立式数控铣床X-Y数控工作台课程设计

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立式数控铣床X-Y工作台

立式数控铣床X-Y工作台

机电一体化课程设计立式数控铣床X-Y数控工作台机电系统设计姓名:***学号: **********班级:10机电<2>班学院:中国计量学院机电工程学院指导老师:张远辉、徐立军目录前言................................................................................................ 错误!未定义书签。

一、设计任务 (2)1.1课程设计时间 (2)1.2课程设计题目 (2)1.3课程设计任务 (2)1.4课程设计内容 (2)1.5课程设计要求 (2)二、总体方案的确定 (3)2.1机械传动部件的选择 (3)2.2控制系统的设计 (4)三、机械传动部件的计算与选型 (4)3.1导轨上移动部件的重量估计 (4)3.2铣削力的计算 (5)3.3导轨副计算和选型 (6)3.4滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (7)3.5步进电机减速箱的选用 (9)3.6步进电机的计算与选型 (9)3.7编码器(反馈电路)选型 (13)四、工作台机械装配图的绘制 (14)4.1可参考课本图6-23 XY数控工作台装配图 (14)五、工作台控制系统的设计 (14)5.1电源电路 (14)5.2存储器扩展电路 (15)5.3键盘电路 (17)5.4显示电路 (18)5.5传感器电路 (19)六、步进电机驱动电路设计 (20)6.1驱动电路 (20)6.2光电隔离 (20)七、程序设计 (21)7.1功能 (21)7.2框图 (22)7.3代码 (23)八、总结 (24)参考文献 (24)答辩记录 (25)前言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。

X-Y数控工作台课程设计--X-Y数控工作台设计

X-Y数控工作台课程设计--X-Y数控工作台设计

机电一体化系统综合课程设计课题名称:X-Y数控工作台设计学院:机械工程学院专业:机械设计制造及其自动化设计成员:指导老师:日期: 2011年3月7日目录一、总体方案设计 (1)1.1设计任务 (1)1.2总体方案确定 (1)1.2.1方案确定思想 (1)1.2.2 方案对比分析与确定 (2)1.2.3 总体方案系统组成 (3)二、机械系统设计 (3)2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (3)2.2 导轨参数确定 (4)2.3 滚珠丝杆的设计计算 (4)2.4步进电动机减速箱设计 (5)2.5 步进电机的选型与计算 (5)2.6 机械系统结构设计 (7)三、控制系统硬件设计 (8)3.1 控制系统硬件组成 (8)3.2 控制系统硬件选型 (8)3.3 控制系统硬件接口电路设计 (10)3.4 驱动系统设计 ............................................................... 错误!未定义书签。

3.4.1步进电机的驱动电路 .......................................... 错误!未定义书签。

3.4.2电磁铁驱动电路 .................................................. 错误!未定义书签。

3.4.3电源转换 .............................................................. 错误!未定义书签。

四、控制系统软件 ..................................................................... 错误!未定义书签。

4.1控制系统软件总体方案设计 ........................................ 错误!未定义书签。

4.2主流程设计 .................................................................... 错误!未定义书签。

课程设计数控立式铣床XY工作台机电系统设计说明书

课程设计数控立式铣床XY工作台机电系统设计说明书

《机电一体化》课程设计数控立式铣床XY工作台机电系统设计院系:汽车学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机电一班组长:雷博文组员:金亮、黄明亮、夏佳、熊秀成指导教师:蒋强目录一、设计目的 (3)二、设计任务 (3)三.总体方案的确定 (4)1、机械传动部件的选择.......................................................................... . (3)(1) 导轨副的选用 (4)(2) 伺服电动机的选用 (4)(3) 工作台的选用 (4)2、控制系统的设计 (5)3、绘制总体方案图 (5)四、直线伺服电机的计算与选型 (5)1、导轨上移动部件的重量 (5)2、铣削力的计算 (5)3、载荷的计算 (7)4、初选型号 (7)5、直线伺服电机可用性验算 (8)五、直线滚动导轨副的计算与选型 (8)1、直线滚动导轨选择理由 (8)2、直线导轨额定寿命L的计算和选型 (10)3、光栅尺的选择 (11)4、工作台的选型 (12)六、PLC选型 (13)七、伺服放大器选型 (18)八、控制系统硬件电路设计 (20)结束语 (21)参考文献 (22)一、设计目的课程设计是一个很重要的实践性教学环节,要求学生综合运用所学的理论知识,独立进行设计训练,主要目的:1) 通过本设计,使学生全面地,系统地了解和掌握数控机床得基本组成及其相关基本知识,学习总体方案拟定、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得工作原理、设计计算方法及选用原则。

