xy数控工作台课程设计

设计组号：A8 课题号： 08机电一体化系统综合课程设计课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化设计成员：指导老师：日期： 2019年3月7日目录一、总体方案设计 (1)1.1设计任务 (1)1.2总体方案确定 (1)1.2.1方案确定思想 (1)1.2.2 方案对比分析与确定 (2)1.2.3 总体方案系统组成 (3)二、机械系统设计 (3)2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (3)2.2 导轨参数确定 (4)2.3 滚珠丝杆的设计计算 (4)2.4步进电动机减速箱设计 (5)2.5 步进电机的选型与计算 (5)2.6 机械系统结构设计 (7)三、控制系统硬件设计 (8)3.1 控制系统硬件组成 (8)3.2 控制系统硬件选型 (8)3.3 控制系统硬件接口电路设计 (10)3.4 驱动系统设计 .................................................................. 错误!未定义书签。

3.4.1步进电机的驱动电路 ............................................. 错误!未定义书签。

3.4.2电磁铁驱动电路 ..................................................... 错误!未定义书签。

3.4.3电源转换 ................................................................. 错误!未定义书签。

四、控制系统软件 ........................................................................ 错误!未定义书签。

4.1控制系统软件总体方案设计 ........................................... 错误!未定义书签。

目录1。

课程设计目的 (1)2。

课程设计任务 (1)2.1设计题目： (1)2。

2技术数据 (1)2。

3技术要求 (1)3。

总体结构设计 (1)3.1滚珠丝杠设计 (2)3.2滚珠丝杠副的选取 (3)3。

3稳定性运算 (4)3。

4压杆稳定性计算 (5)4.滚动导轨 (6)4。

1计算行程长度寿命 Ts (6)4。

2计算动载荷 (6)5。

步进电机的选择 (8)5.1步距角的确定 (9)5.2步进电机转矩校核 (10)5.3频率校核 (12)6.总结 (12)7。

参考文献 (13)1。

课程设计目的本课程设计的目的在于培养学生对典型机电一体化产品机械结构的设计能力和对机电伺服系统的设计能力,在学习有关专业课程设计的基础上，进行机电系统设计的初等训练，掌握手册、标准、规范等资料的使用方法，培养分析问题和解决问题的能力,为以后的毕业设计打下良好的基础.2.课程设计任务2。

1设计题目：X—Y双坐标联动数控工作台设计2。

2技术数据工作台长×宽（mm)：450×310工作台重量(N)：3300行程（mm）：ΔX=60－100；ΔY=50－100脉冲当量:0。

05-0。

08mm/p2。

3技术要求(1）工作台进给运动采用滚珠丝杠螺旋结构（2)滚珠丝杠支撑方式：双锥-简支型（3）驱动电机为反应式步进电机（4）步进电机与滚珠丝杠间采用齿轮降速要求消除齿轮间隙3.总体结构设计数控工作台采用由步进电机驱动的开环控制结构,其单向驱动系统结构简图如图所示:实际设计的工作台为X、Y双坐标联动工作台，工作台是由上拖板、中拖板、下拖板及导轨、滚珠丝杠等组成.其中下拖板与床身固联，它上面固定X向导轨，中拖板在下拖板的导轨上横向运动，其上固定Y向导轨,上拖板与工作台固联,在Y向导轨上移动。

X、Y导轨方向互相垂直。

3。

1滚珠丝杠设计滚珠螺旋传动按滚动体循环方式分为外循环和内循环两类，其中应用较广的是插管式和螺旋槽式,它们各有特点,其轴向间隙的调整方法主要有垫片调隙式和螺纹调隙式。

数控钻床X—Y数控工作台设计引言：数控钻床是一种应用数控技术进行钻孔加工的机床。

X—Y数控工作台是数控钻床中的一个重要部件，它能够提供X轴和Y轴方向的运动，实现工件的精确定位和加工。

本文将对数控钻床X—Y数控工作台的设计进行讨论和探索。

一、需求分析：在进行数控钻床X—Y数控工作台的设计之前，我们首先需要对其需求进行全面的分析。

数控钻床X—Y数控工作台主要用于钻孔加工，因此需要具备以下功能和性能：1.能够实现X轴和Y轴方向的精确运动，并能够快速定位；2.具备高精度定位和加工能力，满足不同工件的加工需求；3.高刚度和稳定性，能够承受较大的切削力；4.操作简单、易于维护。

