机电一体化课程设计.docx
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1、专业:机电一体化班级:081班老师:刘顺东-.yv*TTs*TTTs姓名:*日期:2013年2月XY工作台部件及单片机控制设计目录1.序言32 .总体方案设计32. 1.设计任务33. 2.总体方案确定33. .机械系统设计44. 1.工作台外形尺寸及重量估算45. 2.滚动导轨的参数确定46. 3.滚珠丝杠的设计计算57. 4.步进电机的选用78. 5,确定齿轮传动比99. 6.确定齿轮模数及有关尺寸910. 7.步进电机惯性负载的计算93 .控制系统硬件设计104. 1.CPU板105. 2.驱动系统126. 3.控制系统软件的组成和结构134 .参考文献151 .序言据资料介绍,我国拥有
2、400多万台机床,绝大局部都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高,加工精度低,要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新,替代现有的机床,无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的局部普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此,如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。在过去的几十年里,金属切削机床的根本动作原理变化不大,但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用开展很快。反映到机床控制系统上,它既能提高机床的自动化程度,又能提高加工的精度,现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明,改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率
3、的要求,又由于产品精度提高,型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。由于新型机床价格昂贵,一次性投资巨大,如果把旧机床设备全部以新型机床替换,国家要花费大量的资金,而替换下的机床又会闲置起来造成浪费,假设采用改造技术加以现代化,那么可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲,一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5,一般用户都承当得起。这为资金紧张的中小型企业的技术开展开创了新路,也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力,起到了事半功倍的积极作用。据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长,往往
4、不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。在机械工业生产中,多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的根本特征,占有相当大的比重。要完成这些生产任务,不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床,其中数控机床是最能适应这种生产需要的。从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的根底之上。通过理论上的推导和实践使用的证明,把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点:1)可靠性高:柔性强;易于实现机电一体化;2)经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能,降低生产本钱,用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经
5、济效益。2 .总体方案设计2.1. 设计任务设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铳床上坐标孔的加工和胎摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工,重复定位精度为0.0Imm,定位精度为0.025mm。设计参数如下:负载重量G=150N;台面尺寸CXBXH=I45mmX160mmX12mm;底座外形尺寸ClBlHl=210mm220mm140mm;最大长度L=388mm;工作台加工范围=55mm,Y=50mm;工作台最大快移速度为Im/min。2.2.总体方案确定2.2.1.系统的运动方式与伺服系统数控系统按运动方式可分为点位控制系统,点位直线系统,连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过
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