十字滑台系统设计 课程设计
十字滑台设计
目录1.序言 (2)2.技术要求 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 技术数据 (2)2.3 设计要求 (2)3.总体结构设计 (2)3.1 丝杠选取 (3)3.1.1 计算动载荷 (3)3.2 滚珠丝杠副的选取 (4)3.2.1计算载荷 (4)3.2.2根据Ca选择滚珠丝杠副 (4)3.2.3计算额定动载荷计算值Ca (4)3.2.4滚珠丝杠副校核 (5)3.3稳定性运算 (5)3.3.1计算临界转速n (5)K3.3.2压杆稳定性计算 (6)3.4 滚动导轨 (6)3.4.1计算行程长度寿命 Ts (6)3.4.2计算动载荷C………………………………………………………6、j3.5 选取电机 (8)3.5.1 电机的初选 (8)3.5.2 步进电机转动的校核 (8)4.结语 (11)5.参考文献 (11)1.序言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8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,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。
其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。
该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。
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，便于向多处理方向发展。
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。
机电一体化课设(十字滑台)说明书
目 录1绪论 (1)1.1课程设计的背景 (1)1.2课程设计的目的和意义 (1)1.3双坐标十字滑台的技术指标及主要内容 (1)1.3.1技术指标 (1)1.3.2主要内容 (1)2双坐标十字滑台整体结构设计 (2)2.1总体方案确定 (2)2.2滚珠丝杠的设计 (3)2.2.1计算载荷C F (3)2.2.2计算额定动载荷a C ' (3)2.2.3根据a C '选择滚珠丝杠副 (3)2.2.4稳定性验算 (4)2.2.5刚度验算 (5)2.2.6效率验算 (6)2.2.7丝杠的消隙 (6)2.3滚珠丝杠的固定端选择 (6)2.4滚动导轨 (6)2.5步进电机的选择 (7)2.5.1步距角的确定 (7)2.5.2减速器传动比计算 (7)2.5.3电动机轴上总当量负载转动惯量计算 (8)2.5.4惯量匹配验算 (8)2.5.5步进电动机负载能力校验 (8)2.6减速器参数设计 (11)2.6.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (11)2.6.2按齿面接触疲劳强度设计 (11)2.6.3轴承的选择 (12)2.6.4联轴器的选择 (12)3双坐标十字滑台控制系统设计 (13)3.1设计目的 (13)3.2设计任务 (13)3.3设计步骤 (14)3.4数控编程及电气控制部分设计过程 (14)3.4.1总体设计方案的选择及确定 (14)3.4.2硬件控制电路设计 (14)3.4.3软件设计 (15)3.5程序清单 (21)3.5.1显示子程序 (21)3.5.2键盘子程序设计 (22)3.5.3中断 (25)3.5.4主程序设计 (27)4心得体会 (28)5参考文献 (30)1绪论1.1课程设计的背景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。
它极大推动了机械工业,兵器行业及其他行业的发展。
其技术结构,产品结构,技术功能与构成,生产方式和管理体系均发生了巨大的变化。
十字滑台设计
目录1.序言 (2)2.技术要求 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 技术数据 (2)2.3 设计要求 (2)3.总体结构设计 (2)3.1 丝杠选取 (3)3.1.1 计算动载荷 (3)3.2 滚珠丝杠副的选取 (4)3.2.1计算载荷 (4)3.2.2根据Ca选择滚珠丝杠副 (4)3.2.3计算额定动载荷计算值Ca (4)3.2.4滚珠丝杠副校核 (5)3.3稳定性运算 (5)3.3.1计算临界转速n (5)K3.3.2压杆稳定性计算 (6)3.4 滚动导轨 (6)3.4.1计算行程长度寿命 Ts (6)3.4.2计算动载荷C………………………………………………………6、j3.5 选取电机 (8)3.5.1 电机的初选 (8)3.5.2 步进电机转动的校核 (8)4.结语 (11)5.参考文献 (11)1.序言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8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,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。
其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。
该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。
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，便于向多处理方向发展。
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。
《十字滑台机电一体化系统》电气部分课程设计
1
2
3
4
A 建议3X2.5mm2 BK
3-AC380V 50Hz N
B PE
电源开关
QS1
L01 1
2
L02 3