3) 通过伺服系统得设计,掌握常用PLC 及电机的工作原理、计算选择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,学习并初步树立“系统设计”的思想。

5) 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

二、设计任务任务:设计一种供立式数控铣床使用的数控工作台。

立式铣床使用的X-Y两轴控制的数控平台--课程设计

立式铣床使用的X-Y两轴控制的数控平台--课程设计

攀枝花学院Panzhihua University课程设计(说明书)立式铣床使用的X-Y两轴控制的数控平台院(系):机械学院专业:机械设计制造及其自动化班级:二班学生姓名:学号:指导老师:职称:教授2016 年12月18 日攀枝花学院课程设计(说明书)课程设计任务书攀枝花学院本科学生课程设计任务书摘要X-Y数控工作台是是指能分别沿着X 向和Y向移动的工作台,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。

模块化的X-Y 数控工作台,通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副,以及伺服电动机等部件构成。

其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠,滚珠丝杠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以标准化,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,可以选取用标准的工作控制计算机,也可以设计专用的微机控制系统。

载实1}通过该实验使同学们深刻了解所使用的可逆寄存器微分@SFTR指令和可逆寄存器SFTR指令的共同点都是具有控制数据左、右移动功能;而其不同处是应该注意到使用可逆寄存器SFTR指令时,要加前沿微分DIFU( 013)指令而可逆寄存器微分@SFTR是不需要的。

实验所用的电动机容量为0. 25kW,采用直接启矶3台电动机每台可逆顺序启动的时间间隔为2秋3台电动机首先正转顺序启动,启动结束转为正常运布录正常运行的时间定为10秒,停止时间定为5秋3台电动机再反转顺序启动,启动结束转为正常运布录正常运行的时间定为10秒,停止时间定为5秋实验要求按照上述顺序反复运标实验所使用的PLC为OMRON- CPM2A-CDR- A型机关键词X-Y数控工作台,数控铣床AbstractCNC XY table are mean to each along X and Y to move to the table, electromechanical integration equipment, many basic components, such as vertical CNC lathe - lateral feed body,CNC milling and CNC drilling machine XY work Taiwan, laser processing equipment, workstations, electronic components surface mount equipment. Modular CNC XY table, usually by rail seat, move the slider, work, ball screw pair, and the servo motor and other component parts. One servo motor to drive the ball screw actuator to do, the ball screw drive and work platform slide rail movement, complete table in the X, Y direction of the straight line movement. Guideways, ball screw pair and servo motors etc., shall be standardized by the specialized manufacturers, design can be selected only according to work load. Control system as needed, you can select a computer using a standard job control, you can design a dedicated computer control system.Keywords XY table ,CNC milling tools目录摘要 (I)Abstract (II)1 设计任务 (1)2 设计主要步骤 (2)2.1 确定设计总方案 (2)2.1.1 机械传动部件的选择 (2)2.2.2 控制系统的设计 (3)3 机械传动部件的计算与选型 (4)3.1工作台外形尺寸及重量初步估算 (4)3..2 计算切削力 (5)3.3 直线滚动导轨副的计算与选型 (6)3.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (6)4 步进电动机的计算与选型 (9)4.1步进电机的相关计算及校核 (9)4.1.1计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量 (9)4.1.2计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩 (10)4.1.3最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩 (11)4.1.4步进电动机最大静转矩的选定 (11)4.1.5步进电动机的性能校核 (11)4.2步进电动机驱动电源的选用 (13)4.3确定联轴器的型号 (14)4.4增量式旋转编码器的选用 (14)5 电气原理图设计 (15)5.1典型数控工作台电气原理 (15)5.2单片机的选择 (15)5.3外部程序存储器的扩展 (16)5.4外部数据存储器的扩展 (16)5.5 I/O口扩展电路 (16)5.6 显示器接口设计 (16)5.7 键盘接口电路设计 (17)5.8 步进电机的接口电路设计 (17)6 工作台控制系统的设计 (18)6.1 进给控制原理框图 (18)6.2驱动系统 (18)6.3 步进电机驱动电路和工作原理 (18)6.4 驱动电路的时间常数 (19)6.5 电源电路的确定 (20)6.6 元器件的确定 (20)7 机械部分装配图的绘制 (22)总结 (23)参考文献 (24)1 设计任务题目:立式铣床使用的X-Y两轴控制的数控平台设计任务:设计一种供立式铣床使用的X-Y两轴控制的数控平台,平台的主要参数如下:1 最大铣削宽度13mm2最大背吃刀量7mm3工作台进给最大移动速度V xf=V yf=550mm/min4工作台空载最大移动速度V x0=V y0=3500mm/min5加工范围300mmX330mm6工作台面尺寸280mmX320mm7定位精度取±0.012 设计主要步骤2.1 确定设计总方案2.1.1 机械传动部件的选择(1)导轨副的选用要设计的数控铣床X-Y工作台,是轻型立式数控铣床的,需要承受的载荷不大,而且脉冲当量小,定位精度高,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,安装预紧方便等优点。