二、设计方案：基于需求分析，我们可以提出以下设计方案：1.结构设计：选用高刚度的结构设计，采用铸铁或钢材作为材料，增加机床的稳定性和刚度。

2.运动系统设计：采用直线导轨和滚珠丝杠作为定位和传动机构，实现X轴和Y轴的准确运动控制。

3.控制系统设计：采用数控系统进行控制，通过编程控制钻孔的位置、进给速度等参数。

4.电气系统设计：选用高品质驱动器和电机，确保工作台的平稳运行。

5.人机界面设计：设计直观、易操作的人机界面，方便操作员进行钻孔程序的编写和工作台的操作控制。

6.安全设计：设置安全装置，如急停按钮、防护罩等，确保操作人员的人身安全。

三、具体实施：1.结构设计：针对工作台的刚性需求，选用铸铁作为主要结构材料，通过有限元分析等方法进行结构优化设计，确保机床的稳定性和刚度。

2.运动系统设计：选用高精度直线导轨和精密滚珠丝杠，通过传感器和编码器实时反馈位置信息，实现更精确的定位和运动控制。

3.控制系统设计：选用先进的数控系统，通过编程控制钻孔位置、进给速度等参数，实现自动化运行和高效率加工。

4.电气系统设计：选用高品质电机和驱动器，结合合适的减速装置，确保工作台的平稳运行和高速加工。

5.人机界面设计：设计直观、易操作的人机界面，可以通过触摸屏或键盘等方式进行操作，方便操作员进行加工参数的设置和调整。

机电一体化系统综合课程设计课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化设计成员：指导老师：日期： 2011年3月7日目录一、总体方案设计 (1)1.1设计任务 (1)1.2总体方案确定 (1)1.2.1方案确定思想 (1)1.2.2 方案对比分析与确定 (2)1.2.3 总体方案系统组成 (3)二、机械系统设计 (3)2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (3)2.2 导轨参数确定 (4)2.3 滚珠丝杆的设计计算 (4)2.4步进电动机减速箱设计 (5)2.5 步进电机的选型与计算 (5)2.6 机械系统结构设计 (7)三、控制系统硬件设计 (8)3.1 控制系统硬件组成 (8)3.2 控制系统硬件选型 (8)3.3 控制系统硬件接口电路设计 (10)3.4 驱动系统设计 ............................................................... 错误！未定义书签。

3.4.1步进电机的驱动电路 .......................................... 错误！未定义书签。

3.4.2电磁铁驱动电路 .................................................. 错误！未定义书签。

3.4.3电源转换 .............................................................. 错误！未定义书签。

四、控制系统软件 ..................................................................... 错误！未定义书签。

4.1控制系统软件总体方案设计 ........................................ 错误！未定义书签。

4.2主流程设计 .................................................................... 错误！未定义书签。

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 (6)5、导轨的选型和计算 (11)6、联轴器的选择及计算 (12)7、传动系统等效转动惯量计算 (13)8、步进电机的选用 (14)三、控制系统设计 (18)1、数控系统硬件电路设计 (18)2、系统控制软件的设计 (22)参考文献 (24)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：Pb L i δθ3600=专业课课程设计指导书（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， 选电动机型号为55BF009，其步矩角b θ=︒9.0，选丝杠规格为2004-3(FYND) 其导程为4mm ，mm P 01.0=δ。

则其传动比101.036049.03600=⨯⨯==P b L i δθ 2、机械部件(工作台)总体尺寸pδ2、1初定工作台的尺寸由于工作台的加工范围为X ＝200mm ，Y ＝150mm 。