4
L03 5
6
16A
主轴电动机
QS2
10A
135
246
T2
S2
R2
C
变频器
设备界线
W1
V1
U1
D
3X1.5mm BK
(U20) (V20) 2 U2 (W20) V2 W2
3X0.5mm BK
A+ 3
A4
B+ 5
B6
A
AC
C
B
D
BD
电机
60BYGH802AA 混合步进电机
数控系统与驱动器及X轴步进电机连接原理图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
XS10
1,2, 24VG 14,15,
1,2, 14,15,
I19 16
16 X2.3
I18 4
4 X2.2
B
I17 17
二、课程设计控制要求
1、电源输入线：2相380VAC+地线； 2、数控系统：华中HNC-21MD； 3、进给轴系统：
混合步进电动机：60BYGH802AA； 驱动器：2HB404D； 滚珠丝杆导程：5mm； 4、进给轴最小位移量≤0.5μm； 5、要有硬超程保护和显示超程轴及方向 的报警信息。
三、图纸设计举例说明
A
Y0.7
Y0.5
Y1.1
Y1.4 Y1.0
机械制造工艺学课程设计-十字滑台支撑块工艺规程编制设计大学论文
机械制造工艺学课程设计设计题目：十字滑台支撑块机械加工工艺规程制定学生姓名:班级:机电BZ152学号:指导教师:起止日期:2016.6.20-2016.7.8课程设计（论文）任务书二级学院：应用技术学院学号学生姓名专业（班级）机电BZ152设计十字滑台支撑块工艺规程编制设计题目设计技术参数图一图一所示是十字滑台支撑块的简图。
毛坯材料为Q235。
大批量生产，采用通用机床进行加工。
试完成该零件的机械加工工艺设计。
设计要求一、设计者必须发挥独立思考能力，禁止抄袭他人成果,不允许雷同。
积极主动与指导教师流，每一进展阶段至少与指导教师交流二次。
二、设计成果：1、零件图一张， A4;2、设计说明书一份;3、工艺规程卡一套，工序卡若干张。
设计说明书应包括下列内容：（1）封面（2）目录（3）摘要和关键词（4）设计任务书（5）机械加工工艺规程制定的详细过程主要包括：１）零件的结构分析２）生产类型的确定３）毛坯的选择与毛坯简图的绘制４）工艺路线的拟定５）各工序的加工余量及工序尺寸的确定。
６）切削用量的计算和确定７）时间定额的计算和确定８）参考文献（要包含资料的编号、作者名、书名、出版地、出版者、出版年月）。
三、定稿完成后，按照学校要求打印、装订，装袋，并和电子稿一起交给老师，并准备答辩。
工作量1、设计说明书一份2、2、工艺规程卡一套，工序卡若干张。
工作计划序号环节时间分配备注1 熟悉零件，测绘零件，设计准备工作22 机械加工工艺规程制定 33 填写机械加工工艺卡片 44 分析工序定位和加紧方案 35 撰写设计说明书 26 答辩 1小计15天参考资料1、《金属切削加工手册》；2、《机床夹具设计手册》；3、《机械制造工艺学》；4、《机械制造工艺学课程设计指导书》。
指导教师签字教研室主任签字说明：此表一式叁份，学生、指导教师、二级学院各一份。
机械制造工艺学课程设计计算说明书设计题目十字滑台支撑块工艺规程编制设计学院（系）：专业：机械设计制造及其自动化班级：机电BZ152姓名：学号： 6指导老师：李瑞洋完成日期：2016.7.8目录序言 (1)一．零件工艺分析及生产类型确定 (1)1. 零件的作用 (1)2. 零件的工艺分析 (2)3. 零件的生产类型 (2)二．选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (3)1. 确定毛坯类型 (3)2. 确定毛坯制作方法 (4)3. 确定毛坯表面加工余量 (4)4. 确定机械加工余量 (5)5. 确定毛坯尺寸 (5)6. 确定毛坯尺寸公差 (6)7.毛坯设计图 (6)三，选择加工方法，制定工艺路线 (7)1. 定位基准选定 (7)2.选定加工方法及工艺路线 (7)3.选择加工设备与工艺装备 (8)四．切削用量和基本时间的确定 (8)工序01 粗铣外轮廓平面 (9)工序03 钻孔 (9)五．相关夹具 (9)六．总结及参考文献 (10)5.1.总结 (10)5.2.参考文献: (10)序言机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造技术和部分专业课，并进行了生产实习的基础上的又一个实践性的重要教学环节。
十字滑台设计方案
十字滑台设计方案引言十字滑台是一种常用于机械系统中的运动机构，它具有简单、可靠、高精度等特点，被广泛应用于各种工业机械中。
本文将介绍一个十字滑台的设计方案，包括设计原理、结构和材料选用等内容。
设计原理十字滑台的设计原理基于直线运动与旋转运动的组合，通过多个组件的协同工作，实现平移和转动的综合运动。
其主要由导轨、滑块、连接杆、传动杆等组成。
首先，导轨是十字滑台的基础组件，用于固定与支撑滑块。
导轨一般采用高强度的金属材料制造，如铝合金或不锈钢。
导轨具有高精度的加工要求，以保证滑块的平稳移动。
滑块是十字滑台的核心组件，它与导轨相配合，在导轨上实现平移运动。
滑块一般采用铝合金材料，具有良好的刚性和耐磨性。
滑块内部可以设置滚珠轴承或直线导轨轮等零部件，以提高平移的精度和稳定性。
连接杆用于将滑块与传动杆连接起来，使得滑块的平移运动可以通过传动杆传递给被控制的机构。
连接杆的长度和角度需要根据具体应用要求进行设计。
传动杆用于将导轨和滑块的平移运动转化为旋转运动。
传动杆可以采用螺旋齿轮、伞齿轮等传动机构，确保导轨的平稳、可靠运动。
结构设计十字滑台的结构设计需要考虑以下几个方面：滑块的尺寸和形状、连接杆的长度和角度、传动杆的类型和传动比、导轨的选用和固定等。
滑块的尺寸和形状需要根据具体应用场景和被控制的机构来确定。
一般来说，滑块越大，能够承载的负荷越大，但滑动阻力也相应增大。
滑块的形状可以根据导轨的形状来设计，常见的有槽型、V型等。
连接杆的长度和角度需要根据被控制的机构的位置和运动要求来确定。
连接杆的长度需要考虑机构之间的安全距离，保证工作过程中的安全性。