立式数控铣床X-Y数控工作台课程设计

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课程设计课程名称:数控技术课程设计学院:机械学院专业:机械设计制造及其自动化姓名:学号:年级:任课教师:2012年 1 月 16 日课程设计任务书课程设计(论文)任务书学生姓名:指导教师:任务书发出时间2011年12月25日设计时间2011年12月26日——2012年1月16日设计(论文)题目数控技术课程设计设计(论文)内容①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。

②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的选用。

③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的计算和元件选用。

④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。

⑤对指定的软件程序进行编写。

⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。

⑦编写设计说明书。

设计(论文)的要求(含说明书页数、图纸份量)①方案拟定正确。

②设计计算根据来源可靠,计算数据准确无误。

③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。

④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准,图面整洁、质量高。

⑤电气部份图纸要求符合国家标准,图面布局合理、整洁、质量高。

⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量,其中含机械装配图1~2张、电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理图1~2张。

⑦课程设计说明书应阐述整个设计内容:如课题来源现实意义、总体方案确定、系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路的设计计算以及机械和电气的其它部分。

说明书要突出重点和特色,图文并茂、文字通畅、计算正确、字迹清晰、内容完整。

说明书页数不少于 20 页目录摘要 (1)第一章前言 (1)第二章设计任务 (2)第三章设计主要步骤 (2)3.1 确定设计总方案 (2)3.1.1机械传动部件的选择 (2)3.1.2 控制系统的设计 (3)3.2 机械传动部件的计算和选择 (4)3.2.1 工作台外形尺寸及重量初步估算 (4)3.2.2 计算切削力 (5)3.2.3滚动导轨的设计计算 (6)3.2.4 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (8)3.2.5 步进电机的传动计算及电动机的选用 (12)第四章控制系统的设计 (19)4.1 进给控制系统原理框图 (20)4.2 驱动电路流程设计 (20)4.3 驱动电源的选用,及驱动电源与控制器的接线方式 (21)第五章驱动电路设计 (22)5.1 驱动电路的时间常数 (22)5.2 电源电路的确定 (22)5.3 元器件的确定 (23)5.3.1 确定三极管 (23)5.3.2 确定R2和R3 (23)第六章机械部分装配图的绘制 (24)第七章结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)贵州大学本科课程设计论文机电摘要当今世界电子技术迅速发展,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。

