一、总体方案设计
1.1 设计任务
设计一个数控X-Y 工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑
料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.01mm ，定位精度为0.025mm。
设计参数如下：负载重量 G=150N ；台面尺寸 C×B × H＝ 145mm × 160mm× 12mm ；底座外形尺寸 C1 × B1 × H1 ＝ 210mm × 220mm × 140mm ；最大长度 L=388mm ；工作台加工范围
X=55mm ， Y=50mm ；工作台最大快移速度为 1m/min 。
1.2 总体方案确定
（1）系统的运动方式与伺服系统
由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控
制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y 工作台。
（ 2）计算机系统
本设计采用了与MCS-51 系列兼容的AT89S51 单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。
控制系统由微机部分、键盘、LED 、I/O 接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大
器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED 显示数控工作台的状态。
（3）X-Y 工作台的传动方式
为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传
动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。
由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双 V 形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个
相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。
考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。
图 1-1系统总体框图
二、机械系统设计
2.1 、工作台外形尺寸及重量估算
X向拖板（上拖板）尺寸：
长宽高145×160× 50
重量：按重量 =体积×材料比重估算
1451605010 37.810 290 N
Y 向拖板（下拖板）尺寸：145 16050
重量：约 90N。
上导轨座（连电机）重量：
(22014038215582 )7.810 210 31.1 10 107 (N )
夹具及工件重量：约150N。
X-Y 工作台运动部分的总重量：约287N 。
2.2 、滚动导轨的参数确定
⑴、导轨型式：圆形截面滚珠导轨
⑵、导轨长度
①上导轨（ X 向）
取动导轨长度l B100
动导轨行程l 55
支承导轨长度L l B l 155
②下导轨（ Y 向）
l50l B 100
L 150
选择导轨的型号：GTA16
⑶、直线滚动轴承的选型
①上导轨
G X240(N )
②下导轨
G Y287( N )
由于本系统负载相对较小，查表后得出LM10UUOP型直线滚动轴承的额定动载荷为370N，大于实际动负载；但考虑到经济性等因素最后选择LM16UUOP型直线滚动轴承。并采用双排两
列 4 个直线滚动轴承来实现滑动平台的支撑。
⑷、滚动导轨刚度及预紧方法
当工作台往复移动时，工作台压在两端滚动体上的压力会发生变化，受力大的滚动体变
形大，受力小的滚动体变形小。当导轨在位置Ⅰ时，两端滚动体受力相等，工作台保持水平；
当导轨移动到位置Ⅱ或Ⅲ时，两端滚动体受力不相等，变形不一致，使工作台倾斜α角，由此造成误差。此外，滚动体支承工作台，若工作台刚度差，则在自重和载荷作用下产生弹性
变形，会使工作台下凹（有时还可能出现波浪形），影响导轨的精度。
2.3 、滚珠丝杠的设计计算
滚珠丝杠的负荷包括铣削力及运动部件的重量所引起的进给抗力。应按铣削时的情况计
算。
⑴、最大动负载Q的计算
Q3L f f H P
查表得系数f 1 ， f H1，寿命值
60nT
L
106
查表得使用寿命时间T=15000h，初选丝杠螺距t=4mm，得丝杠转速
1000V max1000 1
n250( r / min)
t4
所以L 6025015000
106225
X向丝杠牵引力
P x 1.414 f当G x( f当——当量摩擦系数 )
1.4140.01240 3.39( N )
Y向丝杠牵引力
P y 1.414 f当G y
1.4140.01287 4.06(N)
所以最大动负荷
X向Q x3 22511 3.3920.6(N )
Y向Q y3 22511 4.0624.7(N )
查表，取滚珠丝杠公称直径d010mm ，选用滚珠丝杠螺母副
的型号为SFK1004 ，其额定动载荷为390N，足够用。
⑵、滚珠丝杠螺母副几何参数计算
表 2-1滚珠丝杠螺母副几何参数
名称符号计算公式和结果
公称直径d010
螺距t4
接触角45o
钢球直径d q2
螺纹滚道螺纹滚道法面半径R R0.52d q 1.04
偏心距e e R d q / 2 sin0.03
螺纹升角
arc tg t7.26o
d0
螺杆外径d d d00.2 ~ 0.25 d q9.5螺杆螺杆内径d l d l d02e2R7.98
螺杆接触直径 d z d z d0d q cos8.59
螺母螺纹外径D D d02e 2R 12.02螺母螺母内径（外循环）D1D1d00.2 ~ 0.255 d q10.5见表 2-1 。
⑶、传动效率计算
tg tg 7.26 o
0.973
tg ()tg (7.26 o0.2o )
式中：——摩擦角；——丝杠螺纹升角。
⑷、刚度验算
滚珠丝杠受工作负载P 引起的导程L0的变化量
VL1PL0
EF
Y向所受牵引力大，故应用Y 向参数计算
P24.7( N )L00.4(cm)
E20.6106 ( N / cm2 )材料为钢
0.7982
F R2 3.140.5 cm2
2
所以VL124.7 0.5 1.210 6 (cm)
20.61060.5
丝杠因受扭矩而引起的导程变化量
VL 2 很小，可以忽略。
所以导程总误差
V VL
100
1.2 10 6 100
3 m / m
L 0
0.4
查表知 E 级精度的丝杠允许误差
15 m ，故刚度足够。
⑸、稳定性验算
由于丝杠两端采用止推轴承，故不需要稳定性验算。
2.4 、步进电机的选用
⑴、步进电机的步距角 b
取系统脉冲当量
p
0.01mm/ step ，初选步进电机步距角
b
1.5o 。
⑵、步进电机启动力矩的计算
设步进电机等效负载力矩为 T ，负载力为 P ，根据能量守恒原理，电机所做的功与负载力做功有如下关系
T
＝ Ps
式中：
——电机转角； s ——移动部件的相应位移；
