数控车床XY轴工作台和控制系统设计
X、Y工作台设计说明书解读
目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计任务及内容 (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 (6)4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (8)5、步进电机减速箱的选用 (11)6、步进电动机的计算与选型 (12)7、增量式旋转编码器的选用 (16)五、工作台机械装配图的绘制 (16)六、工作台控制系统电路图绘制 (16)七、步进电动机驱动电源的选择 (16)总结 (17)参考文献 (18)附录： (19)1、操作控制面板 (19)2、控制程序 (19)X-Y数控工作台机电系统设计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的意义。
模块化的X-Y数控工作台，通常有导轨座、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，滚珠丝杆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、滚珠丝杆的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。
图1 X-Y数控工作台外形一、课程设计目的机电一体化技术又称为机械电子技术，它不是一门独立的工程学科，是机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术等相关技术综合。
机电一体化课程设计是针对机电一体化系列课程的要求，继机电一体化课程后的一门设计实践性课程。
它是理论与实践的结合，是培养学生机电一体化产品综合设计能力必不可少的教学环节。
数控机床工作台设计
目录摘要 (Ⅰ)1绪论 (1)1.1我国数控车床的发展和产业化的现状及当今世界数控车床的发展的趋势 (1)1.2 C616数控步进改造设计的目的及意义 (2)2总体方案设计 (5)2.1设计任务 (5)3机械部分设计 (7)3.1进给系统的设计计算 (7)3.2钻削力的计算 (9)3.3铣削力的计算 (11)3.4滚动导轨的选用 (13)3.5滚珠丝杆的计算和选用 (14)3.6滚珠丝杠支座设计与计算 (16)3.7确定齿轮传动比 (18)3.8确定齿轮模数及有关尺寸 (22)3.9步进电机惯性负载的计算 (25)4 系统硬件设计 (26)4.1确定硬件电路的总体方案 (27)4.2机床数控系统硬件电路设计 (29)4系统软件设计 (31)5.1系统控制功能分析 (31)5.2系统管理程序控制 (32)5.3自动加工程序设计 (29)5.4步进电机控制子程序设计 (30)5.5编语言程序设计 (30)5.6直线插补程序设计 (32)5.7圆弧插补程序 (32)结束语 (33)致谢 (34)参考文献 (35)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8155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。
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。
课程设计-X--Y移动平台.
韩雄飞 __ 完毕日期 ______2023年1月10日_ _______
摘要
本文重要对X-Y数控工作台机电系统和控制系统进行设计。
X-Y数控工作台是许多机电一体化设备旳基本部件，如数控车床旳纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床旳X-Y工作台、激光加工设备旳工作台、电子元件表面贴装设备等。
模块化旳X-Y数控工作台一般由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副,以和伺服电动机等部件构成。
其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠旳螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完毕工作台在X、Y 方向旳直线移动。
导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均已原则化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选用即可。
控制系统根据需要选用设计专用旳微机控制系统。
关键字：X-Y数控工作台，滚珠丝杠螺母副，伺服电动机，微机控制系统。
目录。
xy数控工作台
xy数控工作台XY数控工作台。
XY数控工作台是一种能够实现多轴联动控制的高精度机械设备，广泛应用于电子、通讯、航空航天、机械制造等领域。
它具有高速、高精度、高稳定性的特点，能够满足复杂加工要求，提高生产效率，降低生产成本。
本文将就XY数控工作台的结构、工作原理、应用领域等方面进行介绍。
首先，XY数控工作台的结构通常由工作台、导轨、传动装置、控制系统等部分组成。
工作台是XY数控工作台的主体部件，用于固定工件并进行加工。
导轨是工作台的支撑和导向部件，能够确保工作台在加工过程中保持稳定的运动轨迹。
传动装置通常采用丝杠、直线导轨、伺服电机等，用于实现工作台在XY平面上的精确移动。
控制系统是XY数控工作台的大脑，能够实现对工作台的精确控制和多轴联动运动。
其次，XY数控工作台的工作原理是通过控制系统对传动装置进行精确的控制，从而实现工作台在XY平面上的精确定位和运动。
控制系统能够接收指令信号，并将其转换为相应的控制信号，驱动传动装置实现工作台的移动。
在加工过程中，控制系统能够根据加工要求实时调整工作台的运动轨迹和速度，确保加工精度和表面质量。