立式数控铣床X-Y工作台设计

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新疆工程学院数控方向课程设计说明书数控铣床X-Y数控工作台的设计院(系)机械工程学院专业机械工程及自动化班级学生指导老师2013 年 1 月 1 日数控方向课程设计任务书兹发给机械班学生设计任务书,内容如下:1.设计题目:2.应完成的项目:(1)确定设计总方案(2)机械传动部件的计算与选择(3)控制系统的设计(4)驱动电路的设计(5)机械部分装备图的绘制(6)编写20页左右的详细说明书3.参考资料以及说明:(1)文怀兴、夏田 .《数控机床系统设计》北京:北京化工出版社,2005.(2)杨建明. 《数控加工工艺与编程》北京:北京理工大学出版社,2009.4.本设计任务书于2012年11 月14日发出,应于2012年12月21日前完成,然后进行答辩。

指导教师签发年月日课程设计评语:课程设计总评成绩:指导教师签字:年月日目录第一章前言 0第二章设计任务 (1)第三章设计主要步骤 (1)3.1 确定设计总方案 (1)3.1.1机械传动部件的选择 (1)3.1.2 控制系统的设计 (2)3.2 机械传动部件的计算和选择 (3)3.2.1 工作台外形尺寸及重量初步估算 (3)3.2.2 计算切削力 (4)3.2.3滚动导轨的设计计算 (5)3.2.4 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (7)3.2.5 步进电机的传动计算及电动机的选用 (11)第四章控制系统的设计 (18)4.1 进给控制系统原理框图 (19)4.2 驱动电路流程设计 (19)4.3 驱动电源的选用,及驱动电源与控制器的接线方式 (20)第五章驱动电路设计 (21)5.1 驱动电路的时间常数 (21)5.2 电源电路的确定 (21)5.3 元器件的确定 (22)5.3.1 确定三极管 (22)5.3.2 确定R2和R3 (22)第六章机械部分装配图的绘制 (23)第七章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第一章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xy工作台课程设计

数控xy工作台课程设计

数控xy工作台课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解数控xy工作台的基本结构及其功能,掌握相关术语和概念。

2. 学生能描述数控xy工作台的运动原理和控制系统的工作方式。

3. 学生能解释数控编程中的基本指令,并运用这些指令进行简单图形的编程。

技能目标:1. 学生能够操作数控xy工作台,进行基本的定位和移动。

2. 学生能够运用数控编程软件,编写简单的数控加工程序。

3. 学生能够根据设计要求,制定简单的数控加工工艺。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对数控技术的兴趣,激发其探索精神和创新意识。

2. 培养学生团队合作意识,提高沟通协调能力。

3. 增强学生的安全意识,使其养成良好的操作习惯。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在通过理论教学与实践操作相结合,帮助学生掌握数控xy工作台的基本知识和操作技能。

学生特点:学生具备一定的机械基础知识,但对数控技术了解有限,动手能力有待提高。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调实践操作,培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果,使学生在学习过程中能够明确任务,有针对性地提高自身能力。

二、教学内容1. 数控xy工作台结构原理- 介绍数控xy工作台的基本组成,包括硬件和软件部分。

- 深入解析工作台的运动结构,如导轨、丝杠、电机等。

- 指导学生了解并区分不同类型的数控系统。

2. 数控编程基础- 概述数控编程的基本概念,如程序段、指令、坐标系等。

- 教授常用编程指令,如G代码、M代码及其功能。

- 结合实例,指导学生进行简单图形的编程。

3. 数控加工工艺- 介绍数控加工工艺的基本原则和流程。

- 分析不同材料、刀具对加工工艺的影响。

- 指导学生根据设计要求制定加工工艺。

4. 数控xy工作台操作- 详解数控xy工作台的操作步骤和安全注意事项。

- 演示基本操作,如手动、自动运行,程序输入等。

- 安排学生进行实操练习,提高操作熟练度。

xy数控工作台课程设计

xy数控工作台课程设计

X-Y 数控工作台课程设计一、总体方案设计1.1 设计任务题目:X —Y 数控工作台的机电系统设计任务: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)工作台面尺寸C ×B ×H =185mm ×195mm ×27mm ; (2)底座外形尺寸C1×B1×H1=385mm ×385mm ×235mm ; (3)工作台加工范围X=115mm Y=115mm ;(4) X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm 、脉冲;X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ;(5)负载重量G=235N ;(6)工作台空载最快移动速度为3m/min ; 工作台进给最快移动速度为1m/min 。

