝杆传动，因为采用滚珠丝杆有一下优点：
a.承载小；
b.移动速度快；
c.噪音低；
d.定位精度高等。
2.2重点研究内容
运动部件相关力的计算，传动及导向元件的设计与选择、系统脉冲当量的确定、步进电机选型，绘制XY工作台的装配图及其控制系统电气原理图等。
2.3研究思路及方案
①设计一个数控X-Y工作台及其控制系统，该工作台可安装在钻床和铣床上用于钻削和铣削加工；
②收集相关资料及图纸：
a.X-Y工作台外观图；
能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论个有关知识，学会设备X\Y工作台高速加工改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算；通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法；通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单的数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养自己分析问题和解决问题的能力；提高自己应用手册、标准以及编写文件等资料的能力。
1.3国内外的研究现状分析
一个国家的繁荣与其先进制造业密切相关，然而制造是离不开先进机器作为辅助，机床包括床身、立柱、工作台、进给机构等机械部件。工作台作为数控机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的X—Y工作台，到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展，也为了环境的要求，一作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境，节约了资源。由于工作台是一台机床的关键配套部件，因此世界各国都有对其进行研究，我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。
数控毕业设计开题报告
数控毕业设计开题报告数控毕业设计开题报告一、选题背景与意义数控技术作为现代制造业的核心技术之一，已经在各个领域得到广泛应用。
随着科技的不断进步和制造业的快速发展，数控技术的应用范围也在不断扩大。
本次毕业设计旨在研究数控技术在某特定领域的应用，通过设计和实现一个具体的数控系统，探索其在该领域中的潜力和价值。
二、研究目标与内容本次毕业设计的研究目标是设计和实现一个基于数控技术的自动化加工系统，该系统能够自动完成特定产品的加工任务。
具体研究内容包括以下几个方面：1. 系统需求分析：对特定产品的加工要求进行分析，确定系统的功能需求和性能指标。
2. 系统设计与构建：根据需求分析结果，设计系统的硬件和软件结构，选择合适的数控设备和控制器。
3. 加工工艺规划：根据产品的几何形状和加工要求，制定合理的加工工艺方案，并进行仿真验证。
4. 控制算法设计：设计合适的控制算法，实现对加工过程的精确控制和监测。
5. 实验验证与性能评估：通过实验验证系统的性能和稳定性，并对系统进行性能评估和改进。
三、研究方法与技术路线本次毕业设计将采用以下方法和技术进行研究：1. 文献调研：通过查阅相关文献和资料，了解数控技术的发展现状和应用领域，掌握数控系统的基本原理和关键技术。
2. 系统设计与构建：根据需求分析，设计系统的硬件和软件结构，选择合适的数控设备和控制器，并进行系统的搭建和调试。
3. 加工工艺规划：根据产品的几何形状和加工要求，制定合理的加工工艺方案，并使用相关软件进行仿真验证。
4. 控制算法设计：根据加工过程的特点和要求，设计合适的控制算法，实现对加工过程的精确控制和监测。
5. 实验验证与性能评估：通过实验验证系统的性能和稳定性，并对系统进行性能评估和改进。
四、预期成果与创新点本次毕业设计的预期成果包括以下几个方面：1. 设计与实现一个基于数控技术的自动化加工系统，能够自动完成特定产品的加工任务。
2. 开发出适用于该系统的控制算法，实现对加工过程的精确控制和监测。
xy 数控工作台设计
华东交通大学理工学院课程设计课程设计说明书题目： x-y数控工作台机电系统设计系部名称：机械电子工程系专业班级：机电1班学生姓名：学号：指导教师：2014年12月摘要X-Y数控工作台机电系统是一个开环控制系统,其结构简单,实用方便而且能够保证一定的精度。
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数控工作台作为课程设计的内容，对机械电子专业的学生具有普遍意义。
本文结合普通数控铣床的基本结构，设计了一台X-Y数控工作台，为铣床的数控化奠定了基础。
首先，确定了X-Y数控工作台的总体设计方案，包括机械传动部件的选择和数控系统的设计，机械传动部件的选择如导轨副选用，丝杆螺母副的选用，减速装置的选用，伺服电动机的选择等。
其次，对X-Y数控工作台进行机械部分设计，包括直线导轨副的计算与选型，滚珠丝杠螺母副的计算与选型等。
最后，对X-Y数控工作台系统设计。
通过设计能够满足设计要求，达到数控工作台的基本要求，因本人水平有限，错误和不足之处，敬请老师批评指正。
关键字：X-Y数控工作台，机电一体化系统，滚珠丝杠螺母副，伺服电动机目录第1章概述 ................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 设计任务................................................................................................... 错误！未定义书签。
第2章总体方案的确定 ...................................................................................................................2.1 机械传动部件的选择...................................................................................................................2.1.1 导轨副的选用............................................................................................................................2.1.2 丝杠螺母副的选用....................................................................................................................2.1.3 减速装置的选用........................................................................................................................2.1.4 伺服电动机的选用....................................................................................................................2.1.5 检测装置的选用........................................................................................................................2.2 控制系统的设计.........................................................................................................................