再次，XY数控工作台在电子、通讯、航空航天、机械制造等领域有着广泛的应用。
在电子行业，XY数控工作台可以用于PCB板的钻孔、铣削和雕刻加工；在通讯行业，可以用于天线、滤波器等器件的加工；在航空航天领域，可以用于航天器零部件的加工；在机械制造领域，可以用于精密零件的加工。
总之，XY数控工作台作为一种高精度、高稳定性的机械设备，具有广泛的应用前景。
它的结构简单、工作原理清晰、应用领域广泛，能够满足复杂加工要求，提高生产效率，降低生产成本。
相信随着科技的不断进步和工业制造的不断发展，XY数控工作台将会在更多领域展现出其巨大的潜力和价值。
X—Y工作台的半闭环控制系统设计
控 制系统 整体 结构见 图 １。ＣＰＵ 发 出步进 电机 控 制 信号 ，经 Ｉ／Ｏ 并行 扩展 口和光 电隔离 电路后 输入 到
步进 电机 驱动 器 ，驱 动步 进 电机运转 ，由滚动 丝杠将 旋 转 运动转 换 为直线 运动 ，实 现工作 台 ｘ、ｙ方 向的联 动 。与步进 电机 同轴 的脉 冲发生 器反 馈步 进 电机运转 信 号 ，经光 电隔离及 四倍频 电路 后变 成 四路信 号 ，即
维普资讯
· １６Ｏ ·
机 械 工 程 与 自 动 化
２００７年 第 ６期
广泛应 用 的 ＭＣＳ一５１系列 的 ＡＴ８９Ｃ５１单 片机 。由于 ＣＰＵ 本 身 的资源无 法满 足需要 ，因此要 对存储 器及 Ｉ／ Ｏ 口进行 扩展 。扩展容 量 ６４ｋＢ的 ２７５１２、８ｋＢ的 ６２６４ 作 为外 部程 序存储 器及数 据存 储器 。锁 存器 ７４１ ￥３７３ 输 入端 分 时 复 用 。工作 台 的 限位 信 号 接 ＣＰＵ 外 部 中 断 ＩＮＴ０。
数控车床XY轴工作台和自动控制系统设计
数控车床XY轴⼯作台和⾃动控制系统设计(此⽂档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)⽬录第⼀章前⾔ (3)第⼆章课程设计的⽬的、意义及要求 (4)第⼀节课程设计的⽬的、意义 (4)第⼆节课程设计的要求 (4)第三章课程设计的内容 (5)第⼀节课程设计题⽬ (5)第⼆节课程设计的内容 (5)第四章数控系统总体⽅案的确定 (6)第五章机械部分设计 (8)第⼀节确定系统脉冲当量 (8)第⼆节⼯作台外形尺⼨及重量初步估算 (8)第三节滚动导轨副的计算、选择 (9)第四节滚珠丝杠计算、选择 (10)第五节齿轮计算、设计 (13)第六节步进电机惯性负载的计算 (14)第七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 (18)第⼀节设计内容 (18)第⼆节设计步骤 (18)第三节机床数控系统硬件电路设计 (23)第七章系统控制软件设计 (24)第⼋章致谢 (27)第九章参考⽂献 (28)第⼀章前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。
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程⼯业的渗透，从⽽使机械⼯业的技术结构、产品、功能与构成、⽣产⽅式及管理体系发⽣了巨⼤的变化，⼯业⽣产已由“机械电⽓化”迈出了“机电⼀体化”时代的发展阶段。
机电⼀体化是指从系统的观点出发，综合运⽤机械技术、微电⼦技术、⾃动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电⼒电⼦技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能⽬标和优化组织⽬标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、⾼质量、⾼可靠性、低能耗的意义上实现特定功能的价值，并使整个系统最优化的系统⼯程技术。
由此⽽产⽣的功能系统则成为⼀个机电⼀体化系统或机电⼀体化产品。
⼀个较完整的机电⼀体化系统应该包括以下⼏个要素：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。
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。
用微机数控技术改造X62W万能铣床的X——Y工作台毕业设计论文
η==0.96
式中——螺旋升角，W1L3508γ=4°10′
——摩擦角取最大牵引力为3340N支承间距L=320mm,丝杆螺母及轴承均进行预紧。
⒌刚度验算
先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图如图(2)所示
Z4J4JS
Z3J3
⑴丝杆的压变形量δ1
F=(d02-dq2)=(352-4.7362)`≈944
可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现时间无看管加工。有以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。
以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
⒋传动效率计算
η==0.94
式中——螺旋升角，W1L4006γ=2°44′
——摩擦角取最大牵引力为14683支承间距L=1250mm,丝杆螺母及轴承均进行预紧。
⒌刚度验算
先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图如图(1)所示
Z2J2L1
Z1J1
⑴丝杆的压变形量δ1
F=(d02-dq2)=(402-3.9692)`≈1244
第一种方案：主轴的升降工作台的X，Y轴的进给运动。
第二种方案：工作台的X，Y轴的进给运动改变为微机控制，实现三轴或二轴的开环同步控制或非同步控制。
第一种方案的设计一实现，但我们要求对X，Y轴的改造，Z轴作为预留，因此选择第二种方案。
【技术】数控技术毕业设计题目