——机械传动效率。
若取
b ，则 s
p ，且 P
P S
G ，所以
36 p
P S G
( N gcm)
T
2
b
式中： P S ——移动部件负载（ N ）； G ——移动部件重量（ N ）； P z ——与重量方向一致的作 用在移动部件上的负载力（ N ）；
——导轨摩擦系数；
b ——步进电机步距角， （ rad ）； T
——电机轴负载力矩（
N gcm ）
本例中，取
0.03 （淬火钢滚珠导轨的摩擦系数）
，
0.96 ， P S 为丝杠牵引力， P s P H 24.7 N 。考虑到重力影响， Y 向电机负载较大，因此取
G G y 287N ，所以
T
36 0.01 24.7
0.03 287
2
1.5 0.96
1.33( N gcm)
若不考虑启动时运动部件惯性的影响，则启动力矩
T q
T
0.3 ~ 0.5
取安全系数为
0.3 ，则
T q
1.33
4.42 N gcm
0.3
对于工作方式为三相六拍的三相步进电机
T
j max
T q
5.1
N gcm
0.866 ⑶、步进电机的最高工作频率
1000V max
1000 1
1667( Hz )
f max
60 p 60 0.01
查表选用两个 45BF005-Ⅱ型步进电机。电机的有关参数见表
2-2 。
表 2-2
步进电机参数
主要技术数据
外形尺寸 (mm)
重量
型 号
步 最 大 最高空载 相 电压
电流
外径
长度
轴径
(N )
距 静转距
启动频率 数
(V )
( A)
角
N gcm
( step/ s
o
)
45BF005-Ⅱ 1．5 19.6 3000 3 27 2.5 45 58 4 11
2.5 、确定齿轮传动比
因 步 进 电 机 步 距 角 b
1.5o ， 滚 珠 丝 杠 螺 距 t
4mm ， 要 实 现 脉 冲 当 量
p
0.01mm / step ，在传动系统中应加一对齿轮降速传动。齿轮传动比
Z 1
p
360o
0.01 360 i
b t
1.5 0.6
Z 2
4
选 Z 1 17 ， Z 2
28
。
2.6 、确定齿轮模数及有关尺寸
因传递的扭距较小，取模数
m 1mm ，齿轮有关尺寸见表
3-3 。
2.7 、步进电机惯性负载的计算
Z
表 2-3 齿轮尺寸
17 28
d mZ mm
d a d 2m mm 1728 1930 14.525.5
d f d 2 1.25m mm
55 b 3 6 m mm
a d1 d2
17.5 mm
2
根据等效转动惯量的计算公式，得
2
2
J d J0 J1Z1J2J3M
Z2
p
180b
式中：J d——折算到电机轴上的惯性负载（kggcm2）；J 0——步进电机转轴的转动惯量（ kggcm2）； J1——齿轮的转动惯量（kggcm2）； J 2——齿轮的转动惯量（kggcm2）；J3——滚珠丝杠的转动惯量（kggcm2）；M——移动部件质量（kg ）。
对材料为钢的圆柱零件转动惯量可按下式估算
J0.7810 3 D 4L kggcm2
式中： D——圆柱零件直径（cm）；L——零件长度（ cm）。
所以
J10.7810 3 1.740.5 3.2610 3kg gcm2
J20.7810 3 2.840.523.910 3kggcm2
J30.7810 314 5 3.9 10 3 kggcm2
电机轴转动惯量很小，可以忽略，则
172
J d 3.2610 323.9 3.9 10 3
28
2
250.0010.4 10 5kggm2
3.14 1.5
180
1J0.4
因为d0.319 1 ，所以惯性匹配比较符合要求。
4
M
1.274 J
三、控制系统硬件设计
X-Y 数控工作台控制系统硬件主要包括CPU 、传动驱动、传感器、人机交互界面。
硬件系统设计时，应注意几点：电机运转平稳、响应性能好、造价低、可维护性、人机
交互界面可操作性比较好。
3.1 CPU 板
3.1.1 CPU的选择
随着微电子技术水平的不断提高，单片微型计算机有了飞跃的发展。单片机的型号很多，
而目前市场上应用MCS-51 芯片及其派生的兼容芯片比较多，如目前应用最广的8 位单片机89C51，价格低廉，而性能优良，功能强大。
在一些复杂的系统中就不得不考虑使用16 位单片机， MCS-96 系列单片机广泛应用于伺
服系统，变频调速等各类要求实时处理的控制系统，它具有较强的运算和扩展能力。但是定
位合理的单片机可以节约资源，获得较高的性价比。
从要设计的系统来看，选用较老的8051 单片机需要拓展程序存储器和数据存储器，无疑
提高了设计价格，而选用高性能的16 位 MCS-96 又显得过于浪费。生产基于51 为内核的单片机的厂家有Intel 、ATMEL 、Simens，其中在 CMOS 器件生产领域ATMEL公司的工艺和封装技术一直处于领先地位。ATMEL公司的AT89系列单片机内含Flash 存储器，在程序开发过程中可以十分容易的进行程序修改，同时掉电也不影响信息的保存；它和80C51插座兼容，并且采用静态时钟方式可以节省电能。
因此硬件 CPU 选用 AT89S51 ， AT 表示 ATMEL公司的产品，9 表示内含 Flash 存储器，S 表示含有串行下载Flash 存储器。
AT89S51 的性能参数为：Flash 存储器容量为4KB 、16 位定时器 2 个、中断源 6 个（看门狗中断、接收发送中断、外部中断0、外部中断1、定时器 0 和定时器 1 中断）、RAM 为 128B、14 位的计数器WDT 、 I/O口共有32 个。
3.1.2 CPU接口设计
CPU 接口部分包括传感器部分、传动驱动部分、人机交互界面三部分。示意图如下所示：
（电磁铁）
（行程开关）
传动驱动传感器AT89S51（步进电机）
前向通道后向通道
（键盘、 LED ）
人机界面
图 3-1 CPU 外部接口示意图
X 步进电机驱动 1P1.0-P1.2
P0.0-P0.7AD0~AD7 Y 步进电机驱动 2P1.3-P1.5
PA 口
电磁铁
驱动 3P1.6
P2.7CEPB口
外部中断 1P3.2
键盘
外部中断 2P3.3P2.6IO/M
PC 口
AT89S51
8155
图 3-2 AT89S51 控制系统图
3.2驱动系统
传动驱动部分包括步进电机的驱动和电磁铁的驱动，步进电机须满足快速急停、定位和退刀时
能快速运行、工作时能带动工作台并克服外力（如切削力、摩擦力）并以指令的速度运行。在定位
和退刀时电磁铁吸合使绘笔抬起，绘图时能及时释放磁力使笔尖压下。
3.2.1步进电机驱动电路和工作原理
步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。设计时的脉冲当量为0.01mm，步进电机每走一步，工作台直线行进0.01mm 。
步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU 的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU 上使其烧坏。
图 3-4步进电机驱动电路图
