数控机床课程设计

课程名称：学 院：姓 名：年 级：

2010

数控技术 课程设计

XY数控工作台1设计 机械工程学院 专 业： 机械电子工程 林冲 学 号： 060803110116 06 任课教师：

年1月14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。

特此声明。

论文（设计）作者签名： 林冲

日 期：2010年1月15日

贵州大学本科课程设计任务书

2 张、电气控制原理框图及计算机 I/O 接口和驱动控制电路等电气原理 图 1~2 张。 7、课程设计说明书应阐述整个设计内容：如课题来源现实意义、总体方案 确定、系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路 的设计计算以及机械和电气的其它部分。说明书要突出重点和特色，图 文并茂、文字通畅、计算正确、字迹清晰、内容完整。说明书页数不少 于 20 页

预期目标:

设计出合理的 XY 机床工作台部分、电气控制原理框图、驱动控制电路及指 定软件设计，撰写不低于 3000 字左右设计论文，并附录相关资料及设计图纸。

计划进程:

序号 1 2 3 4 5 6

计划时间

进程

12.28~12

.30 课题调研及资料收集，研究问题及提出初步总体方案 12.31~1.1 1.2~1.6 1.7~1.12 1.13~1.14 1.15 总体方案论证及确定 机械部分方案论证确定及计算 电气部分方案论证确定及设计 撰写论文及绘制相关图纸 答辩

主要参考文献:[1] 成大先. 机械设计手册(单行本· 机械传动)[M]. 北京：化学工业出版社，2004.1 [2] 沈爱琴. 数控技术课程设计指导书[Z]. 贵阳：贵州工业大学机电教研室，1998.9 [3] 张毅刚. 单片机原理及应用[M]. 北京：高等教育出版社，2004.1 [4] 机电一体化技术手册编委会. 机电一体化技术手册[M]. 北京：机械工业出版社，共 26 页 2010 年 1 月 15 日

1999.9 [5] 陆昆，奚大顺，李之权等. 电子设计技术[M]. 北京：电子科技大学出版社，1998.10

共 26 页

2010 年 1 月 15 日

目 录

摘 要

第一章 前言...................................................................... 7 第二章 总体方案的确定 ......................................................... 10

2.1 机械传动部件的选择 .......................................... 10 2.2 控制系统的设计 .............................................. 10

第三章 机械传动部件的计算和设计........................................ 12

3.1导轨以上重量的估算 ................................................ 12 3.2铣削力的计算 .............................................................. 12 3.3导轨的计算................................................................. 12

3..4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 ................................................. 12

3.5步进电动机减速箱的选用 ...................................................... 14 3.6步进电动机的计算与选型 ...................................................... 14

第四章 驱动电路的设计 .................................................. 19

4.1电气部分总体设计方案 ............................................. 19 4.2主控系统的选择 ........................................................... 19 4.3脉冲分配器的选择 ................................................. 19 4.4元器件的选择 .............................................................. 19 4.5系统相关控制程序流程设计 ......................................... 22 第五章 总结 ............................................................ 23 第六章 参考文献 ........................................................ 24

XY数控工作台1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MCS-51系列的8031单片机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

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

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率 ,提高产品的质量和档次 ,缩短生产周期和提高市场竞争能力。从 EMO2001 展会情况来看 ,高速加工中心进给速度可达 80m/ min ,甚至更高 ,空运行速度可达 100m/ min左右。目前世界上许多汽车厂 ,包括我国的上海通用汽车公司 ,已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。在加工精度方面 ,近 10 年来 ,普通级数控机床的加工精度已由 10μm提高到 5μm ,精密级加工中心则从 3～5μm ,提 高到 1～1.5μm并且超精密加工精度已开始进入纳米级 0.1μm 。为了实现高速、高精加工 ,与这配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展 ,应用领域进一步扩大。 (2) 5 轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用 5 轴联动对三维曲面零件的加工 ,可用刀具最佳几何形状进行切削 ,不仅光洁度高 ,而且效率也大幅度提高。但过去因 5 轴联动数控系统、主机结构复杂等原因 ,其价格要比 3 轴联动数控机床高出数倍 ,加之编程技术难度较大 ,制约了 5 轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现 ,使得实现 5 轴联动加工的复合主轴头结构大为简化 ,其制造难度和成本大幅 …… 此处隐藏：7472字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……