机电一体化毕业设计论文定稿版

机电一体化毕业设计论

文

HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

滨州职业学院毕业论文设计

题目：数控机床工作台与控制系统设计

学号：

姓名：

专业班级:

教学单位：电气工程学院

指导教师：

滨州职业学院毕业论文（设计）任务书

电气自动化技术专业级

1、毕业论文（设计）题目数控机床工作台与控制系统设计

2、学生完成全部任务期限：2016年 6月10日

3、任务要求：

1）进程要求

1）提出选题的初步设想。

2）搜集、整理与毕业设计或论文有关的、充分的、准确的信息资料，扩充查阅范围。

3）分析、筛选已有的信息资料，提出研究设想与计划。

4）向指导教师提出开题报告（见附页）。

5）构思论文框架，编写论文提纲，撰写论文初稿。

6）提请指导老师审阅，并根据老师的指导意见做进一步修订，装订成册。

（2）成果要求

1）毕业设计应提交设计图纸和相应的说明书。图纸须规范、完整、清晰、正确，格式符合国家标准的要求；说明书须规范、详实，应包括：任务书、开题报告、正文（摘要、正文内容，结语，参考文献）、附录等。书写认真、清楚，字数不少于8000字。主要包括：前言、摘要、正文内容

2）毕业论文应包括：任务书、开题报告、正文（前言、摘要、关键词，正文内容、结语、参考文献）、附录等；书写认真、清楚，字数以15000字左右为宜。

4、实验（调研）部分内容要求：

（1）实验内容与论文题目一致，数据真实。

（2）调研内容详实，调研结论应具备普遍性。

5、文献查阅及翻译要求：

（1）参考文献应与论文内容相一致。

（2）参考文献不少于8篇。

（3）参考文献的格式参考滨州职业学院毕业论文格式要求。

（4）翻译文献应与原文内容一致。

指导教师：（签名）

学生：（签名）

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特点发展趋势

目录

第一章前言 (4)

第二章课程设计的目的、意义及要求 (6)

第一节课程设计的目的、意义 (6)

第二节课程设计的要求 (6)

第三章课程设计的内容 (7)

第一节课程设计的内容 (7)

第二节课程设计的内容 (7)

第四章数控系统总体方案的确定 (8)

第五章机械部分设计 (9)

第一节确定系统脉冲当量 (9)

第二节工作台外形尺寸及重量初步估算 (9)

第三节滚动导轨副的计算 (9)

第四节齿轮计算、设计 (13)

第五节步进电机惯性负载的计算 (14)

第六节步进电机的计算选择 (15)

第六章机床数控系统硬件电路设计 (17)

第一节设计内容 (17)

第二节设计步骤 (17)

第三节机床数控系统硬件电路设计 (21)

第七章系统控制软件设计 (22)

第八章结束语与致谢 (29)

第九章参考文献 (30)

第一章绪论

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

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

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率 ,提高产品的质量和档次 ,缩短生产周期和提高市场竞争能力。为了实现高速、高精加工 ,与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展 ,应用领域进一步扩大。

(2) 、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统 ,数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。网络化数控装备是近两年国际着名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求 ,也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元 ,反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

第二章课程设计的目的、意义及要求

第一节课程设计的目的,意义

1.能够正确运用《机电一体化技术》课程的基本理论和相关知识，掌握机电一体化系统（产品）的功能构成、特点和设计思想、设计方法，了解设计方案的拟定、比较、分析和计算，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生具有机电一体化系统设计的初步能力。

2.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。工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产效率。本设计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，实现方便而且能保证一定的精度。通过微机控制技术的简单的应用，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提高。本设计所设计的X-Y工作台不仅可用于铣床上进行数控铣削加工，而且还能够用于钻床上数控钻削加工，所以其功能远高于传统的普通工作台是新一代机电一体化的典型产品。通过对X-Y工作台的设计，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，学会设备数控化改造方案的拟定、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，