该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当 A 相得电时，电动机转动一步。电路中与绕组并联的二极管 D 起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过
二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。与绕组W 串联的电阻为限流电阻，限制通过绕
组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。
由于步进电机采用的是三相六拍的工作方式（三个线圈 A 、 B 、 C），其正转的通电顺序为： A-AB-B-BC-C-CA-A，其反转的通电顺序为：A-AC-C-CB-B-BA-A。
步进时钟
A相波形
B相波形
C相波形
图 3-5三
相六拍工作方式时相电压波形（正转）
3.2.2电磁铁驱动电路
该驱动电路也采用了光电偶合器，但其功放电路相对简单。其光电偶合部分采用的是达林顿管，因
为驱动电磁铁的电流比较大。
图 3-6电磁铁驱动电路
3.2.3 电源设计
两电机同时工作再加上控制系统用电，所需电源容量比较大，需要选择大容量电源。此系
统中用到的电源电压为27V 、12V 、5V ，为了便于管理和电源容量需求，就采用了标准的27V 电源作为基准，通过芯片进行电压转换得到所需的12V 和 5V电压。
四、控制系统软件设计
4.1总体方案
对于 AT89S51 的程序设计，由于所需实现的功能较简单，采用汇编的形式。编译器采用
Keil 7.02b。该编译器是51 系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持 C 语言编译。同时具有完善的调试功能。
4.2主流程图
上电复位
CTL EQU3FF8H
PA EQU3FF9H
PB EQU3FFAH
P1.6=0，吸合电磁铁，绘笔抬起PC EQU3FFBH
CMD EQU02H
ORG 0000H
外部中断， 8155 初始化AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP INT0IS；外部中断0 入口
ORG 000BH
开外部中断，开总中断
等待中断
AJMP TM0IS；定时器0 中断入口
ORG0013H
AJMP INT1IS ；外部中断 1 入口
ORG001BH
AJMP TM1IS；定时器 1 中断入口
ORG0100H
MAIN ： ANL P1， 0EFH
SETB IT0；外中断负跳沿触发
SETB IT1
MOV A ，CTL
MOV DPTR ， A
MOVX@DPTR ， CMD
SETB EX0；允许外中断 0
SETB EX1；允许外中断 1
SETB PX0
SETB PX1；设置优先级
SETB EA；开总中断
LOOP ： AJMP LOOP；等待中断
在等待中断的过程中，如果有中断到来，先检查中断0 的状态，是中断0 则进入中断 0 的中断服务 INT0IS ，是中断 1 则进入中断 1 的中断服务 INT1IS 。
中断服务0 是由 4 个行程开关触发的，它触发后通过单片机读取PA 口内容，然后将结果反馈到 PB 口的 LED 上。
中断服务 1 有 6 个中断源，这六个中断源分别是手动X 正方向运行，手动X 负方向运行，手动 Y 正方向运行，手动 Y 负方向运行，复位和绘制圆弧。
4.4.2 X轴电机点动正转程序流程图
X+EN ：CLR P1.6
MOV A，PA
MOV DPTR ， A
MOVX A ， @DPTR
JNB ACC.0 ，LOOP2
MOTOR0 ： MOV DIRX ， #01H
ACALL XMOTOR0
MOV A， PC
MOV DPTR ， A
MOV A， @DPTR
JNB ACC.0 ， MOTOR0
LOOP2 ：AJMP LOOP1
这是 X 轴电机点动正转的程序，其他的X 轴电机点动反转、Y 轴电机点动正转、Y 轴电机点动反转依次类推。
步进电机步进一步程序流程图
图 4-7步进电机步进一步程序流程图
DEF EQU12H SJMP LP3
MOV DEF， #00H TAB ：DB FEH
XMOTOR1 ： JNE DIRX ， #01H ， XMOTOR0DB FCH JNE DEF ， #05H， LP2DB FDH
CLR DEF DB F9H LP2：MOV A ，DEF DB FBH INC DEF DB FAH LP3：MOV DPTR ，#TAB
MOVC A ， @A+DPTR
ANL P1， A
ACALL DELAY
RET
XMOTOR0 ： JNE DEF ，#00H ， LP4
MOV A ， #05H
MOV DEF，A
LP4：MOV A ，DEF
DEC DEF
参考书目
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毕业设计(论 文) G RADUATE D ESIGN (T HESIS ) 设计（论文）题目 XXXXXXXXXX 学 生 XX 学习中心 XXXXXXXXX 专 业 XXXXXXX 层 次 XXX 二〇XX 年 XX 月 XX 日 东 北大 学 毕业 设计︵论文︶ 东 北大 学继续教 育学教务处
机电一体化论文 一、前言 机电一体化是以机械电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科。而机电一体化产品是在机械产品的基础上采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了机电一体化为特征的发展阶段。因此机电一体化是在机械产品中的机构主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术和计算机技术、并将机件装置和电子设备以及计算机软件等有机结合起来构成的系统总称。根据系统功能目标和优化组织目标标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。 二、统揽机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。 机电一体化发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要
发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化、和绿色化。 1、数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2、智能化要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 3、模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的机电一体控制单元等。这样在产品开发设计时，可以利用这
毕业设计