目录1.课程设计目的 (1)2.课程设计任务 (1)2.1设计题目： (1)2.2技术数据 (1)2.3技术要求 (1)3.总体结构设计 (1)3.1滚珠丝杠设计 (2)3.2滚珠丝杠副的选取 (3)3.3稳定性运算 (4)3.4压杆稳定性计算 (5)4.滚动导轨 (6)4.1计算行程长度寿命 Ts (6)4.2计算动载荷C (6)j5. 步进电机的选择 (8)5.1步距角的确定 (9)5.2步进电机转矩校核 (10)5.3频率校核 (12)6.总结 (12)7.参考文献 (13)1.课程设计目的本课程设计的目的在于培养学生对典型机电一体化产品机械结构的设计能力和对机电伺服系统的设计能力,在学习有关专业课程设计的基础上,进行机电系统设计的初等训练,掌握手册、标准、规范等资料的使用方法,培养分析问题和解决问题的能力,为以后的毕业设计打下良好的基础.2.课程设计任务2.1设计题目：X-Y双坐标联动数控工作台设计2.2技术数据工作台长×宽（mm）：450×310工作台重量(N)：3300行程(mm)：ΔX=60－100；ΔY=50－100脉冲当量：0.05-0.08mm/p2.3技术要求（1）工作台进给运动采用滚珠丝杠螺旋结构（2）滚珠丝杠支撑方式：双锥-简支型（3）驱动电机为反应式步进电机（4）步进电机与滚珠丝杠间采用齿轮降速要求消除齿轮间隙3.总体结构设计数控工作台采用由步进电机驱动的开环控制结构,其单向驱动系统结构简图如图所示:实际设计的工作台为X、Y双坐标联动工作台,工作台是由上拖板、中拖板、下拖板及导轨、滚珠丝杠等组成.其中下拖板与床身固联,它上面固定X向导轨,中拖板在下拖板的导轨上横向运动,其上固定Y向导轨,上拖板与工作台固联,在Y向导轨上移动.X、Y导轨方向互相垂直。

.3.1滚珠丝杠设计滚珠螺旋传动按滚动体循环方式分为外循环和内循环两类,其中应用较广的是插管式和螺旋槽式,它们各有特点,其轴向间隙的调整方法主要有垫片调隙式和螺纹调隙式。

xy数控机床课程设计。

一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握xy数控机床的基本概念、结构和原理；2. 使学生了解xy数控机床的编程方法及其在实际加工中的应用；3. 帮助学生理解xy数控机床的安全操作规程。

技能目标：1. 培养学生运用xy数控机床进行简单零件加工的能力；2. 提高学生编制xy数控机床程序的水平，熟练操作数控机床；3. 培养学生分析并解决xy数控机床加工过程中出现问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对xy数控机床及制造业的兴趣，培养其职业素养；2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高其安全意识和责任心；3. 增强学生的团队合作意识，培养其沟通协调能力。

课程性质：本课程为专业实践课程，以xy数控机床的操作与编程为核心内容，注重实践操作和理论知识的结合。

学生特点：学生为中职或高职相关专业的二年级学生，具备一定的机械基础知识，但对xy数控机床的了解相对有限。

教学要求：结合学生特点和课程性质，采用任务驱动、分组合作的教学方法，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保课程目标的实现。