传动杆的类型和传动比需要根据具体应用的平移和旋转运动要求来选择。
螺旋齿轮传动可以实现高精度的转动，而伞齿轮传动则适用于大负荷、高速运动的场景。
传动比的选取要根据实际要求进行计算和优化。
导轨的选用和固定需要考虑滑块的平稳移动和固定的稳定性。
根据滑块的尺寸、负荷和运动方式来选择合适的导轨类型，如滑动导轨、滚动导轨等。
十字工作台控制系统设计
课程设计说明书题目：十字工作台控制系统设计学号：姓名：班级：2008级（3）班专业：机械设计制造及其自动化指导教师：学院：机械工程学院答辩日期：2012年5月27日毕业设计说明书摘要基于单片机STC89C52RC的示教十字工作台控制系统。
通过检测独立按键，可进行坐标输入，点动控制；以LCD12864液晶显示器为人机交互界面，显示坐标；可用手摇脉冲发生器对X、Y轴步进电机进行控制，在上面几个功能的基础上，开发了示教功能，当运动到极限位置时能够通过限位开关限制运动。
主要有手摇脉冲发生器，独立按键，液晶显示，步进电机等模块组成。
本设计完成了控制系统的全部硬件系统，开发了系统的软件程序，绘制了原理图，PCB图，通过调试，达到了设计的要求。
关键词：STC89C52RC；单片机；十字工作台；液晶显示器；步进电机I毕业设计说明书Abstract5The features of the CNC lathe control system which based on SCM STC89C52RC is detecting the independent button, you can coordinate input, jog control,interactive interface to LCD12864 LCD display, showing the coordinates; manual pulse generator available on the X, Y axis stepper motor control; be able to restrict movement through the limit switch when the movement to limit the location.The main system consists of manual pulse generator, independent keys, LCD modules. Designed control system hardware systems, the development of a system software program, draw a schematic diagram, PCB diagram, through commissioning, to achieve the design requirements.Key words: STC89C52RC MCU; CNC lathe control system; LCD display; stepper motorII毕业设计说明书目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1设计的背景和意义 (1)1.2设计的内容和思路 (1)1.3解决的主要问题 (2)第2章总体设计方案 (3)2.1主要芯片介绍 (3)2.2硬件方案的选择和确定 (4)2.3 硬件的总体方案 (5)2.4设计电路原理图 (6)2.5软件方案的选择和确定 (6)第3章十字工作台的硬件设计 (7)3.1最小系统设计 (7)3.2端口分配 (8)3.3 按键电路 (8)3.4 液晶显示电路 (9)3.5 74ls165芯片电路 (11)3.6 步进电机接线 (11)3.7 限位开关电路 (12)3.8 24C08存储器电路 (12)第4章十字工作台的软件设计与分析 (13)4.1控制部分主程序 (14)4.2 74ls165芯片的读取和识别 (15)4.3按键处理程序 (16)4.4手摇脉冲发生器程序 (18)4.5 直线插补程序 (20)4.6 液晶显示程序设计 (22)III毕业设计说明书4.7示教程序 (26)第5章调试 (30)5.1硬件调试 (30)5.2软件调试 (31)第6章结束语 (31)参考文献 (32)附录1原理图 (34)附录2 PCB图 (36)附录3实物图 (38)附录4示教效果图 (40)附录5元器件清单 (41)附录6控制系统使用说明书 (42)附录7源代码 (45)致谢 (65)IV毕业设计说明书第1章绪论1.1设计的背景和意义我国数控工作台的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业发展迅速，1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。
十字滑台设计
重庆理工大学课程设计X-Y数控工作台的机电系统设计学院：重庆机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机电 2班教师：张明德学号：学生：目录1、引言： (3)2、设计任务 (4)3、总体方案的确定 (4)3.1 机械传动部件的选择 (4)3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.2 控制系统的设计 (5)3.3 绘制总体方案图 (5)4、机械传动部件的计算与选型 (6)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (6)4.2 铣削力的计算 (6)5、直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (6)F的计算及导轨型号的选取5.1 块承受工作载荷max5.2 距离额定寿命L的计算6、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)6.1 最大工作载荷Fm的计算6.2 最大动工作载荷FQ的计算6.3 初选型号6.4 传动效率η的计算6.5 刚度的验算6.6 压杆稳定性校核7、步进电动机减速箱的选用 (9)8、步进电动机的计算与选型 (9)8.1 转矩的计算8.2.等效转动惯量的计算8.3速度的验算9、进给传动系统示图 (12)参考文献 (12)X-Y数控工作台机电系统设计1.引言：现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