茂名职业技术学院 2011年12月21日 数控铣床X-Y工作台设计 【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 数控铣床工作台。X-Y数控工作台的机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单，实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了微机的软件与硬件功能以实现对机床的控制,使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。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、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；机械传动部分采用步进电机直接连接滚珠丝杠，从而驱动工作台进给。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是：每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场；由于步进电机通的是三相交流电，所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体即转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。 关键词：X-Y数控工作台；设计任务；机械传动部件；控制系统
CNC XY table design Abstract The design is in the NC machine tool works on top of design a simple, economical CNC xy table. XY table CNC electromech anical system design is an open-loop control system, its structure is simple, convenient and can guarantee to achieve a certain degree of accuracy. Reduce costs, is a computer-controlled technology, the simplest applications. It is full advantage of the crisis in software and hardware capabilities in order to achieve the control of machine tools; to expand the scope of processing machines, precision and reliability, and further enhanced. Design task is completely around the NC machine tool works and carried out,this design fully reflects the CNC machine tools and electrical equipment, machinery and equipment part of the close combination of parts. CNC XY table design includes the overall program design, selection of stepper motors, gear design, electrical control part of the design and related software design. The design of the economy is not high-precision CNC table, using open-loop system; mechanical transmission part is directly connected to ball screw stepping motor, which drives table feed . Stepper motor is a pulse signal will be transferred into the angular displacement of the electromechanical DAC device. Its working principle is: each to a pulse will be generated in the stator circuit in a certain space rotating magnetic field; due to pass the three-phase stepper motors AC Therefore, the number of input pulses and the time interval is different from the rotation of the rotor rotation speed and the length of time are different. As the rotating magnetic field into which the power of both the rotor conductor cutting magnetic field lines when the role of a force, from the realization of the rotating magnetic field corresponding rotational force of rotor rotation, so the rotor can be achieved only lead screw rotor
机电课程设计XY数控进给工作台设计
大学 课程设计（论文） 内容：X-Y数控进给工 作台设计 院(系)部：机械工程学院 学生姓名： 学号: 专业：机械电子工程 班级： 指导教师： 完成时间：2010-10-08
摘要 当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 关键字：机电一体化的基础基本组成要素特点发展趋势
目录 第一章课程设计的目的、意义及要求 (4) 第一节课程设计的目的、意义 (4) 第二节课程设计的要求 (4) 第二章课程设计的内容 (5) 第一节课程设计的内容 (5) 第二节课程设计的内容 (5) 第四章数控系统总体方案的确定 (6) 第五章机械部分设计 (7) 第一节工作台外形尺寸及重量初步估算 (7) 第二节滚动导轨副的计算、选择 (8) 第三节滚珠丝杠计算、选择 (10) 第四节直流伺服电机的计算选择 (12) 第五节联轴器计算、设计 (14) 第六节限位开关的选择 (15) 第七节光电编码器的选择 (15) 第六章机床数控系统硬件电路设计 (15) 第一节设计内容 (17) 第二节设计步骤························