第3章绘制总体方案图....................................................................................................................第4章机械传动部分的计算与选型.....................................................................................................4.1 导轨上移动部件的重量估算........................................................................................................4.2 铣削力的计算...............................................................................................................................4.3 直线滚动导轨副的计算与选型...................................................................................................4.3.1 滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取 ........................................................................4.3.2 距离额定寿命的计算................................................................................................................4.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型...................................................................................................4.4.1 最大工作载荷F m的计算..........................................................................................................4.4.2 最大动载荷F Q的计算..............................................................................................................4.4.3 初选型号....................................................................................................................................4.4.4 传动效率η的计算....................................................................................................................4.4.5 刚度的验算................................................................................................................................4.4.6 压杆稳定性校核........................................................................................................................4.5 步进电动机减速箱的选用...........................................................................................................4.6 步进电机的计算与选型...............................................................................................................4.7 增量式旋转编码器的选用........................................................................................................... 第5章工作台控制系统的设计........................................................................................................................... 第6章步进电机驱动电源的使用.....................................................................................................................参考文献 .........................................................................................................................................一、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使用的X-Y 数控工作台，主要参数如下： 1）立铣刀最大直径d=15mm ； 2）立铣刀齿数Z=3； 3）最大铣削宽度a e =15 mm ； 4）最大背吃刀量a p =8 mm ； 5）加工材料为碳素钢；6）X 、Y 方向的脉冲当量δx =δy =0.005mm/脉冲； 7）X 、Y 方向的定位精度均为±0.01 mm ； 8）工作台导轨长度为1260mm ；9）工作台空载最快移动速度min /3000mm v v y x ==； 10）工作台进给最快移动速度v xmax =v ymax =3000 mm/min ； 11）工作台尺寸为230 mm³230 mm 12）加工范围伟250 mm³250 mm二、总体方案的确定 2.1机械传动部件的选择 2.1.1导轨副的选用要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定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。