【关键字】技术数控技术毕业设计题目篇一：数控专业毕业论文参考题目数控专业毕业论文参考题目1. 实验室用简易滚动轴承试验装置的原理与初步的结构设计2. 滚动轴承振动数据分析的基本原理及其应用3. 光栅传感器的基本原理及模拟实验课件制作(本文来自：小草范文网:数控技术毕业设计题目) 4. 光纤位移（Y型）传感器的基本原理及模拟实验课件的制作5. 金属机加工表面粗糙度的影响因素6. 人为差错类型及机械产品的放错设计7、先进制造技术应用分析8、金属腐蚀与防护研究9、液压泵毛病机理分析10、Q2-8型汽车起重机液压系统分析11、液压系统毛病及诊断12、气压传动系统应用与分析13、数控机床常见毛病分析与排除14、设备无损检测方法探讨15、机电产品绿色设计与绿色制造研究16、润滑技术在机械设备的应用17、基于Pro/E的锥齿轮参数化建模及加工仿真18、普通锥齿轮差速器行星齿轮的力学分析19、蜗杆传动的可靠性设计20、基于MATLAB的圆柱齿轮减速器优化设计21、基于Pro/ENGINEER圆柱齿轮减速器实体造型设计研究22、阿基米德螺旋线凸轮零件的数控加工研究23、基于ANSYS的螺旋齿轮应力分析与比较24、斜齿圆锥齿轮与直齿圆锥齿轮应力分析研究25、基于ANSYS的高速轴应力分析26、一级锥齿轮减速器的设计27、特殊形状工件单面喷丸处理专用夹具设计28、特殊形状工件双面喷丸处理专用夹具设计29、具有榫槽类结构的专用工件喷丸处理专用夹具设计30、利用立铣床进行滚压处理时专用转接部件的设计31、实验室用多屏幕操作控制专用工作台设计32、多试件成组装夹专用夹具设计33、工业用桶装油漆搅拌器设计34、三自由度训练器设计35、纸卷商标包装机方案论证；36、纸卷商标包装机传动系统设计37、轴类零件工艺分析与数控加工仿真38、数控机床主轴结构设计39、直齿圆柱齿轮减速器虚拟装配设计40、汽车发动机曲轴结构设计41、平面连杆机构在实践中的应用研究42、车用千斤顶结构设计43、二级减速器传动系统设计与数字化建模44、三坐标测量机虚拟装配设计45螺旋千斤顶的设计46、汽车连杆加工工艺分析47、基于MATLAB的四连杆机构运动仿真48、手机外壳塑料模具设计49、自车飞轮模具设计50、基于Pro/E的机床夹具虚拟设计探讨51、外圆表面加工方法研究52、机床夹具设计53．齿轮系统的有限元分析54. 难加工材料的加工研究55.矿用液压支架电液控制系统设计56.简易立车自动回转刀架的设计57.管内爬行机器人驱动机构设计58.新型少齿差行星齿轮减速机设计59.液压电梯闭式回路电液控制系统设计60.反铲液压挖掘机工作机构设计计算C40数控车床电动尾座设计62.带式运输机传动装置设计63.气压传动两维机械手设计64.气流粉碎机的设计65、数控回转工作台设计66、平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制67、典型型腔零件的数控编程加工工艺68、铣边机组合机床设计69、铣削组合机床及其主轴组件设计70、组合镗床设计71、配合零件加工工艺及程序编制72、孔系加工立式组合加工机床设计73、三面铣组合机床液压系统和控制系统设计74、CK6132数控车床总体及进给驱动部件设计75、CA6140普通车床床头1轴轴承座夹具设计76、SSCK20A数控车床主轴及主轴箱的数控加工及数控编程77、数控铣床零件加工游戏手柄设计78、基于Pro/E的蒸汽电熨斗的建模设计79、平面凸轮数控铣工艺分析及程序编制80、花键轴机械加工工艺规程设计81、二维奥迪车标设计82．机床导轨修复方法研究83．球面加工方法研究84．先进制造技术发展趋势探讨85．卡规数显磨床在线测量分析86、数控车削加工工艺及加工程序编制87、调头加工轴数控加工工艺设计88、经济型数控车床控制系统的设计89、箱体零件的数控加工90、数控生产现场管理方法探讨91、嵌入式开放型数控系统设计92、铝壳体压铸模具设计93、数控铣削加工工艺规程设计94、数控车床系统XY工作台与控制系统设计篇二：数控技术毕业设计论文题目集合毕业论文、毕设计选择题目机床结构及操作研究机床毛病的修理及改造CA6140型车床主运动机械传动系统的结构设计普通车床数控改造设计套筒加工工艺及夹具设计数控机床加工精度异常毛病诊断分析经济型数控螺杆铣床的改制汽车盖板冲裁模设计箱体零件生产过程减速器中齿轮轴的数控加工数控车零件工艺设计及程序编制支撑筒的冲压成型工艺及模具设计垫片多工位级进模设计基于普通机床的后托架及夹具设计开发通孔压铆螺母柱凸轮的地位及其性能的讨论数控车床的编程技巧数控铣床的编程技巧加工中心的编程技巧普通车床的结构及传动分析普通铣床的结构及传动分析磨机的传动装置设计球磨机的主减速机设计X62W万能铣床电气控制系统的毛病诊断Z32摇臂钻床大修计划及典型零件修复工艺气动与PLC实验装置的设计声光显示智力竞赛抢答器C615型车床仿型加工装置的设计C620车床仿型加工装置的设计C620车床电气控制系统的毛病诊断CA6140车床电气控制系统的毛病诊断Z32摇臂钻床电气控制系统的毛病诊断直流电机控制系统M7130磨床砂轮夹具设计15T冲床设计Φ300物料输送机单级齿轮减速器设计带式输送机的单级减速箱设计PLC控制技术改造摇臂钻床电气控制系统PLC控制技术改造卧式双面扩孔组合机床电气控制系统离心机变频调速系统的设计交通信号灯PLC控制系统设计黑板自动升降装置的设计CK6150车床大修计划及典型零件修复工艺数控加工工艺课程设计（轴类零件的加工）攻丝组合机床设计钻孔组合机床设计CA6140车床后拖架零件加工工艺及铣底面专用夹具设计CA6140普通车床的数控技术改造（机械部分）CA6140普通车床床头1轴轴承座夹具设计CE7132仿形车床的PLC改造WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计数控车床系统XY工作台与控制系统设计手机外壳的数控铣削加工拨叉C加工工艺及夹具设计设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备CA6140车床后托架加工工艺设计C6140拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