x-y数控工作台机械系统设计 1.传动方案的拟定 方案一：联轴器联接传动 优点：传动转矩较大，装拆方便，尺寸小，质量轻，维护方便 缺点：对同轴度要求较高，载荷和转速不宜变化太大。 方案二：齿轮传动 优点：工作可靠，使用寿命长；瞬时传动比为常数；传动效率高；结构紧凑；功率和速度适用范围广等。 缺点：制造成本高；精度低时，振动和噪声较大；不宜适用轴间距离较大的传动。 方案三：同步带传动
优点：传动比恒定；质量轻，速度较高；传动效率高；冲击小，噪声小；速度比大，载荷范围大。 缺点：制造安装精度较高，中心距要求比较严格。 由于设计要求及经济性方面考虑，选用方案三即同步带传动。
计算项目计算内容计算结果 % 滚珠丝杠副的选择计算 2.滚珠丝杠副的选择计算 1.机床的工作条件与设计要求 要求工作台最高速度能达到12m/min; 要求工作台的行程为500mm; 要求最大工作负载为500N； 要求工作台从静止加速到最高速的时间为1.0s 滚珠丝杠采用双推－双推的两端支撑方式，运行平稳丝 杠工作环境温度不超过100O C,温度变化范围为±2 O C, 丝杠的温变通过调节预紧螺母来补偿，要求丝杠在可靠性 为90%的条件下能工作15000h. 滚珠丝杠副采用滚珠轴承钢制造，热处理后硬度应达 HRC58-60. 机床有30时间处于空载运行状态（假定）。 2.滚珠丝杠副导程的确定 根据给定的丝杠公称直径的大小，查取书上的标准选定 丝杠的导程为8mm。 Vmax=12m/min Lx=500mm FL=500N tst=1s Δt=±2oC T h=15000h N=1000r/min P h=8mm N m=600r/min F m=1823N f w= 1.2 f t=0.99 f a=1.0 f h=1.0 f k=1.0 C ae =535510N
1.0机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 1.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 1.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 1.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 1.4 网络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。 1.5 人性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 1.6 微型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 1.7 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 1.8 带源化
X-Y 数控工作台课程设计 一、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下： （1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝185mm ×195mm ×27mm ； （2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝385mm ×385mm ×235mm ； （3）工作台加工范围X=115mm Y=115mm ； （4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm 、脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ； （5）负载重量G=235N ； （6）工作台空载最快移动速度为3m/min ； 工作台进给最快移动速度为1m/min 。 （7）立铣刀的最大直径d=20mm ； （8）立铣刀齿数Z=3； （9）最大铣削宽度20e a mm ；
（10）最大被吃刀量10p a mm 。 1．2总体方案的确定 图1-1 系统总体框图 （1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小，定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 ② 丝杠螺母副的选择 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量和±0.01mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。 ③ 减速装置的选择 选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输
数控机床课程设计指南（doc 9页）
数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名
1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计要求 1 绘制二维、三维零件图各一张； 2 数控加工工序卡一份； 3 走刀路线图一份； 4 数控加工程序清单一份（含注释）； 5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编 写数控加工工艺；写出数值计算过程） 3.零件图的分析 在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。
4.机床设备的选择 根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。 5.确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。 6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。 加工流程：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断 表1-1数控加工工序卡片
职业技术学院毕业设计（论文） 论文题目：机械手控制 院部：机电工程学院；汽车学院 专业：机电一体化 班级： 13级机电五班 姓名：程帅 学号： 9 指导教师：王素粉 指导老师职称：讲师 2015年12月20 日
三门峡职业技术学院毕业论文 机械手控制 摘要 生产技术和生产力的高速发展，要求现代化企业必须有更高的生产效率，更高的自动化程度及其安全可靠性。机械手可以实现多工步的自动换装，使用可靠安全，通过程序更换就可以实现功能升级。机械手在扩大生产围，缩短新产品的试制周期，加速产品的更新换代，降低成本和减轻工人劳动强度起到重要作用。 由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 关键词：工业自动化; 机械化; FMS; FMC; 机械手研究开发 ?I?