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。
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，以及步进电动机等部件构成。
其中步进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。
数控机床双坐标十字滑台(“设计”文档)共10张
• 2、G00，G01，G02功能程序实现
• 6、插补原理及程序设计。
•
G指令是在数控系统中插补运算之前需求
预先规定，为插补运算做好预备的工艺指令。
其指令代码从G00至G99共100种，本设计用 到G00，G01和G02。其中，G00为定点位、 G01为直线插补、G 02为顺时针方向圆弧插 补。设计要求运用51系列单片机作为控制中 心实现直线与圆弧插补的G功能。
• 2、G00功能实现程序代码一份， 并根据分组情况实现G01或G02 功能程序代码，要求完成程序代 码清单及程序代码注释；
• 3、设计阐明书一份，详细阐明设计 实际根底、实现方法及控制系统各个 关键参数。单片机运用系统的设计包 括总体设计、硬件设计、软件设计、 在线调试、产品化等几个阶段，这几 个阶段并不都是绝对划分的，有时也 是交叉进展的。
2、设计方案论证后查阅资料。
方法。通常由主 设计要求运用51系列单片机作为控制中心实现直线与圆弧插补的G功能。
以8051单片机系列芯片作为系统的控制中心，担任接纳操作指令，并根据输入的指令控制步进电机的运动，扩展程序存储器、数据存储器、键
程序和假设干个 盘显器示接口及其它并行控制接口，构成完好的控制系统。 中断效力程序所 构成，
• 模块化程序设计技术
• 1、每个模块不宜太 大；
• 2、各个模块间在逻 辑相对独立；
• 3、对简单的义务不 用采用模块化；
• 4、尽量运用已有的 模块。
• 程序设计过程 • 1、建立数学模型 • 2、绘制程序流程图 • 3、编写程序 • 4、程序的汇编、调
试和固化
插补原理
十字滑台系统设计
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日目录一、设计目的 (2)二、设计任务 (2)三、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择 (3)2、控制系统的设计 (4)四、机械传动部件的计算与选型 (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 (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)五、工作台机械装配图的绘制 (22)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)参考文献 (26)一、设计目的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思想知识，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1、设计题目X-Y数控工作台机电系统设计2、任务设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台。
要求可以设定工作台的运动速度，实现正向/反向点动、正向/反向连续运动、启动、停止、急停、软硬限位等功能。
3、主要设计参数1.立铣刀最大直径d=16mm2.立铣刀齿数Z=33.最大铣削宽度a c=10mm4.最大铣削深度a p=8mm5.加工材料为碳素钢6.X，Y方向的脉冲当量都为0.01mm/脉冲7.X，Y方向的定位精度都为±0.02mm8.工作台面尺寸为350mm×350mm,加工范围为450mm×450mm9.X,Y方向工作台空载最快移动速度都为2500mm/min10. X，Y方向工作台进给速度都为400mm/min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(pmm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/minx 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。
机床十字滑台欧姆龙CP1H plc控制系统设计
陕西国防工业职业技术学院SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文题目机床十字滑台控制系统设计专业供用电技术班级供电3101姓名孙争龙学号 27310115指导教师沈博二○一二年十二月二十五日毕业设计任务书专业: 供用电技术班级: 供电3101 学生签名: 孙争龙一、设计题目机床十字滑台控制系统设计二、设计内容要求和技术参数1．构建控制系统模型。
2．确定主要控制、执行元件及其型号。
3．绘制电气控制原理图及接线图。
4．设计PLC程序。
5．配置执行元件控制器参数。
6．系统状态、精度分析。
三、设计应完成的技术资料1．系统模型示意图2．PLC控制程序3．控制器参数调试清单4．电气控制原理图5．系统说明书6．毕业设计说明书四、设计考核的主要知识与技能1．培养学生的团队意识，严格、认真、一丝不苟的科学精神，勇于探索的创新精神2．考核学生系统构建能力3．考核学生PLC程序设计能力及伺服、步进电机及其控制器的应用能力4．考核学生对电力拖动控制领域的了解五、设计的主要内容本项目是机加行业典型的定位控制系统，以PLC为主控元件,完成对伺服电机或步进电机的实时控制。