计减速器箱体零件的加工工艺和工装夹具普通车床数控研究及改造设计CA6140车床主运动机械变速传动系统的结构设计数控车床加工工艺CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计实验用减速器的设计数控车床主传动机构设计中型四柱式液压机及液压系统设计双铰接剪叉式液压升降台的设计尾座体加工工艺及夹具设计端盖冲压工艺及模具设计CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计数控车零件工艺设计及程序编制CA6140卧式车床上的法兰盘根据自己的实习岗位设计加工工艺及工装夹具或进行技术革新篇三：数控专业毕业论文题目总汇1、机加类（1）连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计（2）液压泵盖机械加工工艺规程和加工外圆夹具设计（3）液压缸的结构及机械加工工艺分析（4）浅析滚动轴承的加工工艺（5）传动轴的加工工艺及夹具设计（6）曲轴润滑油孔加工机床的设计（7）叶型加工工装设计（8）壳体零件机械加工工艺及工艺装备设计（9）轴类零件加工工艺及夹具设计（10）活塞工艺夹具设计（11）凸轮轴零件工艺规程设计（12）某专用机械传动系统设计（13）某农产品加工机器设计（14）某轻工产品加工机器设计（15）典型机床维修技术（16）典型冲压模具设计（17）单面焊双面成形质量差的原因及防止措施（18）箱形梁焊接变形问题的防止（19）箱体类零件三维造型及数控加工程序设计（20）组合夹具设计如果需要交流请联系扣扣：88 你懂得2、机械设计类（1）活塞的机械加工工艺，典型夹具及其CAD设计（2）过桥齿轮轴机械加工工艺规程（3）CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计31001-后托架（4）WHX112减速机壳加工工艺及夹具设计（5）WH212减速机壳体加工工艺及夹具设计（6）CA6140拔叉零件的加工工艺及夹具的设计（7）变速器换档叉的工艺过程及装备设计（8）差速器壳体工艺及镗工装设计（9）29323联轴器的加工（10）连杆孔加工工艺与夹具设计（11）连杆体的机械加工工艺规程的编制（12）溜板工艺及其挂架式双引导镗床夹具（13）一级圆柱齿轮减速器（14）二级圆柱齿轮减速器（15）环面蜗轮蜗杆减速器（16）自动洗衣机行星齿轮减速器的设计（17）带式输送机传动装置设计（18）轧钢机减速器的设计（19）无轴承电机的结构设计（20）AWC机架现场扩孔机设计（21）普通钻床改造为多轴钻床（22）钻床的自动化改造及进给系统设计（23）铣床夹具设计（24）粗镗活塞销孔专用机床及夹具设计（25）车床改装成车削平面体的专用机床设计（26）去毛刺专用机床电气系统控制设计(plc)（27）轴向柱塞泵设计（28）四轴头多工位同步钻床设计（29）钻孔组合机床设计（30）攻丝组合机床设计及夹具设计（31）全液压升降机设计（32）万能外圆磨床液压传动系统设计（33）双铰接剪叉式液压升降台的设计（34）Φ1200熟料圆锥式破碎机（35）掩护式液压支架（36）多用途气动机器人结构设计（37）液压上料机械手（38）液压卷花机的设计（39）弧齿圆锥齿轮结构设计（40）旋转门的设计3、数控类（1）复杂零件加工工艺设计及数控编制（2）新型数控车床的主传动系统的设计及控制（3）新型数控车床的进给传动系统的设计及控制（4）新型数控车床电气控制设计（5）数控车床毛病诊断及排除的研究与应用（6）电火花线切割在模具产品加工中的实际应用（7）数控车床刀架装置的设计（8）数控机床机械传动装置的设计（9）基于数控机床的PLC技术的研究（10）单片机在数控机床上的应用与研究（11）某一副典型冲压模具数控加工工艺（12）某一副典型塑料模具数控加工工艺（13）某一个汽车零件数控加工工艺（14）数控车床某一种毛病分析与维修维护技术（15）数控铣床某一种毛病分析与维修维护技术（16）加工中心某一种毛病分析与维修维护技术（17）多种数控加工技术的综合应用经验（18）数控加工工艺与传统工艺的结合研究（19）普通机床（车床、铣床、刨床等）机械结构的数控化改造（20）普通机床（车床、铣床、刨床等）电器控制系统的数控化改造4、材料类（1）大型铜合金铸件的表面质量研究（2）复合材料研究及其应用（3）复合材料的摩擦磨损性能研究（4）高强高导电Cu-Cr-Zr合金的组织与性能研究（5）Cu-Cr-Zr合金热处理工艺研究（6）模具铜合金材料热处理工艺的研究（7）塑料模具材料的研制与应用（8）模具铜合金材料摩擦磨损特性的研究（9）机械材料切削加工性能的研究（10）复合材料的切削加工表面结构与表面粗糙度研究（11）切削刀具对复合材料切削表面粗糙度影响的研究（12）热处理对复合材料疲劳性能的影响研究（13）复合材料的切削加工质量研究（14）复合材料研究的现状及分析（15）机械材料防腐能力的研究（16）机械材料热导率的研究（17）环保型易切削黄铜的研究（18）合金刀具切削性能的研究（19）切削加工过程的仿真方法研究进展（20）镁合金材料的应用及加工技术的发展5、PLC（1）PLC控制的抢答器设计（2）基于PLC十字路口信号灯控制系统设计（3）自动药片装瓶机PLC控制（4）PL控制的自动存包柜设计此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本！。
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。
X-Y双坐标数控工作台设计