数控机床课程设计说明书 设计课题：X-Y数控工作台设计 院别： 专业班级： 学号： 姓名： 指导老师：
摘要...................................................................................................................................... I 一前言. (1) 二设计任务 (1) 三设计主要步骤 (2) （一）确定设计总体方案 (2) 1、初拟机械传动部件方案： (2) 2、方案对比分析： (2) 3、最终方案： (3) （二）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 计算切削力 (3) 3 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (5) 4 步进电机的传动计算及电动机的选用 (10) 5 滑动导轨的设计计算 (16) 6 其余部件的选取 (17) 结论 (20) 致谢 (21) 参考文献 (21)
21世纪以来，人类经济高速发展，人们生活发生了日新月异的变化，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 关键字：十字工作台；滚珠丝杠；滚动导轨；步进电机
摘要 作为机电系的一名学生，将来工作学习都会以机电为主，所以必须掌握好各种机电的专业知识。我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对电动机发展史的认识 关键词：机电一体化电动机机械技术微电子技术
目录 绪论 --------------------------------------------------------------4 第一章我国发展机电一体化面临的形式以及对策 ----------------------5 一、机电一体化技术发展历程及其趋势 ------------------------5 二、典型机电一体化产 --------------------------------------7 三、我国发展“机电一体化”面临的形式和任务 ----------------7 四、我国发展“机电一体化”的对策 --------------------------9 第二章电动机的发展及工作原理 ------------------------------------11 一、电动机技术发展及现状 ----------------------------------11 二、电动机工作原理 ----------------------------------------12
三、电动机的维护 ------------------------------------------13. 四、结论 --------------------------------------------------16 致谢 ---------------------------------------------------------------17 参考文献 -----------------------------------------------------------18 绪论 近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。
机械部分改装设计计算示例1 1、初步确定工作台的尺寸及其重量 根据设计要求，所取的能够加工的最大面积为2190210mm ?，最大工件的重量为150kg 。因此我初定工作台的320230230mm ??。工作台的材料为45号钢，其密度为337.810/kg m ?。（取kg N g /10=）因此： 1.1、工作台（X 向托板） 重量=体积×密度 93123023020107.8101090G N -=??????≈ 1.2、取Y 向托板=X 向托板 N G 902= 1.3、上导轨座（连电机）重量 初步取导轨座的长mm 400，宽为mm 200，高为mm 30。因此 93340020030107.81010190G N -=??????≈ 所以根据上面所求，得XY 工作台运动部分的总重量 为： N G G G G 370190290321=+?=++=动 根据要求所知，其最大加工工件为150kg ，因此： 150103701870G N =?+=总 2、传动系统设计 2.1、脉冲当量是一个进给指令时工作台的位移量，应该小于等于工作台的位置精度的1/2，由于定位精度在mm 02.0±内，因此： 1 0.020.012 mm δ=?=， 2.2、取联轴器传动，因此它的传动比为1=i ,取丝杠的导程为4P mm =。
取步距角β为0.9度，所以 脉冲当量0.01360 Pi mm β δ== 3、滚珠丝杠的设计计算及选择 3.1求丝杠的静载荷c F 已知其计算公式c d H M F f f F = 《数控机床系统设计》110P 公式5-2 式中的, H f -硬度系数，取1.0 《数控机床系统设计》110P 表5-2 d f -载荷系数，取1.5 《数控机床系统设计》110P 表5-2 M F ：丝杠工作时的轴向阻力 根据： 0.0031870 5.6M Z F F N μ==?= 其中μ为0.003-0.004 因此： 1.51 5.68.4c F N =??= 3.2、确定动载荷及其使用寿命 根据丝杠动载荷公式：H d eq C f F = 式中：C ：额定动载荷 d f ：动载荷系数，轻微冲击取1 H f ：硬度系数，HRC 58≥取1 eq F ：当量动载荷，N 'L ：寿命 根据：使用寿命使用寿命6300814400L h =??= 所以'6660/106050014400/10432L nT h ==??= 式中的n 丝杠的最高转速，因题目中所给其工作台快进的速度为 2/min m ，因此其计算为： max 1000/10002/4500/min n V P r ==?=
目录 1、前言 (2) 2、控制系统硬件的基本组成 (2) 2.1系统扩展 (2) 2.1.1 8031芯片引脚 (3) 2.1.2 数据存储器的扩展 (6) 2.1.3 数据存储器的扩展 (7) 3、控制系统软件的组成及结构 (9) 3.1 监控程序 (10) 3.1.1 系统初始化 (10) 3.1.2 命令处理循环 (10) 3.1.3 零件加工程序（或作业程序）的输入和编辑 (10) 3.1.4 指令分析执行 (10) 3.1.5 系统自检 (11) 3.2 数控机床控制系统软件的结构 (11) 3.2.1 子程序结构 (12) 3.2.2 主程序加中断程序结构 (12) 3.2.3 中断程序结构 (12) 4 、心会得体 (13) 5 、参考文献 (14)