设计主要完成PLC控制程序，控制器参数设置及PLC与控制器的连接方式，最终形成系统及其说明书，并完成毕业设计论文。
六、设计时间:年月日至年月日七、指导教师签名: 沈博毕业设计进度表和平时考核学生签名:孙争龙班级:供电3101平时成绩:指导教师签名:2006年11月6日指导教师评语和评分意见学生姓名:评语:评分:指导教师签名:年月日设计、答辩考核以及毕业设计总成绩学生班级: 供电3101 学号27310115 姓名孙争龙1.设计评语:指导教师签字年月日2.答辩评语:3.毕业设计总成绩:根据学生平时表现、指导教师评语意见，经答辩小组考核，综合评定该生毕业设计成绩为。
答辩小组:组长签名组员签名年月日题目: 机床十字滑台控制系统设计专业:供用电技术班级:供电3101作者:孙争龙指导教师:沈博摘要本篇文章主要进行欧姆龙的CP1H可编程序控制器的十字滑台控制系统的设计。
十字滑台设计方案
十字滑台设计方案
十字滑台是一种用于机械设备中的传动机构，常用于传动和变换力的方向。
十字滑台设计方案的核心目标是高效稳定地实现力的传递和方向的变换。
首先，在设计十字滑台时需要考虑力的传递效率。
为了提高传动效率，可以采用合适的传动比例，通过调整滑块和曲柄的尺寸来实现。
此外，为了减小传动过程中的损耗，可以采用摩擦小、传动效率高的材料，如光滑的金属表面或耐磨涂层。
其次，设计方案还需要保证十字滑台的稳定性。
为了实现稳定的力传递，可以在滑动面上增加适当的润滑剂，减少滑动面的磨损，确保机构的正常运转。
同时，还可以在滑块上增加抗滑设计，如齿轮刻痕或凹凸感应结构，以增加滑块与曲柄的接触面积，提高空间刚性和力的传递稳定性。
另外，设计方案还需要考虑十字滑台的耐磨性和寿命。
为了提高耐磨性，可以在滑动面上采用高硬度、耐磨损的材料，如硬质合金或刚玉。
此外，可以设计滑块和曲柄之间的间隙，以便通过调整间隙来延长滑动面的使用寿命，并保持正常的轴线和滑动面之间的相对位置。
最后，设计方案还需要考虑十字滑台的安全性。
可以在滑动面和传动部件上增加防护措施，如安全感应器、安全锁等，以防止意外事故的发生。
此外，还可以通过优化机构结构和材料的选择来减小设备的噪音和振动，提高操作的舒适性和安全性。
总的来说，十字滑台设计方案需要综合考虑传动效率、稳定性、耐磨性和安全性等多个因素。
通过合理选择材料、尺寸和结构，以及增加相应的防护装置，可以实现十字滑台的高效、稳定和安全运行。
十字滑台设计讲解
摘要随着世界进入现在代化科技文明至今，现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在近代工业上PLC的问世给所有工业部分带来飞跃的进步，人们利用PLC的优点改变传传统工业的控制技术，让工业实现真正的全自动化。
在人类文明至今机械工具不断的改进，到工业革命之后一次又一次的飞跃给现在所有科技生活等部分带来了翻天变化，就现在工业生产中十字滑台是最新科技领先的技术中的一个常应用的工业生产模块。
在科技不断地升级换代，世界各发达国家在各技术部分的技术水平已经非常成熟，然而我国在很多科技部门仍然是空缺众多。
就目前关于本文章的十字滑台的精确度就是目前我国一项重大空缺，所以本文章设计是关于如何利用PLC技术来实现十字滑台的更精确、更方便、更灵活，PLC的使用可以利用其优点来弥补我国在这些工业技术上的缺陷。
课题研究主要工作就是研究如何PLC编程进行对十字滑台的精确控制，十字滑台系统主要X轴方向滑台、Y轴方向滑台、X-Y轴定位及划线。
在设计中很多方面都涉及机械方面的机械滑轮和齿轮和自动化方面的PLC控制理论与程序以及相关学科的知识来实现十字滑台的电动机的运转，实现最终十字滑台的设计要求。
关键字：PLC、十字滑台、X轴、Y轴AbstractNow as the world entered the generation of the civilization of science and technology, the continuous development of modern science and technology, greatly promote the cross of different subjects and penetration, led to the revolution and reform in the field of engineering. In the advent of modern industrial PLC brings all the industrial part of leap progress, people of have a little change the traditional industrial control based on PLC technology, make industry to realize the real full automation.Machine tools of continual improvement, up to now in human civilization to leap again and again after the industrial revolution brought all technology such as part of life now proud of change, is now in the industrial production cross sliding table is one of the latest technology leading technology in the industrial production of commonly used modules.In science and technology constantly upgrading, the world's developed countries in the technical part of the