数控机床设计-开题报告
开题报告1课题研究内容和意义1.1课题研究内容数控机床设计主要内容：其一是运动功能设计，包括确定数控车床所学运动的个数、形式（直线运动、回转运动）、功能（主运动、进给运动、其他运动）及排雷顺序，最后画出数控车床的运动功能图。
其二是基本参数设计，包括尺寸参数、运动参数、和动力参数设计。
其三是传动系统设计，包括传动方式、传动原理图及传动系统图的设计。
其四是总体结构布局的设计，包括运动功能分配、总体布局结构形式及总体结构方案图设计。
其五是控制系统的设计，包括控制方式及控制原理、控制系统图设计。
1.2课题意义1.2.1 理论意义数控加工技术的应用是机械制造业的一次技术革命，使机械制造的的发展进入了一个崭新的阶段。
由于数控机床综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等方面的技术成果具有高柔性、高精度与高度自动化的特点，因此它提高了机械制造的制造水平，解决了接卸制造中的常规加工技术难以解决甚至无法解决的发杂型面零件加工，为社会提供了高质量、多品种及高可靠的机械产品已取得了巨大的经济效益。
目前，数控技术已逐步晋级，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机械自动化的一个重要发展方向。
1.2.2 现实意义随着可续技术和社会生产的不断进步，机械产品日趋复杂。
对机械产品的质量和生产率的要求也越来越高，在航空航天、微电子、信息技术、汽车、造船、建筑、军工和计算机技术等行业中，零件形状复杂、结构改型频繁、批量小、零件精度高加工困难、生产效率低已成为日益突出的现实问题，机械加工工艺过程的自动化和智能化是适应上述发展特点的最重要手段。
2国内国外数控技术发展趋势2.1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：其一是高速、高精加工技术及装备的新趋势，效率、质量是先进制造技术的主体。
基于单片机的数控车床XY工作台与控制系统设计报告
基于单片机的数控车床XY工作台与控制系统设计摘要了解数控机床的概念，所谓数字控制是按照含有机床（刀具）运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。
而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。
它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点,但它的价格昂贵。
由于我国现在使用的机床大多数为普通车床，自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。
为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。
纵向进给机构的改造：拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座，配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。
横向进给机构的改造:拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。
关键词:运动信息，滚珠丝杠，步进电机Single Chip Microcomputer-based XY table CNC lathe andControl System DesignABSTRACTNumerical Control (NC) is any machining process in which the operations are executed automatically in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement 。
When Numerical Control is performed under computer supervision, it is called Computer Numerical Control （CNC）。
CNC machines have many advantages over conventional machines。
For example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. One of its disadvantages is that they are quite expensive。
X-Y数控工作台机电系统设计
09级毕业设计说明书设计课题名称：X-Y数控工作台机电系统设计专业班级：机电一体化设计人：学号：指导教师：目录前言 (1)第一章绪论................................................ .（2）1-1设计任务和设计内容 (3)1-2设计的目的和意义 (4)1-3设计项目发展情况 (5)1-4设计原理 (6)第二章机械设计部分 (7)2-1 工作台外形结构 (8)2-2滚动导轨副的选择 (9)2-3滚珠丝杠副的选择 (10)2-4滚动轴承的选用 (11)2-5传动原理 (12)2-6单片机控制系统设计 (13)3-1硬件部分设计 (14)3-2 软件部分设计 (15)第三章步进电机驱动电路设计 (16)第四章设计小结 (17)第五章参考文献 (18)第六章总结体会和致谢 (19)摘要X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单。
实现方便而且能够保证一定的精度。
降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。
它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。
X-Y数控工作台机电系统设计是利用AT89C51单片机,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。
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。
关键词：X-Y数控工作台；机电系统；AT89C51单片机前言机电一体化系统是综合多个学科的系统,包括机械技术,传感器技术,测试技术,电子技术和控制技术,信息与计算机技术。
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意 见