1 、前言 数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。数控机床控制系统的作用是使数控机床机械系统在程序的控制下自动完成预定的工作，是数控机床的主要组成部分。 2、控制系统硬件的基本组成 数控机床控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。控制系统在使用中的控制对象各不相同，但其硬件的基本组成是一致的。控制系统的硬件基本组成框图如图1所示。 图1 控制系统硬件基本组成框图 在图1中，如果控制系统是开环控制系统，则没有反馈回路，不带检测装置。 以单片机为核心的控制系统大多采用MCS-51系列单片机中的8031芯片单片机，经过扩展存储器、接口和面板操作开关等，组成功能较完善、抗干扰性能较强的控制系统。 2.1系统扩展 以8031单片机为核心的控制系统必须扩展程序存储器，用以存放程序。同时，单片机内部的数据存储器容量较小，不能满足实际需要，还要扩展数据存储
机电一体化专业毕业论 文 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
毕业论文 机械手控制 系部名称：机电工程系 班级：机电一体化二班 学号：0000 学生姓名：XX 指导教师：XX 2011年 11月
机械手控制 摘要 生产技术和生产力的高速发展，要求现代化企业必须有更高的生产效率，更高的自动化程度及其安全可靠性。机械手可以实现多工步的自动换装，使用可靠安全，通过程序更换就可以实现功能升级。机械手在扩大生产范围，缩短新产品的试制周期，加速产品的更新换代，降低成本和减轻工人劳动强度起到重要作用。 由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 关键词：工业自动化; 机械化; FMS; FMC; 机械手研究开发
目录 一、总体 (2) 二、机械结构设计 (3) 1、脉冲当量和传动比的确定 (3) 2、机械部件(工作台)总体尺寸 (3) 3、工作载荷分析及计算 (4) 4、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (5) 5、导轨的选型和计算 (10) 6、联轴器的选择及计算 (11) 7、传动系统等效转动惯量计算 (12) 8、步进电机的选用 (13) 三、控制系统设计 (18) 1、控制系统硬件的基本组成 (18) 2、接口程序初始化及步进电机控制程序 (19) 3、直线圆弧插补程序设计 (22) 四、设计总结 (30) 参考文献 (31)
一、 总体 1、总体参数 设计一个数控XY 工作台及其控制系统。该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。已知的设计参数如下： 2、开、半闭、闭环选择 开环伺服系统——步进电机驱动——没有检测装置 半闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——脉冲编码器——速度反馈 闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——位置检测装置——位置反馈 本设计采用开环步进电机驱动。 3、传动初步设计 电动机——联轴器——滚珠丝杠——工作台 4、系统组成框图 大致确定为：控制、接口、驱动、传动再到执行。 即为XY →→→→控制器接口电路驱动装置传动机构工作台 5、机械传动系统简图 X 轴与Y 轴的传动系统简图都如图所示
二、机械结构设计 1、脉冲当量和传动比的确定 1.1、脉冲当量的确定 根据机床或工作台进给系统所需要的定位精度来选定脉冲当量。考虑到机械传动系统的误差存在，脉冲当量值必须小于定位精度值。本次设计给定脉冲当量 为0.01mm 。 1.2、传动比的确定 传动比计算公式：P b L i δθ3600 = （参考文献【1】式2－1） 其中：b θ为步进电机的步距角，0L 为滚珠丝杠导程，P δ为系统脉冲当量。根据传动设计，采用联轴器，初选电机步距角?=9.0b θ，丝杠导程mm L 40=， mm P 01.0=δ。 则其传动比101 .03604 9.03600=??== P b L i δθ 2、机械部件(工作台)总体尺寸 由于工作台的加工范围为X ＝250mm ，Y ＝200mm 。工作台尺寸一般为工作台加工范围的1.1倍。所以：X ＝250×1.1＝275mm, Y ＝200×1.1＝220mm ，其厚度初定为30mm 。 选择工作台的型槽为T 型槽，查电子版《袖珍机械设计师手册》中的T 型槽和相应螺栓(摘自GB/T158-1996) 表3-25T 型槽和相应螺栓尺寸，可得所选T 型槽的参数： A ＝10mm B ＝18mm C ＝8mm H ＝21mm 间距取50mm p δ
课程设计 课程名称：数控技术课程设计 学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 年级：任课教师： 2012年 1 月 16 日
课程设计任务书
课程设计（论文）任务书 学生姓名：指导教师： 任务书发出时间2011年12月25日 设计时间2011年12月26日——2012年1月16日 设计（论文）题目数控技术课程设计 设计（论文）内容 ①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。 ②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的 选用。 ③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的 计算和元件选用。 ④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。 ⑤对指定的软件程序进行编写。 ⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。 ⑦编写设计说明书。 设计（论文）的要求（含说明书页数、图纸份量） ①方案拟定正确。 ②设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。 ③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。 ④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。 ⑤电气部份图纸要求符合国家标准，图面布局合理、整洁、质量高。 ⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量，其中含机械装配图1～2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