目录绪论 (4)第一章：总体方案设计 (4)1.1 设计任务 (4)1.2 总体方案确定 (6)第二章：机械系统设计 (6)2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (7)2.2滚动导轨的参数确定 (8)2.3 滚珠丝杠的设计计算 (11)2.4 电机的选用 (14)2.5 伺服电机惯性负载的计算 (15)2.6 轴承的选用 (15)2.7 轴承的类型 (15)2.8 轴承调隙、配合及润滑 (15)2.9 滚动轴承的密封装置 (16)2.10 本章小结 (16)第三章控制系统硬件设计 (16)3.1 CPU板 (16)3.2 驱动系统 (19)3.3 传感器及软硬件设计 (20)第四章控制系统软件设计 (25)4.1 总体方案 (25)4.2 主流程图 (25)4.3 INT0中断服务流程图 (26)4.4 INT1中断服务流程图 (27)第五章参考文献 (20)任务书班级：学号：姓名：题目：双坐标数控工作台设计（200×200）时间：2009年11月6日至2009年12月25日共6周要求：设计一台双坐标数控工作台并开发其控制、驱动系统，工作台行程200×200mm，台面尺寸160×320，俩坐标分辨率分别为δ=0.001mm/step,承受最大轴向载荷Fxmax=600N，Fymax=850N，最大移动速度Vxmax=Vmax=1m/min。
（要求采用滚珠丝杠和滚动导轨，必要时增加减速机）具体任务：1、确定总体方案，绘制系统组成框图1张（A2）；2、进行必要的匹配计算，选择适当的元器件；3、机械部分装配图1张（A0）；4、数控系统控制电路设计，绘制电气原理图1张（A1或A0）；5、编写设计说明书1份（不少于8000字）。
班级：学生：指导教师：第一章、总体方案设计1.1 设计任务设计一台双坐标数控工作台并开发其控制、驱动系统，工作台行程200×200mm，台面尺寸160×320，俩坐标分辨率分别为δ=0.001mm/step,承受最大轴向载荷Fxmax=600N，Fymax=850N，最大移动速度Vxmax=Vmax=1m/min。
数控铣床XY工作台1
2.控制系统的设计
• 根据技术指标中最高控制速度，以及数控系 统的经济性要求，选用MCS-51系列的8位单 片机AT89S52作为控制系统的CPU，应该能够 满足任务书给定的相关指标。
• 要设计一台完整的控制系统，在选择CPU之 后，还需要扩展程序存储器、数据存储器、 I/O接口电路等。
步进电机控制XY轴系统总体框图
•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 间隙机构。为此，本例决定采用无间隙齿轮传 动减速箱。
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、伺服电动机拟采用相同的型号和规格。
fk
2
根据公式
Fk
Fk
EI
2
ka
F m 计算失稳时的临界载荷
远大于工作载荷 F m
故丝杠不会失稳 。
G系列滚珠丝杠副尺寸参数
规格 代号
D d 1o a C h1 PW D0 2 a
公称直 径
导 程
Ph
滚珠 直径
DW
丝杠 底径
d2
丝杠 外径
d1
循环 列数 G 4
额定载荷 /N
Ca
d0
3206 -4 32
F max
W
4
F
查表根据工作载荷
Fm a x
初选直线滚动导轨副的型号为KL系
列的JSA-LG15型
•距离额定寿命L的计算
f H fT f C f R Ca L 50 fW F max
机电一体化XY运动平台控制系统设计
相关内容或编程手册 这里列出其性能指标如下 1 系统软件特点 用户可定义坐标系 便于编程 四轴联动的坐标系运动 循环程序缓冲区存储用户运
动信息 提高通讯效率 可编程中断事件 外部输入中断 事件中断 包括位置信息 特 殊运动事件等 以及时间中断 内存 EEPROM, 便于 firmware 更新和参数固化 Windows 98/2000/NT 设备驱动程序及示数软件 DOS 环境 C 和 C++函数库
旋转角度
与增量编码器原理相同 用于测量直线位移的传感器是光栅尺
由于光电编码器输出的检测信号是数字信号 因此可以直接进入计算机进行处理 不
需要放大和转换等过程 使用非常方便 应用越来越广泛
2 电位器
电位器分为直线型 测量位移 和旋转型 旋转型电位器的基本原理是在环状电阻两
端加上电压 通过电刷的滑动 可以直接得到与电刷所在角度 位置 相对应的电压 电
点 但维护困难 使用寿命短 速度受到限制 直流伺服电机的转速控制采用电压控制方
式 因为控制电压与电机转速成正比 直流伺服电机的转矩控制采用电流控制方式 因为
电机的转矩与控制电流成正比
交流伺服电机具有高速 高加速度 无电刷维护 环境要求低等优点 但驱动电路复
杂 价格高 交流伺服电机的控制分为电压控制和频率控制两种方式 异步电机通常采用
图 5 闭环控制系统方案二 如果伺服驱动装置只具有力矩闭环控制功能 通常这种驱动装置结构简单 成本低 廉 则需选用具有速度闭环和位置闭环控制功能的运动控制器来完成系统的高精度位置 和轨迹控制 这种类型的运动控制器结构比较复杂 成本也会比较高 但对于需要多轴运 动控制的系统来说 如果采用具有多轴控制能力的运动控制器 总的系统成本可能会比其 它两种方式还要低廉一些 因为多个驱动成本的降低幅度会超过一块运动控制器成本的增 加幅度 不过 除了一些能够配套提供控制器和相应驱动器的生产厂家外 这种控制方式 比较少被采用
数控车床系统XY工作台与控制系统设计
数控车床XY轴工作台和控制系统设计目录摘要 (1)前言 (2)一、毕业设计的目的、意义 (4)二、毕业设计的内容 (4)（一）毕业设计题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。