technical level is already very mature, however in many departments of science and technology in our country is still many gaps. Now about the accuracy of the cross slide of this article is a big gap in our country at present, so this article design is about how to use PLC technology to realize the cross slide more accurate and more convenient, more flexible, the use of PLC can make use of its advantage to make up the defects of our country on the industrial technology.Research the main work is to study how to PLC programming for accurate control of cross sliding table, cross sliding table system main X axis direction slippery, Y direction slippery, x-y axis positioning and marking. In many aspects are involved in the design of machinery of pulleys and gears and automation of the theory and application of PLC control and related disciplines of knowledge to realize the cross slide motor operation, to eventually achieve cross slide design requirements.Key words: PLC, cross sliding table, the X axis and Y axis目录1、引言： (6)2、设计任务 (4)3、总体方案的确定 (4)3.1 机械传动部件的选择 (4)3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.2 控制系统的设计 (5)3.3 绘制总体方案图 (5)4、机械传动部件的计算与选型 (6)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (6)4.2 铣削力的计算 (6)5、直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (6)F的计算及导轨型号的选取5.1 块承受工作载荷max5.2 距离额定寿命L的计算6、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)6.1 最大工作载荷Fm的计算6.2 最大动工作载荷FQ的计算6.3 初选型号6.4 传动效率η的计算6.5 刚度的验算6.6 压杆稳定性校核7、步进电动机减速箱的选用 (9)8、步进电动机的计算与选型 (9)8.1 转矩的计算8.2.等效转动惯量的计算8.3速度的验算9、进给传动系统示图 (12)参考文献 (12)引言1.1课题来源自选课题：根据生产实际PLC在工业中的应用及十字滑台与PLC综合利用的发展前景选定了《PLC对十字滑台控制系统》这个设计课题。
《机电一体化系统设计》课程设计指导书双坐标十字滑台设计及控制
《机电一体化系统设计》课课程设计指导书双坐标十字滑台设计及控制前言本课程设计指导书是根据长春工业大学机电工程学院2003年最新修订的专业课程教学大纲并结合本专业实际教学情况而编写的，根据《机电一体化系统设计》这门专业课，配套的本课程设计的基本要求、主要内容及相关技术资料。
本课程设计指导书包括课程设计内容、设计要求和有关设计步骤，尽可能使学生对于本课程设计有一个清晰的思路。
由于篇幅的限制，为避免重复，对于本课程相关教材中已有详细叙述的基本理论知识，本指导书仅做概要提示，具体内容请参考相关教材。
另外，本指导书后附有关设计资料，供同学参考。
希望同学们在课程设计之前，一定要通读本指导书，做好预习，避免设计中的盲目。
同时在课程设计过程中，提倡大家在独立思考的前提下，互相探讨，积极钻研，勇于提出创新的见解和方案。
对书中不足之处，敬请提出宝贵意见。
-------------------------------------------------------------------------- 学院教学院长（签字）：年月日系主任（签字）：年月日执笔人（签字）：年月日目录前言 (1)第一章绪论 (3)§1-1 课程设计的目的和要求 (3)§1-2 课程设计的实施规则 (3)§1-3 课程设计过程及方式 (5)§1-4 时间安排及考核方法 (7)第二章课程设计内容 (10)§2-1 设计方案的确定 (10)§2-2 本次设计的主要内容 (11)§2-3设计步骤 (11)§2-3-1总体设计方案的选择及确定 (12)§2-3-2硬件设计 (12)§2-3-3软件设计 (13)附录 (22)第一章绪论§1--1课程设计的目的和要求1、课程设计的目的课程设计是重要的教学环节之一，是学生将课堂教学知识用于实践的有效途径。
十字滑台系统设计
