机电系统设计课程设计说明书模板--十字工作台

课程设计

设计题目：数控十字工作台机电系统设计

课程名称：机电系统课程设计

学院：专业：

姓名：学号：

年级：任课教师：

2013年12月30日

贵州大学本科课程设计

诚信责任书

本人郑重声明：本人所呈交的课程论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。课程论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

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日期：

贵州大学本科课程设计任务书

目录

摘要 (6)

第一章前言 (7)

第二章总体方案的确定 (8)

2.1主要设计参数及要求 (8)

2.2 总方案的拟定 (13)

第三章机械部分设计.............................................................................................. 错误!未定义书签。

3.1机械结构总体 (14)

3.2 机械部分结构分析 (9)

3.3计算电机轴上的惯量和转矩，选取步进电机 (10)

第四章控制部分设计 (13)

4.1控制卡选择

错误!未定义书签。.1.1功能特征

(14)

4.1.2主要性能 (14)

4.1.3 应用范围 (14)

4.2 接口设计 (14)

4.2.1机械部分接口设计 (14)

4.2.2控制部分接口设计 (15)

第五章程序编制 (18)

5.1ADT-852运动控制卡调试 (18)

5.2 调试方法说明 (18)

5.3相关的程序流程图及程序 (18)

5.4系统调试过程及调试程序 (20)

5.5零件加工编程应用 (21)

第六章总结 (23)

参考文献 (24)

数控十字工作台机电系统设计

摘要

本设计是在数控机床工作原理之上设计一台简单的、经济型的X-Y数控工作台。设计任务是完全围绕数控机床工作原理而展开的，本设计充分体现了数控机床机械设备部分与电气设备部分的紧密结合。

X-Y数控工作台设计包括总体方案的设计、步进电机的选用、机械传动装置的设计、电气控制部分的设计和相关软件的设计。本设计的经济型数控工作台精度并不高，采用开环系统；机械传动部分采用联轴器将步进电机直接与滚珠丝杠连接，从而驱动工作台进给。另外，选用ADT-852控制卡和相应的驱动电路对X和Y两个方向的步进电机进行开环控制。

总之，本设计所设计的数控X-Y工作台是简单、经济型的，且是专用于数控铣床上的。

关键词：精度，开环，驱动

第一章前言

从数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。它具有普通机床无法比拟的优点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，自动化程度高，劳动力要求低，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件。一个国家工业化发展的程度，很大程度在于数控机床的应用上。我国是制造业大国，在世界物质生产中占有很大比例，但是作为“世界工厂”数控机床的普及率确远远低于发达国家，传统落后的普通机床加工已经落后于时代，大力发展数控机床技术势在必行。和发达国家相比，我国数控机床的应用主要存在以下问题：①低端产品国产化，但竞争激烈，互相靠压价促销；②高技术水平、全功能产品主要依靠进口；③配套的高质量功能部件、数控系统附件主要依靠进口；④应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；⑤自行开发能力较差，较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。[1]十字工作台是许多机床上必不可少的部件，而数控十字工作台已经广泛的应用于各种数控机床上，它在提高机床加工精度，减轻劳动强度，提高劳动生产率上发挥了很大作用。

第二章总体方案的确定

2.1主要设计参数及要求

1．十字工作台：自定

2．控制卡：ADT-852是基于PLI总线三轴伺服系统步进控制卡

3．控制类型：开环控制

4．电机：一般步进电机

5．开发语言：VC

6. 编程要求：G代码2

2.2总方案的拟定

该数控十字工作台机电一体化系统总体方案主要包括十字工作台机械结构部分和ADT-852控制卡电气控制两部分.而十字工作台机械部分的设计和技术已经很成熟了, 再加上使用领先的众为兴ADT-852控制卡的运动控制解决方案.

第三章机械部分设计

3.1机械结构总体

本十字工作台，是由两相步进电机，联轴器，滚珠丝杆，轴承，燕尾形导轨工作台组成的。

滚珠丝杆采用的是单推——单推式。止推轴承分别装在滚珠丝杆的两端并施加预紧力。其特点是轴向刚度较高，预拉伸安装时，预紧力较大，但轴承寿命比双推——双推低，道轨采用的是双燕尾形。当控制卡发出控制信号，通过线路传递到驱动器，驱动器经过放大，分配脉冲，然后输出一系列脉冲到步进电机，电机正转（或反转），通过联轴器的连接，带动丝杆转动，经过丝杠螺母副的连接，带动工作台向左（或向右）运动，当运动到图示位置传感器的位置时，工作太停止运动。如下图所示，把第二个底座安装在第一个的工作台上，就可以实现X，Y轴的独立运动，以满足加工的需求。

3.2机械部分结构分析

1.滚珠丝杠：

滚珠丝杠副是一种新型螺旋传动机构，其具有螺旋槽的丝杆与螺母之间装有中间传动元件——滚珠。滚珠丝杠螺母机构是由丝杆、螺母、滚珠和反向器组成。

滚珠丝杆副和滑动丝杠副相比，具有轴向刚度高、运动平稳、传动精度高、不易磨损、使用寿命长等有点，但是由于不能自锁，具有传动的可逆性，在用作升降传动机构