(7)立铣刀的最大直径d=20mm ; (8)立铣刀齿数Z=3;(9)最大铣削宽度20e a mm ;(10)最大被吃刀量10p a mm 。

1.2总体方案的确定图1-1 系统总体框图(1)机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床,需要承载的载荷不大,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。

② 丝杠螺母副的选择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。

滚珠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,而且滚珠丝杠已经系列化,选用非常方便,有利于提高开发效率。

③ 减速装置的选择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,且应有消除间隙机构。

数控铣床X-Y工作台设计

数控铣床X-Y工作台设计

机电一体化课程设计说明书重庆交通大学2010年12月设计题目: 数控铳床X-Y 工作台设计班级: 设计者: 学号: 指导教机制三班 陈 钦 元07120526 张继祥322系统总体方案设计 机械系统 接口设计伺服系统设计控制系统设计机械系统的设计计算初选步进电动机计算减速器传动比齿轮机构设计滚珠丝杠的选型设计滚动直线导轨的选型与计算 计算系统转动惯量 光电开关的选择 接近开关的选择 三控制系统设计(一)・ 操作面板的布置图(二)・ 操作面板功能介绍(三)・ 控制系统原理框图(四)、 电动机控制原理(五)、键盘、显示器接口电路分析目录101722182314 1518 18 19322四参考文献原始数据24设计一台微机控制XY两坐标工作台,采用MCS-51单片机控制,控制方式采用步进电机开环控制。

其他参数如下设计任务:X方向行程:610mm Y方向行程:350mm工作台面的参考尺寸:800X320mm平均切削力:1100N 最高运动速度:5m/min定位精度:0. 03mm台上最大重物质量500kg脉冲当量0. 005mm/step一.系统总体方案设计由设计任务书知,本次设计可采用如下方案(一)机械系统1 •传动机构采用滚珠丝杠副2.导向机构采用滚动直线导轨3.执行机构采用步进电机(二)接口设计1.人机接口(1)采用键盘作为输入(2)采用LED作为指示标志(3)采用数码管作为显示器2.机电接口采用光电耦合器作为微型机与步进电动机驱动电路的接口,实现电气隔离.(三)伺服系统设计采用开环控制(四)控制系统设计1、控制部分方案选择控制方案不外乎三种:开环控制、半闭环控制、闭环控制上图为最简单的开环控制,若在机械传动机构中引出反馈给控制部分,再经过比较放大器的则为半闭环控制。

如若是在机械执行机构中引出反馈则为闭环控制 采用步进电机来实 现驱动,一般情况下多 采用开 环控制。

因为步进电机的 输出转角与控制器提供 的脉冲数有着 正比关系, 电机转速与控制器提供 的脉冲频率成正比。

xy数控工作台课程设计

xy数控工作台课程设计

X-Y 数控工作台课程设计一、总体方案设计1.1 设计任务题目:X —Y 数控工作台的机电系统设计任务: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)工作台面尺寸C ×B ×H =185mm ×195mm ×27mm ; (2)底座外形尺寸C1×B1×H1=385mm ×385mm ×235mm ; (3)工作台加工范围X=115mm Y=115mm ;(4) X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm 、脉冲;X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ;(5)负载重量G=235N ;(6)工作台空载最快移动速度为3m/min ; 工作台进给最快移动速度为1m/min 。

(7)立铣刀的最大直径d=20mm ; (8)立铣刀齿数Z=3;(9)最大铣削宽度20e a mm ;(10)最大被吃刀量10p a mm 。

1.2总体方案的确定图1-1 系统总体框图(1)机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床,需要承载的载荷不大,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。

② 丝杠螺母副的选择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。

滚珠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,而且滚珠丝杠已经系列化,选用非常方便,有利于提高开发效率。