数控122 太劣阿昕哥 四、程序设计 Public X0 As Double, Y0 As Double, X1 As Double, Y1 As Double, X2 As Double, Y2 As Double, R As Double Public Xs1 As Double, Ys1 As Double, Xs2 As Double, Ys2 As Double Public Ori As Integer Public Xl1 As Double, Yl1 As Double, Xl2 As Double, Yl2 As Double, dX1 As Double, dY1 As Double, dX2 As Double, dY2 As Double, d1 As Double, d2 As Double Private Sub Command1_Click() Dim X1_FWD As Integer, Y1_FWD As Integer, X2_FWD As Integer, Y2_FWD As Integer Dim alfa As Double, beta As Double Call PaintAxis '绘制补偿前图像 Picture1.ForeColor = vbBlue Picture1.DrawWidth = 1 Picture1.Line (X0, Y0)-(X1, Y1) Picture1.Line (X1, Y1)-(X2, Y2) '算法设计 '计算坐标增量 dX1 = X1 - X0 dY1 = Y1 - Y0 dX2 = X2 - X1 dY2 = Y2 - Y1 alfa = Atn(dY1 / dX1) beta = Atn(dY2 / dX2) If dX1 >= 0 Then X1_FWD = 1 Else X1_FWD = -1 End If If dX2 >= 0 Then X2_FWD = 1
国家开放大学 毕业论文（设计）题目：机电一体化 学习中心：吴忠电大分校 学号： 1464001402456 姓名：吴占忠 专业：机电一体化 指导教师：史景江 2016 年 5 月 17 日
摘要 作为机电系的一名学生，将来工作学习都会以机电为主，所以必须掌握好各种机电的专业知识。我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对电动机发展史的认识 关键词：机电一体化电动机机械技术微电子技术
目录 绪论 --------------------------------------------------------------4 第一章我国发展机电一体化面临的形式以及对策----------------------5 一、机电一体化技术发展历程及其趋势------------------------5 二、典型机电一体化产--------------------------------------7 三、我国发展“机电一体化”面临的形式和任务----------------7 四、我国发展“机电一体化”的对策--------------------------9 第二章电动机的发展及工作原理------------------------------------11 一、电动机技术发展及现状----------------------------------11 二、电动机工作原理----------------------------------------12 三、电动机的维护------------------------------------------13. 四、结论--------------------------------------------------16 致谢---------------------------------------------------------------17 参考文献-----------------------------------------------------------18
一、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下： 1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝【200+（班级序号）×5】mm ×【200+（班级序号）×5】mm ×【15+（班级序号）】mm ； 2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝【680+（班级序号）×5】mm ×【680+（班级序号）×5】mm ×【230+（班级序号）×5】mm ； 3）工作台加工范围X=【300+（班级序号）×5】mm ，Y=【300+（班级序号）×5】mm ； 4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm/脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ； 5）夹具与工件质量M=【15+（班级序号）】kg ； 6）工作台空载最快移动速度为3m/min ；工作台进给最快移动速度为0.5m/min 。 7）立铣刀的最大直径d=20mm ； 8）立铣刀齿数Z=3； 9）最大铣削宽度20e a mm =； 10）最大被吃刀量10p a mm =。 1.2 总体方案确定 （1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择 ② 丝杠螺母副的选择
③减速装置的选择 ④伺服电动机的选择 （2）控制系统的设计 ①伺服电机启动、停止、调速、正反转的控制 ②PLC控制电机的梯形图编程
XY 数控工作台结构 1.3 设计的基本要求 （1）按照机械系统设计的步骤进行相关计算，完成手写设计说明书。 （2）计算结果作为装配图的尺寸和零部件选型的依据，通过AutoCAD 软件绘制XY 数控工作台的总装配图，并绘制AO 图纸。 （3）按照电气控制系统的步骤进行设计，完成电机启动、停止、正反转、电动等基本工作状态控制的硬件连线图，并通过PLC 协调控制XY 电机运动，绘制相关梯形图。 系统总体方案结构框图
临汾职业技术学院 毕业论文 专业：矿井通风与安全班级：通风 1 3 1 班 姓名：王羽 指导老师：胡娟 定稿时间：2016 - 06 – 13
机电一体化技术应用及其研究 摘要 讨论了机电一体化技术在数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化、绿色化这些方面的研究和发展对于改变整个机制造业面貌所起的重要作用，并说明机电一体化技术的智能化技术，分布式控制系统、开放式控制系统、现场总线技术、交流传动技术在钢铁工业中的应用以及发展趋势。
第1章绪论 1.1概述 进入80年代以来，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而，“什么是机电一体化?”，‘呼机电一体化技术都包括那些特征?”，“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何?”等问题却很难令人回答，这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展，所采用的技术手段越来越先进，无法通过定义来界定其发展潜力;另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展，也无法通过定义来界定其应用范围。 第二章机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、
集成化、带源化和绿色化 2.1 数字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 2.2 智能化 即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 2.3 模块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有