课程设计二维数控
工作台
1 绪 论
1.1设计的意义
二维数控工作台课程设计是一次比较完整的机械设计，它是理论联系实际、培养初步设计能力的重要教学环节。对于学生能力的培养具有重大意义。
1.2数控技术发展概况
随着生产和科学技术的发展，特别是随着航天、航空、造船、电子和兵器等工业部门的发展，机械产品日益精密、复杂，而且改型频繁，普通机床已不能完全适应这些部门的加工要求，如对一些复杂的曲线、曲面所构成的零件，手工操作甚至根本无法进行加工。因此，数控机床已成为现代工业生产必不可少的设备。
以数控机床为代表的数控设备的生产与应用水平，反映出一个国家的机械与电子工业水平，它的研制和推广应用，对于提高劳动生产率和产品质量，改变中国制造技术落后的状况，使中国机电产品走向世界，起着极为重要的作用。
数控
设备是指经过
数字化操作指
令进行控制的一
种设备，其基本结构如图 图1-1所示：
1-1数控设备基本框图
当前世界上在数控技术方面比较先进的国家主要有：德国、日本和美国，它们的设计制造技术代表着当今世界的最先进水平，比如德国的德马赫，日本的横河。而作为世界上新兴的制造业大国，中国在数控技术方面任重而道远，这需要我们这一代人更加的努力，才能赶上和超过世界上其它先进国家，使中国成为真正的制造业强国。
数控设备的发展方向：随着微电子技术和计算机技术的发展，数控设备性能日趋完善，数控设备应用领域日趋扩大。科学技术的发展，推动了数控设备的发展，各生产部门加工要求的不断提高又从另一方面促进了数控设备的发展。当今数控设备正不断的采用新的技术成就，朝着高速度化，高精度化，多功能化，智能化、小型化、系统化与高可靠性发展。
2 二维数控工作台设计的内容
2.1 设计题目：二维数控工作台的设计。
已知条件：工作台的有效行程在150mm-200mm 之间，工作载荷10kg，工作平稳。2.2 设计的内容
2.2.1 数控装置总体方案的确定
1、数控装置设计参数的确定；
2、方案的分析，比较，论证。
2.2.2 机械部分的设计
1、确定脉冲当量；
2、机械部件的总体尺寸及重量的初步估算；
3、传动元件及导向元件的设计，计算和选用；
4、确定伺服电机；
5、绘制机械结构装配图；
6、系统等效惯量计算；
7、系统精度分析。
2.2.3 数控系统的设计
1、微机及扩展芯片的选用及控制系统框图的设计；
2、I/O接口电路及伺服控制电路的设计和选用；
3、系统控制软件的设计
2.2.4 编写毕业设计说明书
1、说明书是毕业设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容，
包括总体方案的确定，系统框图的分析，机械传动设计计算，电气部分的设计说明，选用元器件参数的说明，软件设计及其说明；
2、说明书尽量用计算机完成。
2.2.5 图纸
1、机械结构装配图，A1图纸不少于3张。要求视图基本完整，符合
标准。
3 数控系统总体方案的确定
数控系统总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择。进行方案的分析、比较和论证。
3.1 系统运动方式的确定
该系统要求工作台沿各坐标轴的运动有精确的运动关系因此采用连续控制方式。
3.2 伺服系统的选择
开环伺服系统在负载不大时多采用功率步进电机作为伺服电机.开环控制系统由于没有检测反馈部件，因而不能纠正系统的传动误差。但开环系统结构简单，调整维修容易，在速度和精度要求不太高的场合得到广泛应用。
.考虑到运动精度要求不高，为简化结构，降低成本，宜采用步进电机开环伺服系统驱动。
3.3 计算机系统的选择
采用MCS-51系列中的8031单片机扩展控制系统。MCS-51单片机的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，性价比高。控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进功率放大电路等组成。系统的工作程序和控制命令经过键盘操作实现。显示器采用数码管显示加工数据和工作状态等信息。
3.4 二维数控工作台的传动方式