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日目录一、设计目的 (2)二、设计任务 (2)三、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择 (3)2、控制系统的设计 (4)四、机械传动部件的计算与选型 (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 (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)五、工作台机械装配图的绘制 (22)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)参考文献 (26)一、设计目的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思想知识，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1、设计题目X-Y数控工作台机电系统设计2、任务设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台。
要求可以设定工作台的运动速度，实现正向/反向点动、正向/反向连续运动、启动、停止、急停、软硬限位等功能。
3、主要设计参数1.立铣刀最大直径d=16mm2.立铣刀齿数Z=33.最大铣削宽度a c=10mm4.最大铣削深度a p=8mm5.加工材料为碳素钢6.X，Y方向的脉冲当量都为0.01mm/脉冲7.X，Y方向的定位精度都为±0.02mm8.工作台面尺寸为350mm×350mm,加工范围为450mm×450mm9.X,Y方向工作台空载最快移动速度都为2500mm/min10. X，Y方向工作台进给速度都为400mm/min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(pmm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/minx 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。
《机电一体化系统设计》课程设计指导书双坐标十字滑台设计及控制
《机电一体化系统设计》课课程设计指导书双坐标十字滑台设计及控制前言本课程设计指导书是根据长春工业大学机电工程学院2003年最新修订的专业课程教学大纲并结合本专业实际教学情况而编写的，根据《机电一体化系统设计》这门专业课，配套的本课程设计的基本要求、主要内容及相关技术资料。
本课程设计指导书包括课程设计内容、设计要求和有关设计步骤，尽可能使学生对于本课程设计有一个清晰的思路。
由于篇幅的限制，为避免重复，对于本课程相关教材中已有详细叙述的基本理论知识，本指导书仅做概要提示，具体内容请参考相关教材。
另外，本指导书后附有关设计资料，供同学参考。
希望同学们在课程设计之前，一定要通读本指导书，做好预习，避免设计中的盲目。
同时在课程设计过程中，提倡大家在独立思考的前提下，互相探讨，积极钻研，勇于提出创新的见解和方案。
对书中不足之处，敬请提出宝贵意见。
-------------------------------------------------------------------------- 学院教学院长（签字）：年月日系主任（签字）：年月日执笔人（签字）：年月日目录前言 (1)第一章绪论 (3)§1-1 课程设计的目的和要求 (3)§1-2 课程设计的实施规则 (3)§1-3 课程设计过程及方式 (5)§1-4 时间安排及考核方法 (7)第二章课程设计内容 (10)§2-1 设计方案的确定 (10)§2-2 本次设计的主要内容 (11)§2-3设计步骤 (11)§2-3-1总体设计方案的选择及确定 (12)§2-3-2硬件设计 (12)§2-3-3软件设计 (13)附录 (22)第一章绪论§1--1课程设计的目的和要求1、课程设计的目的课程设计是重要的教学环节之一，是学生将课堂教学知识用于实践的有效途径。
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十字滑台系统设计课程设计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日目录一、设计目的 (4)二、设计任务 (2)三、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择....................................... ......................................... .. (3)2、控制系统的设计....................................... ......................................... . (4)四、机械传动部件的计算与选型 (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....................................... ......................................... . (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)五、工作台机械装配图的绘制 (22)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)参考文献....................................... ......................................... ......................................... .. (26)一、设计目的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思想知识，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1、设计题目X-Y数控工作台机电系统设计2、任务设计一种供立式数控铣床使用的X-Y 数控工作台。