通过对课程目标的分解，为后续教学设计和评估提供具体、可衡量的依据。

二、教学内容1. xy数控机床概述- 介绍xy数控机床的定义、分类及发展趋势；- 阐述xy数控机床的组成、功能及其在制造业中的应用。

2. xy数控机床的结构与原理- 详细讲解xy数控机床的机械结构、数控系统及伺服系统；- 分析xy数控机床的工作原理及加工过程。

3. xy数控机床编程- 按照教材章节，介绍xy数控机床编程的基本指令、格式和编程方法；- 结合实际案例，讲解xy数控机床编程技巧及其在实际加工中的应用。

4. xy数控机床操作与加工- 详解xy数控机床的安全操作规程；- 指导学生进行xy数控机床的实操训练，包括零件加工、程序输入、机床调试等。

5. xy数控机床加工问题分析与解决- 分析xy数控机床在加工过程中可能出现的故障及原因；- 探讨解决问题的方法，提高学生分析问题和解决问题的能力。

XY数控机床工作台设计随着现代制造业的发展，XY数控机床在数控加工领域扮演着重要的角色。

其工作台的设计直接影响到机床的性能和加工质量。

下面我将从结构设计、功能设计和安全设计三个方面探讨XY数控机床工作台的设计。

首先是结构设计。

XY数控机床工作台的结构应该具有足够的稳定性和刚性，以确保在高速加工时不会出现震动和变形，影响加工精度。

一般来说，工作台的主体部分由铸铁或焊接钢板制成，表面经过精密加工处理，以提高平整度和耐磨性。

工作台的导轨系统应该采用高精度直线导轨，保证工作台在XY轴上的移动精度和重复定位精度。

此外，工作台的传动系统应该选用高刚性的传动元件，如滚珠丝杠或齿轮传动，以确保工作台的稳定性和精度。

其次是功能设计。

XY数控机床工作台的功能设计应根据不同加工需求进行定制。

例如，对于需要进行大幅度旋转和倾斜加工的工件，可以设计带有旋转和倾斜功能的工作台；对于需要进行高速加工的工件，可以设计带有快速进给和快速换刀功能的工作台。

此外，工作台还应该具备自动化控制功能，可以实现自动换刀、自动测量和自动校正等功能，提高操作效率和加工质量。

最后是安全设计。

XY数控机床工作台在设计时应考虑到操作人员的安全和舒适性。

首先，工作台应设计加装防护罩和安全限位装置，确保操作人员在工作过程中不会受到伤害。

其次，工作台的操作界面应设计简洁直观，便于操作人员进行操作和监控，减少操作失误的可能性。

同时，工作台的工作区域应留有足够的空间，让操作人员有足够的活动空间，减少疲劳和工伤的发生。

综上所述，XY数控机床工作台的设计需要综合考虑结构、功能和安全等方面的因素，以满足不同加工需求和操作要求。

只有设计出稳定、功能齐备并且安全可靠的工作台，才能更好地发挥数控机床的加工效率和精度，提高生产制造的质量和效益。

指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学自动化学院光机电一体化课程设计报告（总体方案设计）单位（二级学院）：自动化学院学生姓名：赵国强专业：机械设计及其自动班级：0841003学号： 2010213292指导教师：赵双设计时间： 2013 年 5 月重庆邮电大学自动化学院制目录1. 介绍21.1 设计的主要内容和任务 (3)1.2 X-Y工作台的发展趋势及产业化的现状 (4)1.3 数控X-Y工作台设计的意义和目的 (4)2. 总体方案确定52.1 机械传动部件的选择 (5)2.1.1导轨副的选型 (5)2.1.2丝杠螺母副的选型 (6)2.1.3减速装置的选用 (6)2.1.4伺服电动机的选用 (6)2.1.5传感器检测装置的选用 (8)2.1.6检测装置的选型 (8)2.2 控制系统的设计 (9)2.2.1系统的运动方式与伺服系统 (10)2.2.2计算机系统 (10)2.2.3 X—Y工作台的传动方式 (10)3. 主流程图113.1 绘制中断方案图 (11)3.2 绘制总体方案图 (11)3.3 CPU接口设计 (12)4. 结束语141.介绍摘要：X-Y数控工作台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。

它充分的利用了危机的软件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。

X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机，及2764, 6264存储器及8155芯片等硬件组成，在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。

其基本思想是通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工，每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转，同时通8155将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀，电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。

该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。

数控xy工作台课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数控xy工作台的基本结构及其功能，掌握相关术语和概念。

2. 学生能描述数控xy工作台的运动原理和控制系统的工作方式。

3. 学生能解释数控编程中的基本指令，并运用这些指令进行简单图形的编程。

技能目标：1. 学生能够操作数控xy工作台，进行基本的定位和移动。

2. 学生能够运用数控编程软件，编写简单的数控加工程序。

3. 学生能够根据设计要求，制定简单的数控加工工艺。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数控技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识。

2. 培养学生团队合作意识，提高沟通协调能力。

3. 增强学生的安全意识，使其养成良好的操作习惯。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在通过理论教学与实践操作相结合，帮助学生掌握数控xy工作台的基本知识和操作技能。

学生特点：学生具备一定的机械基础知识，但对数控技术了解有限，动手能力有待提高。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在学习过程中能够明确任务，有针对性地提高自身能力。

