機械設計課程設計數(shù)控xy工作臺及其控制系統(tǒng)設計

1、目錄 目錄第一章 課程設計的內(nèi)容和要求 ……………………………………… 3第二章 系統(tǒng)的總體方案設計 ………………………………………… 4第三章 機械部分設計 …………………………………………… 53.1 脈沖當量和傳動比的確定 …………………………………… 53.2 工作臺外形尺寸及重量初步估算………………………………… 53.3 傳動系統(tǒng)等效轉(zhuǎn)矩慣量計算…………………………………… 63

2、.4 工作載荷分析及計算…………………………………………… 63.5 滾珠絲杠螺母副的選型和校核………………………………… 83.6 導軌的選型和計算……………………………………………… 113.7 驅(qū)動電機的選擇………………………………………………… 11第四章 數(shù)控系統(tǒng)設計………………………………………………… 154.1 控制系統(tǒng)硬件的基本組成………………………………… 154.

3、2 接口程序初始化及步進電機控制程序………………………… 174.3 直線圓弧插補程序設計………………………………………… 19參考文獻 ………………………………………………………………… 25 第二章 第二章 系統(tǒng)的總體方案確定 系統(tǒng)的總體方案確定數(shù)控系統(tǒng)總體方案設計的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運動方式的確定，執(zhí)行機構(gòu)及傳動方案的確定，伺服電機類型及調(diào)速方案確定，計算機控制系統(tǒng)的選擇。進行方案的分析、比較和論證。2.

4、1 2.1 系統(tǒng)運動方式的確定 系統(tǒng)運動方式的確定該系統(tǒng)要求工作臺沿各坐標軸的運動有精確的運動關系因此采用連續(xù)控制方式。2.2 2.2 伺服系統(tǒng)的選擇 伺服系統(tǒng)的選擇開環(huán)伺服系統(tǒng)在負載不大時多采用功率步進電機作為伺服電機.開環(huán)控制系統(tǒng)由于沒有檢測反饋部件，因而不能糾正系統(tǒng)的傳動誤差。但開環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整維修容易，在速度和精度要求不太高的場合得到廣泛應用?？紤]到運動精度要求不高，為簡化結(jié)構(gòu)，降低成本，宜采用步進電機開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動。2

5、.3 2.3 計算機系統(tǒng)的選擇 計算機系統(tǒng)的選擇采用 MCS-51 系列中的 8031 單片機擴展控制系統(tǒng)。MCS-51 單片機的主要特點是集成度高，可靠性好，功能強，速度快，性價比高?？刂葡到y(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、I/O 接口及光電隔離電路、步進功率放大電路等組成。系統(tǒng)的工作程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)。顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)等信息。2.4 2.4 X—Y 工作臺的傳動方式 工作臺的傳動方式為保證一定的傳動精度和

6、平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊，采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙，采用有預加載荷的結(jié)構(gòu)。由于工作臺的運動部件重量和工作載荷不大，故選用滾動直線導軌副，從而減小工作臺的摩擦系數(shù)，提高運動平穩(wěn)性。為了減少了零件的數(shù)目和中間環(huán)節(jié)的影響，精度高，效率高，電動機通過聯(lián)軸器直接與滾珠絲杠相連。但此種連接對安裝、加工的要求較高，選用撓性聯(lián)軸器，如膜片聯(lián)軸器，電動機的額定轉(zhuǎn)矩較大，等效轉(zhuǎn)動慣量亦大，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性將產(chǎn)生不利影響。系統(tǒng)總體框