要求可以设定工作台的运动速度，实现正向/反向点动、正向/反向连续运动、启动、停止、急停、软硬限位等功能。
3、主要设计参数1.立铣刀最大直径d=16mm2.立铣刀齿数Z=33.最大铣削宽度a=10mmc=8mm4.最大铣削深度ap5.加工材料为碳素钢6.X，Y方向的脉冲当量都为0.01mm/脉冲7.X，Y方向的定位精度都为±0.02mm8.工作台面尺寸为350mm×350mm,加工范围为450mm×450mm9.X,Y方向工作台空载最快移动速度都为2500mm/min10. X，Y方向工作台进给速度都为400mm/min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 yx/01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/minx fy f vv 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0.01mm 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。
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0.001mm，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检测装置的选用：增量式旋转编码器转速。
增量式旋转编码器的分辨率应与步进电动机的步距角相匹配。
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、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单坐标定位、两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能，所以控制系统应该设计成连续控制型。
连续控制型（2）对于步进电动机的半闭环控制，选用MPC2810运动控制卡，应该能够满足任务书给定的相关指标。
控制器选：MPC2810运动控制卡（3）要设计一台完整的控制系统，在选择运动控制卡之后，还需要转接板作为与其他电器元件连接的枢纽。
需要转接板（4）选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用，我们将自行设计。
自行设计步进电机驱动电源整体方案设计系统总体方案图四、机械传动部件的计算与选型1、导轨上移动部件的重量估算按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算。
包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、减速箱、滚珠丝杠副、直线滚动导轨副、导轨座等，估计重量约为900N。
G=900N 2、铣削力的计算设零件的加工方式为立式铣削，采用硬质合金立铣刀，工件的材料为碳钢。
则由表2-1查得立铣时的铣削力计算公式为： 硬质合金铣刀铣削力的计算公式（单位N ）[3]16 铣刀类型工件材料 铣削力公式面铣刀碳钢 ZnadfaF pzec 18.090.03.188.006.111278--=灰铸铁 Z a d f a F p ze c 90.00.174.00.1539-= 可锻铸铁Z n a d f a F p ze c 20.00.13.175.01.14825--=圆柱铣刀 碳钢 Za dfaF pzec 0.187.075.088.01000-=灰铸铁Za d f a F p z e c 0.190.080.09.0596-= 三面刃铣刀 碳钢 Zn a d f a F p z e c 1.01.11.180.09.02560--=两面刃铣刀 Za d f a F p z e c 85.01.170.08.02746-= 立铣刀Zn a d f a F p z e c 13.00.173.075.085.0118--=期中：a p 为背吃刀量mm ；a e 为侧吃刀量mm ；f z 为每齿进给量mm/Z ；v f 进给速度mm/min ；Z 铣刀齿数；d 铣刀直径mm ；n 铣刀转速r/min ，见图2-1。
Zn a d f a F p z e c 13.00.173.075.085.0118--= （2-1）图2-1 铣削用量说明若铣刀直径d=16mm ，齿数Z=3，为了计算最大铣削力，在不对称铣削情况下，取最大铣削宽度a e =10mm ，背吃刀量a p =8，每齿进给量f z =0.1mm/Z ；铣刀转速n=300r/min 。
则由公式2-1求得最大铣削力：0.850.750.73 1.00.13118100.11683003989c F N-=⨯⨯⨯⨯⨯⨯≈采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可由表2-2。
表2-2 各铣削力之间比值铣削条件 比值对称铣削不对称铣削 逆铣顺铣 端铣削F f / 0.3～0.6～0.15～ae=(0.4~0.8)d/mmfz=(0.1~0.2 )/(mm.z-1))Fc0.4 0.9 0.3Fe/Fc0.85～0.950.45～0.700.9～1.0Ffn/Fc0.50～0.550.50～0.550.5～0.55圆柱铣削ae=0.05d/mmfz=(0.1~0.2 )/(mm.z-1)) Ff/Fc1.0～1.20.8～0.9Ffn/Fc0.2～0.30.75～0.8Fe/Fc0.35～0.40.325～0.4图2-2 铣削力分析图2-3 顺铣与逆铣由表2-2，图2-2和图2-3，考虑逆铣情况，可估算出三个方向的铣削力分别为：1.110880.383760.25247f c e c fn c F F N F F N F F N=≈=≈=≈图2-3a 为卧铣情况，现考虑立铣，则工作台受到垂直方向的铣削力F z =F e =376N ，受到水平方向的铣削力分别为F f 和F fn 。