院系负责人（签名）： 20 年 月 日
备 注
4， 总而言之，目前，X-Y数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端化、绿色化以成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制作大国，主要还是依靠劳动力、价格、资源等方面的优势，而在产品的技术创新与自主开发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能安于现状，应该抓住机会不断发展，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日实现X-Y数控机床产品从低端到高端、从初级产品到高精尖端产品制作的变，
机械学 院
毕业设计（论文）开题报告
题目
X-Y数控工作台设计
学生姓名
学号
院 (系)
专业
机械设计制造及自动化
指导教师
王 振
报告日期
2010年11月20日
毕业设计（论文）题目
X-Y数控工作台设计
题目来源（请在有关项目下作√记号）
科研
实践
教学
）
设计
论文
其它
√
毕业设计（论文）起止时间
二、论文研究的内容，预期目标（技术法案，路线）
主要内容：
（1）机械传动部件的计算与选型
1.导轨副的选用
要设计数控车床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位 精度不是很高，因此选用直线滑动导轨副，它具有结构简单，制造、检验和维修 方便，导轨面较宽，承载能力大，刚度高。
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，需要满足0.004mm冲当量和 mm的定位精度，滑动丝杠副为能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、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，国际机床市场的消费主流是数控机床。1998年世界机床进口额中大部分是数控机床，美国进口机床的数控率达70%，我国为60%。目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控机床、数控铣床为主转数向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。世界X-Y数控工作台发展动向纳为下述几点：工序复合化、精密化的高速化、低价格化。
3.伺服电动机的选用
任务书规定的脉冲当量尚未达到0.01mm，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有因此1500mm/min，故本设计不必采用高档次的伺服电动机，因此可以选用混合式步进电动机。以降低成本，提高性价比。
4.检测装置的选用
选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高，为了确保电动机在运动过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。
2，意义：目前国内中小企业多采用经济型X-Y数控冲床系统，其加工速度慢、编程复杂、人机界面不友好，因此生产效率低、工人劳动强度大。因此研制和开发一套基于双单片机的X-Y数控冲床数控系统，用于装配新冲床或对经济型数控冲床进行改造，能够有效的改善人机界面、提高加工速度、方便操作人员编写用户加工程序，对提高企业生产效率、改善工人的工作环境有很大的实际意义,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。
考虑到X、Y两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X、Y两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机以及检测装置拟采用相同的型号与规格。
（2）步进电机的计算与选型
考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此，根据 来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。取K=4, 则步进电动机的最大静转矩应满足：
5.第四周：论文初稿，与导师沟通，修改设计，根据导师意见修改论文。
6.第五周：正式提交论文，准备毕业论文答辩。
四、进行论文所需的条件：
1、机械传动部件
2、搭建工作台所需硬件材料
3、步进电机
4、导师的指导
参 考 文 献
[1] 郑学坚,周斌.微型计算机原理及应用.清华大学出版社,2003
[2]李广弟,朱月秀，王秀山.单片机基础.北京航空航天大学出版社,2001
[13].张立勋,孟庆鑫,张今瑜.机电一体化系统设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2000
[13].中国分类号:TG202 文献标识码：A 文章编号：1003-0794（2010）01-0158-03,2010
所在单位指导教师意 见
指导教师（签名）： 20 年 月 日
校内指导
教师意见
指导教师（签名）： 20 年 月 日
初选步进电动机的型号为110B007-Ⅱ，查得该型号电动机的最大静转矩 =9.45N m。
2. 预期目标：
对机械部件和材料进行计算和选型，从而完成XY数控平台的搭建工作。
三、方法及步骤：
1.第一周，阅读毕业设计任务书，撰写开题报告。
2.第二周：查阅相关书籍文献，收集资料确定设计方案。
3.第三周：硬件电路的设计，系统编程及参数计算。
[8]张建民.机电一体化系统设计.北京理工出版社,2004
[9] 徐灏等.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2000
[10] 濮良贵 ,记名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2003
[11] 吴振彪.机电综合设计指导[M].湛江:湛江海洋大学,1999
[12].杨入清.现代机械设计—系统与结构[M].上海:上海科学技术文献出版社,2000
[3]房小翠.单片微型计算机与机电接口技术.国防工业出版社,2002
[4]王小明.电动机的单片机控制. 北京航空航天大学出版社,2002
[5]李建勇.机电一体化技术.科学出版社.2004
[6]王爱玲，白恩远，赵学良.现代数控机床.国防工业出版社,2001
[7]徐灏.机械设计手册（3）.机械工业出版社,2003
2009年10月22日——2009年4月30日
X-Y数控工作台设计
一、设计依据及设计意义：
1，依据：数控机床是用数控指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它广泛应用于机械制造和自动化领域，数控机床的应用不但给传统的制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控机床的不断发展和应用领域的扩大，所以X-Y数控工作台设计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。