③ 减速装置的选择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,且应有消除间隙机构。

立式数控铣床X-Y工作台设计

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新疆工程学院数控方向课程设计说明书数控铣床X-Y数控工作台的设计院(系)机械工程学院专业机械工程及自动化班级学生指导老师2013 年 1 月 1 日数控方向课程设计任务书兹发给机械班学生设计任务书,内容如下:1.设计题目:2.应完成的项目:(1)确定设计总方案(2)机械传动部件的计算与选择(3)控制系统的设计(4)驱动电路的设计(5)机械部分装备图的绘制(6)编写20页左右的详细说明书3.参考资料以及说明:(1)文怀兴、夏田 .《数控机床系统设计》北京:北京化工出版社,2005.(2)杨建明. 《数控加工工艺与编程》北京:北京理工大学出版社,2009.4.本设计任务书于2012年11 月14日发出,应于2012年12月21日前完成,然后进行答辩。

指导教师签发年月日课程设计评语:--课程设计总评成绩:指导教师签字:年月日--目录第一章前言 0第二章设计任务 (1)第三章设计主要步骤 (1)3.1 确定设计总方案 (1)3.1.1机械传动部件的选择 (1)3.1.2 控制系统的设计 (2)3.2 机械传动部件的计算和选择 (3)3.2.1 工作台外形尺寸及重量初步估算 (3)3.2.2 计算切削力 (4)3.2.3滚动导轨的设计计算 (5)3.2.4 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (7)3.2.5 步进电机的传动计算及电动机的选用 (11)第四章控制系统的设计 (18)4.1 进给控制系统原理框图 (19)4.2 驱动电路流程设计 (19)4.3 驱动电源的选用,及驱动电源与控制器的接线方式 (20)第五章驱动电路设计 (21)5.1 驱动电路的时间常数 (21)5.2 电源电路的确定 (21)5.3 元器件的确定 (22)5.3.1 确定三极管 (22)5.3.2 确定R2和R3 (22)第六章机械部分装配图的绘制 (23)第七章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)第一章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。

课程设计数控立式铣床XY工作台机电系统设计说明书

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《机电一体化》课程设计数控立式铣床XY工作台机电系统设计院系:汽车学院专业:机械设计制造及其自动化班级:机电一班组长:雷博文组员:金亮、黄明亮、夏佳、熊秀成指导教师:蒋强目录一、设计目的 (3)二、设计任务 (3)三.总体方案的确定 (4)1、机械传动部件的选择.......................................................................... . (3)(1) 导轨副的选用 (4)(2) 伺服电动机的选用 (4)(3) 工作台的选用 (4)2、控制系统的设计 (5)3、绘制总体方案图 (5)四、直线伺服电机的计算与选型 (5)1、导轨上移动部件的重量 (5)2、铣削力的计算 (5)3、载荷的计算 (7)4、初选型号 (7)5、直线伺服电机可用性验算 (8)五、直线滚动导轨副的计算与选型 (8)1、直线滚动导轨选择理由 (8)2、直线导轨额定寿命L的计算和选型 (10)3、光栅尺的选择 (11)4、工作台的选型 (12)六、PLC选型 (13)七、伺服放大器选型 (18)八、控制系统硬件电路设计 (20)结束语 (21)参考文献 (22)一、设计目的课程设计是一个很重要的实践性教学环节,要求学生综合运用所学的理论知识,独立进行设计训练,主要目的:1) 通过本设计,使学生全面地,系统地了解和掌握数控机床得基本组成及其相关基本知识,学习总体方案拟定、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得工作原理、设计计算方法及选用原则。

3) 通过伺服系统得设计,掌握常用PLC 及电机的工作原理、计算选择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,学习并初步树立“系统设计”的思想。

5) 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

二、设计任务任务:设计一种供立式数控铣床使用的数控工作台。

课程设计铣床的数控XY工作台设计

课程设计铣床的数控XY工作台设计

论文(设计)任务书注:本表按自然班填写。

于动员时发给学生。

不够纸请另附页。

前言设计目的数控机床课程设计是机电一体化专业教学中的一个重要的实践环节,学生学完技术基础课和专业课,专门是“数控技术及应用”课程后应用的,它是培育学生理论联系实际、解决实际问题能力的重要步骤。

