十字滑台系统设计

十字滑台系统设计

Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

重庆理工大学机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台

说明书

班级：

学号：

专业：机械设计制造及其自动化

姓名：

教师：

时间：2015年6月22日-7月10日

目录

1、机械传动部件的选择 (3)

2、控制系统的设计 (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 (7)

4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)

5、步进电动机减速箱的选用 (13)

6、步进电动机的计算与选型 (13)

7、增量式旋转编码器的选用 (19)

8、步进电机驱动器的选择 (19)

9、联轴器的选择 (21)

六、工作台控制系统的设计 (22)

七、十字滑台运动控制程序的编制 (22)

八、结语

.............................................................................................................................. . (25)

(26)

三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择

（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，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小(p mm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/min x f y f v v mm ==），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。 选直线滚动导轨副

（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，要满足的脉冲当量和±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。 选滚动丝杠螺母副

（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，且应有消除间隙机构。 拟采用减速器

（4）伺服电动机的选用

任务书规定的脉冲当量尚未达到，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有2500mm/min 。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。 伺服电机选步进电机

（5）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。任务书所给精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转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，并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

检测装置的选用：增量式旋转编码器

丝杠的有效行程为

2h i

πη

=

F摩——导轨的摩擦力，

八、结语：

为期三个星期的课程设计转瞬即逝，通过紧张的计算和设计，我顺利的完成了此次机电一体化系统设计的课程设计。《机电一体化系统设计》是一门综合性课程，它是一门机械技术与微电子技术的交叉学科。随着机械技术、微电子技术的飞速发展，机械技术与微电子技术的相互渗透越来越快。本次设计的数控十字滑台就是机电有机结合的产品。在设计过程阶段，遇到了许多困难。在老师和同学的帮助下，最终把问题一一解决了。在做控制系统设计时遇到了较大的难题。由于以前对微机计算机控制部分知识没有掌握扎实，所以在控制程序设计也比较困难。通过本次课程设计之后也使自己更深一步的了解程序编写。通过本次课程设计之后，使自己对课本上的东西有更加深刻的的认识。由于自己的能力有限，设计中难免也存在不少细节上的错误，希望老师指出改正。感谢老师在这段时间对我们耐心的指导，使我懂得了学以致用的道理，我也因此明白了理论联系实际的重要性。

九、参考文献

【1】姜培刚，盖玉先机电一体化系统设计【M】机械工业出版社，

【2】杨裕根，诸世敏现代工程图学【M】北京邮电大学出版社，2007

【3】尹志强、王玉林机电一体化系统设计课程设计指导书[M] 机械工业出版社，2010

【4】高林、周海燕 Visual Basic 程序设计教程【M】人民邮电出版社，

【5】（美）Scott Warner 着Visual Basic 程序教程汉明工作室译【M】人民邮电出版社，

【6】leetro MPC2810运动控制卡用户手册【M】乐创自动化有限公司

【7】leetro MPC2810运动控制卡编程手册【M】乐创自动化有限公司