机电一体化系统课程设计报告

机电一体化系统课程设计

设计说明书

设计题目：X－Y数控工作台机电系统设计

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2011年12 月24 日

目录

机电一体化系统设计课程设计任务书1．总体方案

1.1导轨副的选用

1.2 丝杆螺母副的选用

1.3 减速装置的选用

1.4 伺服电动机的选用

1.5 检测装置的选用

2.控制系统的设计

3.机械传动部件的计算与选型

3.1导轨上移动部件的重量估算

3.2铣削力的计算

3.3直线滚动导轨副的计算与选型

3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型

3.5步进电动机减速箱的选用

3.6步进电动机的计算与选型

3.7增量式旋转编码器的选用

4．工作台机械装配图的绘制

5.工作台控制系统的设计

6.步进电动机驱动电源的选用

7.设计总结

参考文献

[1]张建民.《机电一体化系统设计》第三版.高等教育出版社

[2]尹志强.《系统设计课程设计指导书》.机械工业出版社

五、工作台控制系统的设计

X-Y数控工作台的控制系统设计，可以参考本章第一节的车床数控系统，但在硬件电路上需要考虑步进电动机（编码器）反馈信号的处理，在软件上要实现半闭环的控制算法。

六、步进电动机驱动电源的选用

本例中X、Y向步进电动机均为90BYG2602型，生产厂家为常州宝马集团与公司。查表4-14选择与之配套的驱动电源为BD28Nb型，输入电压100VAC，相电流4A，分配方式为二相八拍。该驱动电源与控制器的接线方式如图6-25所示。

七、增量式旋转编码器的选用

本设计所选步进电动机采用半闭环控制，可在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检验电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。由步进电动机的步距角α=0.75°，可知电动机转动一转时，需要控制系统发出360/α=480个步进脉冲。考虑到增量式旋转编码器输出的A、B相信号，可以送到四倍频电路进行电子四细分（见第四章第五节相关内容），因此，编码器的分辨力可选120线。这样控制系统每发一个步进脉冲，电动机转过一个步距角，编码器对应输出一个脉冲信号。

本例选择编码器型号为ZLK—A—120—05VO—10—H：盘状空心型。孔径10mm，与电动机尾部出轴相匹配，电源电压+5V。每转输出120个A/B脉冲，信号为电压输出，生

产厂家为长春光机数显技术有限公司。

八、步进电机驱动器的选用

本例中X、Y向步进电动机均为90BYG2602型，生产厂家为