本课程设计是以机电一体化的典型课题---数控系统设计方案的拟定为主线,通过对数控系统设计整体方案的拟定、进给伺服系统机械部份设计,计算和操纵系统硬件电路的设计,使学生能够综合应用所学过的机械、电子和微机方面的知识,进行一次机电结合的全方面训练,从而培育学生具有初步设计计算的能力和分析和处置生产进程中所碰到的问题的能力。

论文附全套设计配套图纸,如需联系作者QQ 401339828。

设计要求课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。

通过课程设计能够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、标准等资料;培育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。

课程设计的内容是改造设备,实现以下几部份内容的设计训练。

如周密执行机构(或装置)的设计、运算机I/O接口设计和驱动电路和数控化电气原理设计等。

说明书的内容应包括:课程设计题目整体方案的确信、系统框图的分析、电气执行元件的选用说明、机械传动设计计算和机械和电气及其他部份(如环形分派器等)的说明。

该课程设计的内容及方式,能够归纳如下:1.采纳微型运算机(包括单片机)进行数据处置、搜集和操纵。

要紧考虑运算机的选择或单片机组成电路的选用、接口电路、软件编制等。

2.选用驱动操纵电路,对执行机构进行操纵。

要紧考虑运算机的选择或单片机组成电路的选用,考虑电机选择及驱动力矩的计算,操纵电机电路的设计。

3.周密执行机构的设计。

主若是考虑数控机床工作台传动装置的设计问题:要弄清机构或机械执行元件的要紧功能(传动运动、动力、位置装置、微调、周密定位或高速运转等),进行力矩、负载功率、惯性(转动惯量)、加(减)速操纵和误差计算。

X-Y数控工作台设计(机电一体化系统综合课程设计)

X-Y数控工作台设计(机电一体化系统综合课程设计)

一、总体方案设计1.1 设计任务设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。

该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工,重复定位精度为±0.01mm,定位精度为0.025mm。

设计参数如下:负载重量G=150N;台面尺寸C×B×H=145mm×160mm×12mm;底座外形尺寸C1×B1×H1=210mm×220mm×140mm;最大长度L=388mm;工作台加工范围X=55mm,Y=50mm;工作台最大快移速度为1m/min。

1.2 总体方案确定(1)系统的运动方式与伺服系统由于工件在移动的过程中没有进行切削,故应用点位控制系统。

定位方式采用增量坐标控制。

为了简化结构,降低成本,采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。

(2)计算机系统本设计采用了与MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。

它的主要特点是集成度高,可靠性好,功能强,速度快,有较高的性价比。

控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。

系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。

LED显示数控工作台的状态。

(3)X-Y工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性,又要求结构紧凑,所以选用丝杠螺母传动副。

为提高传动刚度和消除间隙,采用预加负荷的结构。

由于工作台的运动载荷不大,因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。

采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差,从而提高运动平稳性,减小振动。

考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取,为达到分辨率的要求,需采用齿轮降速传动。

图1-1 系统总体框图二、机械系统设计2.1、工作台外形尺寸及重量估算X 向拖板(上拖板)尺寸:长⨯宽⨯高 145×160×50 重量:按重量=体积×材料比重估算3214516050107.81090--⨯⨯⨯⨯⨯≈NY 向拖板(下拖板)尺寸: 14516050⨯⨯ 重量:约90N 。

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课程设计课程名称:数控技术课程设计学院:机械学院专业:机械设计制造及其自动化姓名:学号:年级:任课教师:2012年 1 月 16 日课程设计任务书课程设计(论文)任务书学生姓名:指导教师:任务书发出时间2011年12月25日设计时间2011年12月26日——2012年1月16日设计(论文)题目数控技术课程设计设计(论文)内容①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。

②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的选用。

③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的计算和元件选用。

④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。

⑤对指定的软件程序进行编写。

⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。

⑦编写设计说明书。

设计(论文)的要求(含说明书页数、图纸份量)①方案拟定正确。

②设计计算根据来源可靠,计算数据准确无误。

③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。

④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准,图面整洁、质量高。

⑤电气部份图纸要求符合国家标准,图面布局合理、整洁、质量高。

⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量,其中含机械装配图1~2张、电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理图1~2张。

⑦课程设计说明书应阐述整个设计内容:如课题来源现实意义、总体方案确定、系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路的设计计算以及机械和电气的其它部分。