二、教学内容1. 数控xy工作台结构原理- 介绍数控xy工作台的基本组成，包括硬件和软件部分。

- 深入解析工作台的运动结构，如导轨、丝杠、电机等。

- 指导学生了解并区分不同类型的数控系统。

2. 数控编程基础- 概述数控编程的基本概念，如程序段、指令、坐标系等。

- 教授常用编程指令，如G代码、M代码及其功能。

- 结合实例，指导学生进行简单图形的编程。

3. 数控加工工艺- 介绍数控加工工艺的基本原则和流程。

- 分析不同材料、刀具对加工工艺的影响。

- 指导学生根据设计要求制定加工工艺。

4. 数控xy工作台操作- 详解数控xy工作台的操作步骤和安全注意事项。

- 演示基本操作，如手动、自动运行，程序输入等。

- 安排学生进行实操练习，提高操作熟练度。

XY数控机床工作台设计一、引言XY数控机床是一种高精度、高效率的机床设备，广泛应用于各个制造行业。

在XY数控机床中，工作台起到了承载工件和刀具，并实现各个坐标轴的运动的重要作用。

本文将以XY数控机床工作台设计为主题，探讨其设计原理、重要参数以及常见的设计优化方法。

二、设计原理1.承载能力：工作台应能够在工作过程中承载工件和刀具的负载，同时保持机床结构的稳定性。

因此，在设计工作台时，应按照工作负载的需求选择合适的结构材料和尺寸。

2.运动精度：XY数控机床工作台的运动精度是其重要的设计指标。

它直接影响到加工零件的精度和表面质量。

为保证运动精度，设计时应注意优化螺旋副、导轨和滚珠螺杆等关键部件的设计和选用。

3.运动控制：XY数控机床工作台通常需要实现三个轴向（X、Y和Z 轴）的运动控制。

设计时应考虑各个轴线的坐标变换和运动速度控制，以实现精确和平稳的运动。

三、重要参数1.工作台尺寸：根据加工需求和工件尺寸，确定工作台长度、宽度和行程等参数。

合理的工作台尺寸可以提高工作效率，减少空转时间。

2.工作台承载能力：工作台承载能力是衡量工作台性能的重要指标。

应根据工作负载的需求，确定合适的工作台承载能力。

工作台承载能力不足会导致机床结构的不稳定和加工质量下降。

3.运动速度和加速度：运动速度和加速度的选择应根据具体的加工要求和工件材料而定。

太高的运动速度和加速度容易引起共振和振动，影响加工精度和表面质量。

四、设计优化方法1.结构优化：通过有限元分析和试验验证等手段，对工作台的结构进行优化，提高其刚度和稳定性。

例如，在结构上采用更加合理的设计，增加横向和纵向的加强筋，提高整体刚度。

2.导轨选择：导轨是影响工作台运动精度的关键部件。

为保证导轨的平稳和准确运动，可选择高精度且耐磨的直线导轨。

同时，必须做好导轨的保养和维护工作。

3.滚珠丝杠优化：滚珠丝杠是XY数控机床工作台运动的关键部件。

合理选用质量较好的滚珠丝杠，并加强对其润滑和运动的监测。

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，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消除间隙机构。

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:目录摘要 .................................................................................................................. I I 一前言. (1)二设计任务 (2)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： (3)3、最终方案： (4)（二)机械传动部件的计算与选型 (4)1 导轨上移动部件的重量估算。

(4)2 计算切削力 (4)3 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (6)4 步进电机的传动计算及电动机的选用 (12)5 滑动导轨的设计计算 (18)6 其余部件的选取 (20)结论 (23)致谢 (23)参考文献 (24)摘要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AbstractSince the 21st century, the human economy has developed high speed，the people live have had the change which changes with each new day, the microprocessor, the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology，to various domains technology development enormous promotion effect。

数控xy工作台课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握数控XY工作台的基本原理、结构及其操作方法。

通过本课程的学习，学生应能理解数控XY工作台的工作原理，熟悉其结构组成，并能熟练操作数控XY工作台进行各种加工操作。

1.了解数控XY工作台的工作原理。

2.熟悉数控XY工作台的结构组成。

3.掌握数控XY工作台的操作方法。

4.能够正确操作数控XY工作台。

5.能够根据加工要求进行参数设置。

6.能够进行数控XY工作台的维护和故障排除。

情感态度价值观目标：1.培养学生的团队合作意识。

2.培养学生的创新精神和实践能力。

3.培养学生的职业素养，使其具备良好的工作态度和职业道德。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括数控XY工作台的基本原理、结构组成及其操作方法。

1.数控XY工作台的基本原理：介绍数控XY工作台的工作原理，包括数控系统的组成、工作原理及其与XY工作台的关系。

2.数控XY工作台的结构组成：介绍数控XY工作台的各个部分，包括主机、控制系统、执行机构等，并详细讲解各部分的功能和作用。

3.数控XY工作台的操作方法：讲解如何进行数控XY工作台的操作，包括操作界面、操作步骤、参数设置等，并通过实际操作演示，使学生能够熟练掌握。

三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、实验法等多种教学方法相结合，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：通过讲解数控XY工作台的基本原理、结构组成及其操作方法，使学生掌握相关知识。

2.讨论法：学生进行分组讨论，引导学生思考和分析数控XY工作台的相关问题，提高学生的解决问题的能力。

3.实验法：安排实际操作实验，使学生能够将所学知识运用到实际操作中，提高学生的实践能力。

四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。

2.实验设备：准备现代化的数控XY工作台设备，供学生进行实际操作练习。

通过以上教学资源的支持，为学生创造良好的学习环境，提高学生的学习效果。

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3214516050107.81090--⨯⨯⨯⨯⨯≈NY 向拖板（下拖板）尺寸： 14516050⨯⨯ 重量：约90N 。