(4)三、数控系统总体方案的确定 (4)（一）系统运动方式的确定 (4)（二）伺服系统的选择 (4)（三）计算机系统的选择 (5)（四）X—Y工作台的传动方式 (5)四、机械部分设计 (5)（一）确定系统脉冲当量 (5)（二）工作台外形尺寸及重量初步估算 (6)（三）滚动导轨副的计算、选择 (7)（四）滚珠丝杠计算、选择 (8)（五）齿轮计算、设计 (11)（六）步进电机惯性负载的计算 (12)（七）步进电机的选用 (13)五、数控系统硬件电路设计 (15)（一）数控系统的硬件电路由以下几部分组成： (15)（二）主控制器ＣＰＵ的选择 (15)（三）存储器扩展电路设计 (15)（四）步进电机驱动电路设计 (16)（五）其它辅助电路设计 (17)六、系统控制软件的设计 (18)（一）系统控制软件的主要内容 (18)（二）系统控制功能分析 (18)（三）系统管理程序控制 (19)（四）自动加工程序设计 (19)结束语 (20)参考资料 (21)摘要我设计的是车床XY轴工作台和控制系统，采用单片机控制步进电动机驱动工作台。
首先确定设计的总体方案，然后对车床的机械部分进行设计，其中包括工作台、滚动导轨、滚珠丝杠、步进电动机的设计和选用，最后对数控系统硬件和软件设计。
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。
关键词：数控车床 XY工作台控制系统前言一、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。
机电一体化课程设计题目
机电一体化课程设计题目题目一： C616车床工作台纵向数控化改造参考文献：机械部分设计参考文献：控制部分设计参考文献：（参照其中的第三部分）论文书写格式参照：《数控X-Y工作台设计》题目二：数控铣床X —Y 进给伺服系统设计任务：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 /300max max mm v v f y f x ==；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参考文献：机械部分设计参考文献：《X —Y 数控工作台机电系统设计控制部分设计》参考文献：（参照其中的第三部分）论文书写格式参照：《数控X-Y 工作台设计》题目三：数控铣床X —Y 滑台设计任务：设计一种数控铣床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mm a e 15=；4）最大背吃刀量mm a p 10=；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400mmX400mm,加工范围为300mmX300；9）工作台空载最快移动速度min /1800mm v v y x ==；10）工作台进给最快移动速度min /250max max mm v v f y f x ==；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=400r/min题目四：多用X-Y 工作台设计主要参数如下：定位精度：±0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h，中等冲击，其他见下表：题目五：CA6140车床纵向进给系统设计2.设计参数：1）行程：1000mm2）快速进给：2400 mm/min3）最大切削速度：500 mm/min4）溜板及刀架质量：81.63mg5）主电动功率：7.5kw6）定位精度：±0.04 mm7）重复定位精度：±0.016mm/全行程8）控制坐标数：29）脉冲当量：0.01mm/脉冲题目六：（注：本题供有兴趣的同学做）自动擦黑板机进给伺服系统设计(只需做一个方向的进给伺服设计即可)设计参数：自定。
数控车床XY工作台与控制系统设计
数控车床XY工作台与控制系统设计数控车床是一种以数控技术为基础，通过程序控制工作台和刀具进行运动，完成加工工件的机床。
其中，XY工作台和控制系统是数控车床的核心部分，对于车床性能和加工精度有着重要的影响。
1.XY工作台设计XY工作台是数控车床上工件加工位置的平台，需要满足以下设计要求：-高刚性：为了保证加工过程中工件不发生振动或变形，工作台需要具备高刚性，以承受切削力和惯性力的作用。
-高精度：XY工作台需要有很高的加工精度，以满足工件的加工要求。
因此，在设计过程中需要考虑材料选择、结构设计以及精密加工工艺等因素。
-大载荷能力：由于加工过程中工作台需要承受工件和刀具的重量，因此需要考虑工作台的载荷能力。
-快速平稳运动：为了提高加工效率，工作台的运动速度需要快速稳定，可以通过选择合适的驱动方式来实现。
-多工位设计：在一台数控车床上，通常需要进行多个工序的加工，因此工作台上应设计多个工位，以满足不同工序的需求。
-自动换刀：为了实现多工序的连续加工，工作台上需要设计自动换刀装置，以实现快速换刀。
控制系统是数控车床上的大脑，负责接受加工程序的指令，并控制各个部件的运动。
一个优秀的控制系统需要具备以下特点：-高可靠性：数控车床上的加工过程通常需要长时间运行，因此控制系统需要具备高可靠性，以保证工作稳定。
-高精度：数控车床的加工精度与控制系统有着密切的关系，因此控制系统需要具备高精度的定位和控制能力。
-快速响应：为了满足不同加工需求，控制系统需要具备快速响应的能力，以实现快速平稳的运动控制。
-编程灵活：数控车床通常需要根据不同的工件进行加工，因此控制系统需要具备编程灵活性，可以方便地修改和调整加工程序。
-可视化界面：为了方便操作和监控加工过程，控制系统需要具备直观的可视化界面，以显示当前的加工状态和参数。
-通信功能：为了实现与其他设备的数据交互，控制系统需要具备通信功能，可以与上位机或其他设备进行数据传输。
总之，数控车床的XY工作台和控制系统设计是数控车床性能和加工精度的关键因素。
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目录摘要 (1)前言 (2)一、毕业设计的目的、意义 (4)二、毕业设计的内容 (4)（一）毕业设计题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。