说明书要突出重点和特色,图文并茂、文字通畅、计算正确、字迹清晰、内容完整。

说明书页数不少于 20 页目录摘要 (1)第一章前言 (1)第二章设计任务 (2)第三章设计主要步骤 (2)3.1 确定设计总方案 (2)3.1.1机械传动部件的选择 (2)3.1.2 控制系统的设计 (3)3.2 机械传动部件的计算和选择 (4)3.2.1 工作台外形尺寸及重量初步估算 (4)3.2.2 计算切削力 (5)3.2.3滚动导轨的设计计算 (6)3.2.4 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (8)3.2.5 步进电机的传动计算及电动机的选用 (12)第四章控制系统的设计 (19)4.1 进给控制系统原理框图 (20)4.2 驱动电路流程设计 (20)4.3 驱动电源的选用,及驱动电源与控制器的接线方式 (21)第五章驱动电路设计 (22)5.1 驱动电路的时间常数 (22)5.2 电源电路的确定 (22)5.3 元器件的确定 (23)5.3.1 确定三极管 (23)5.3.2 确定R2和R3 (23)第六章机械部分装配图的绘制 (24)第七章结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)贵州大学本科课程设计论文机电摘要当今世界电子技术迅速发展,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:机电一体化的基础基本组成要素发展趋势滚珠丝杠滚动导轨步进电机AbstractNow the world electronic technology rapidly expand, 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: Integration of machinery foundation basic component elements characteristic trend of development.第一章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。

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。

《数控机床》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: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关知识,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、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 设计任务设计一套供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台,主要参数如下:1、立铣刀最大直径的d=15mm ,立铣刀齿数Z=3,最大铣削宽度c a =15mm最大背吃刀量p a =8mm ,加工材料为碳素钢或有色金属。

2、X 、Z 方向的定位精度均为±0.04mm 。

3、工作台面尺寸为250mm ×250mm ,加工范围为300mm ×120mm4、工作台空载进给最快移动速度: V xmax = V ymax =1500mm/min ,工作台进给最快移动速度:max ymax 400mm /min x f f V V ==,加减速0.3s 。

第三章 设计主要步骤3.1 确定设计总方案3.1.1 机械传动部件的选择○1、丝杠螺母副的选择 步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动,需要满足初选0.01mm 脉冲当量,因为定位精度±0.04mm ,对于机械传动要有一定的精度损失,大约是1/3-1/2的定位精度,现取为1/2,即是±0.02mm 和±0.04mm 的定位精度,滑动丝杠副无法做到,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。

同时选用内循环的形式,因为这样摩擦损失小,传动效率高,且径向尺寸结构紧凑,轴向刚度高。

由于定位精度不高,故选择的调隙方式是垫片调隙式,这种调隙方式结构简单,刚性好,装卸方便。

由于工作台最快的移动速度V xmax = V ymax =1500mm/min ,所需的转速不高,故可以采用一般的安装方法,即一端固定,一端游动的轴承配置形式。

○2、导轨副的选用 要设计数控铣床工作台,需要承受的载荷不大,而且脉冲当量小,定位精度高,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,安装预紧方便等优点。

○3、伺服电机的选用 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低,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,决定采用开环控制,任务书初选的脉冲当量尚未达到0.001mm ,定位精度也未达到微米级,空载最快移动速度也只有1500mm/min,故本设计不必采用高档次的伺服电机,因此可以选用混合式步进电机,以降低成本,提高性价比。

○4、减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后,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,如果要选用减速装置,则应选用无间隙齿轮传动减速箱。

3.1.2 控制系统的设计○1、设计的X-Y 工作台准备用在数控铣床上,其控制系统应该具有轮廓控制,两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能,所以控制系统设计成连续控制型。

○2、对于步进电动机的开环控制系统,选用MCS-51系列的8位单片机AT89S52作为控制系统的CPU ,能够满足任务书给定的相关指标。

○3、要设计一台完整的控制系统,在选择CPU 之后,还要扩展程序存储器,I/O 接口电路,D/A 转换电路,串行接口电路等。

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