(4)三、数控系统总体方案的确定 (4)（一）系统运动方式的确定 (4)（二）伺服系统的选择 (4)（三）计算机系统的选择 (5)（四） X—Y工作台的传动方式 (5)四、机械部分设计 (5)（一）确定系统脉冲当量 (5)（二）工作台外形尺寸及重量初步估算 (6)（三）滚动导轨副的计算、选择 (7)（四）滚珠丝杠计算、选择 (8)（五）齿轮计算、设计 (11)（六）步进电机惯性负载的计算 (12)（七）步进电机的选用 (13)五、数控系统硬件电路设计 (15)（一）数控系统的硬件电路由以下几部分组成： (15)（二）主控制器ＣＰＵ的选择 (15)（三）存储器扩展电路设计 (15)（四）步进电机驱动电路设计 (16)（五）其它辅助电路设计 (17)六、系统控制软件的设计 (18)（一）系统控制软件的主要内容 (18)（二）系统控制功能分析 (18)（三）系统管理程序控制 (19)（四）自动加工程序设计 (19)结束语 (20)参考资料 (21)数控车床XY轴工作台和控制系统设计摘要我设计的是车床XY轴工作台和控制系统，采用单片机控制步进电动机驱动工作台。
首先确定设计的总体方案，然后对车床的机械部分进行设计，其中包括工作台、滚动导轨、滚珠丝杠、步进电动机的设计和选用，最后对数控系统硬件和软件设计。
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。
关键词：数控车床 XY工作台控制系统前言一、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。
（一）、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:(1) 高速、高精加工技术及装备的新趋势(2) 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展(3) 智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势（二）、对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于 1958 年 ,近 50 年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从 1958 年到 1979 年 ,即封闭式发展阶段。
在此阶段 ,由于国外的技术封锁和我国的基础条件的制 ,数控技术的发展较为缓慢。
第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期 ,即引进技术 ,消化吸收 ,初步建立起国产化体系阶段。
在此阶段 ,由于改革开放和国家的重视 ,以及研究开发环境和国际环境的改善 ,我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。
第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间 ,即实施产业化的研究 ,进入市场竞争阶段。
纵观我国数控技术近 50 年的发展历程 ,特别是经过 4 个 5 年计划的攻关 ,总体来看取得的成绩还是不小。
（三）、对我国数控技术和产业化发展的战略思考(1) 战略考虑。
我国是制造大国 ,在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移 ,所以 ,我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题。
首先从社会安全看 ,因为制造业是我国就业人口最多的行业 ,制造业发展不仅可提高人民的生活水平 ,而且还可缓解我国就业的压力 ,保障社会的稳定;其次从国防安全看 ,西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质 ,对我国实现禁运和限制 ,“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。
(2)发展策略。
从我国基本国情的角度出发 ,以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向 ,以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标 ,用系统的方法 ,选择能够主导 21 世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容 ,实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向 ,即以数控终端产品为主 ,以整机如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、曲型数字化机械、重点行业关键设备等带动数控产业的发展。
重点解决数控系统和相关功能部件数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等的可靠性和生产规模问题。
没有规模就不会有高可靠性的产品;没有规模就不会有价值低廉而富有竞争力的产品;当然 ,没有规模中国的数控装备最终难有出头之日。
一、毕业设计的目的、意义《机电一体化系统设计》毕业设计是培养学生设计能力的重要实践性教学环节之一，是综合运用所学过的机械、电子、自动控制、计算机等知识进行的基本设计训练。
其目的是：能够正确运用《机电一体化系统设计》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；通过机械部分设计，掌握机电一体化系统典型机械零部件和执行元件的计算、选型和结构设计方法和步骤；通过测试及控制系统方案设计，掌握机电一体化系统控制系统的硬件组成、工作原理，和软件编程思想；通过毕业设计提高学生应用手册、标准及编写技术说明书的能力，促进学生在科学态度、创新精神、专业技能等方面综合素质的提高。
二、毕业设计的内容（一）毕业设计题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY 工作台。
已知条件：定位精度：±0.01mm ，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h ，中等冲击工作台的有效行程为400Lx mm=400Y L mm=快速进给速度max 2000/minx v mm =max 2000/miny v mm = 和工作载荷2000Z F N=三、数控系统总体方案的确定数控系统总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择。
进行方案的分析、比较和论证。
（一）系统运动方式的确定该系统要求工作台沿各坐标轴的运动有精确的运动关系因此采用连续控制方式。
（二）伺服系统的选择开环伺服系统在负载不大时多采用功率步进电机作为伺服电机.开环控制系统由于没有检测反馈部件，因而不能纠正系统的传动误差。
但开环系统结构简单，调整维修容易，在速度和精度要求不太高的场合得到广泛应用。
考虑到运动精度要求不高，为简化结构，降低成本，宜采用步进电机开环伺服系统驱动。
（三）计算机系统的选择采用MCS-51系列中的8031单片机扩展控制系统。
MCS-51单片机的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，性价比高。
控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进功率放大电路等组成。
系统的工作程序和控制命令通过键盘操作实现。
显示器采用数码管显示加工数据和工作状态等信息。
（四） X—Y工作台的传动方式为保证一定的传动精度和平稳性以及结构的紧凑，采用滚珠丝杠螺母传动副。
为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加载荷的结构。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故选用滚动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动平稳性。
考虑电机步距角和丝杠导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，以及考虑步进电机负载匹配，采用齿轮减速传动。
系统总体框图如下:图3-1四、机械部分设计机械部分设计内容包括：确定系统脉冲当量，运动部件惯性的计算，选择步进电机，传动及导向元件的设计、计算与选择，绘制机械部分装配图等。
（一 ）确定系统脉冲当量脉冲当量δp 是一个进给指令时工作台的位移量，应小于等于工作台的位置精度，由于定位精度为±0.01mm 因此选择脉冲当量为0.01mm 。
（二）工作台外形尺寸及重量初步估算根据给定的有效行程，画出工作台简图，估算X 向和Y 向工作台承载重量WX 和WY 。
取X 向导轨支撑钢球的中心距为410mm,Y 向导轨支撑钢球的中心距为400mm,设计工作台简图如下:图4-1X 向拖板(上拖板)尺寸为:长*宽*高=420*410*50 重量:按重量=体积*材料比重估算为:xW = 3242041050107.810671.58N --⨯⨯⨯⨯⨯=Y 向拖板(下拖板)尺寸为: 42040050⨯⨯工作台简图重量Y W =3242040050107.810655.2N --⨯⨯⨯⨯⨯=上导轨(含电机)重量为23(900480828003550)7.81010487.97N --⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=夹具及工件重量:约155N X-Y 工作台运动部分总重量为:487.97655.2671.581552000W N =+++≈ （三）滚动导轨副的计算、选择根据给定的工作载荷Fz 和估算的Wx 和Wy 计算导轨的静安全系数fSL=C0/P ，式中：C0为导轨的基本静额定载荷，kN ；工作载荷P=0.5(Fz+W)； fSL=1.0~3.0(一般运行状况)，3.0~5.0（运动时受冲击、振动）。
根据计算结果查有关资料初选导轨： 因系统受中等冲击,因此取4.0sL f =,,,0.5()O SL X YX Y Z X Y C f P P F W ==+x Z X Y Z Y OX SL X OY SL Y P =0.5(F +W )=0.5(2000+671.58)=1335.79N P =0.5(F +W )=0.5(2000+655.2)=1327.6N C =f P =41335.79=5343.16N C =f P =41327.6=5310.4N⨯⨯根据计算额定静载荷初选导轨:选择汉机江机床厂HJG-D 系列滚动直线导轨,其型号为:HJG-D25基本参数如下: 表4-1导轨的额定动载荷17500a C =N依据使用速度v （m/min ）和初选导轨的基本动额定载荷aC (kN)验算导轨的工作寿命Ln ：额定行程长度寿命:()H T Ca Wf f f C S f FT K = （4-1）20004500MF M F ===1,2,0.81,1,50o T W C H R d f f f f K ======33110.81175002500()50()142409.58H T C a W f f f C S f FT K km ⨯⨯===导轨的额定工作时间寿命:3102S o T H l nT ⨯=(4-2)33102142409.58104944771500020.6460S o T H l nT h T h ⨯⨯===>=⨯⨯⨯导轨的工作寿命足够. （四）滚珠丝杠计算、选择初选丝杠材质：CrWMn 钢，HRC58~60，导程：l0=5mm 强度计算 丝杠轴向力：)(,,max y x z y x W F f KF F ++=(N) (4-3)其中：K=1.15，滚动导轨摩擦系数f=0.003~0005；在车床车削外圆时：Fx=(0.1~0.6)Fz ，Fy=(0.15~0.7)Fz ，可取Fx=0.5Fz ，Fy=0.6Fz 计算。