数控铣床XY工作台1

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。

机电一体化课程设计立式数控铣床X-Y数控工作台机电系统设计姓名：***学号： **********班级：10机电<2>班学院：中国计量学院机电工程学院指导老师：张远辉、徐立军目录前言................................................................................................ 错误!未定义书签。

一、设计任务 (2)1.1课程设计时间 (2)1.2课程设计题目 (2)1.3课程设计任务 (2)1.4课程设计内容 (2)1.5课程设计要求 (2)二、总体方案的确定 (3)2.1机械传动部件的选择 (3)2.2控制系统的设计 (4)三、机械传动部件的计算与选型 (4)3.1导轨上移动部件的重量估计 (4)3.2铣削力的计算 (5)3.3导轨副计算和选型 (6)3.4滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (7)3.5步进电机减速箱的选用 (9)3.6步进电机的计算与选型 (9)3.7编码器（反馈电路）选型 (13)四、工作台机械装配图的绘制 (14)4.1可参考课本图6-23 XY数控工作台装配图 (14)五、工作台控制系统的设计 (14)5.1电源电路 (14)5.2存储器扩展电路 (15)5.3键盘电路 (17)5.4显示电路 (18)5.5传感器电路 (19)六、步进电机驱动电路设计 (20)6.1驱动电路 (20)6.2光电隔离 (20)七、程序设计 (21)7.1功能 (21)7.2框图 (22)7.3代码 (23)八、总结 (24)参考文献 (24)答辩记录 (25)前言X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。

因此，选择X-Y数控工作台作为机电综合课程设计的内容，对于机电一体化专业的教学具有普遍意义。

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a e20mm ；10）最大被吃刀量a p10mm 。

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② PLC 控制电机的梯形图编程XY数控工作台结构Y 方向传动机构微机工作台电型步进电接动机减速器机驱滚珠丝杠口动电人机接口路减步进电速滚器珠动机X 方向传动机构丝杠系统总体方案结构框图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。

xy数控工作台XY数控工作台。

XY数控工作台是一种能够实现多轴联动控制的高精度机械设备，广泛应用于电子、通讯、航空航天、机械制造等领域。

它具有高速、高精度、高稳定性的特点，能够满足复杂加工要求，提高生产效率，降低生产成本。

本文将就XY数控工作台的结构、工作原理、应用领域等方面进行介绍。

首先，XY数控工作台的结构通常由工作台、导轨、传动装置、控制系统等部分组成。

工作台是XY数控工作台的主体部件，用于固定工件并进行加工。

导轨是工作台的支撑和导向部件，能够确保工作台在加工过程中保持稳定的运动轨迹。

传动装置通常采用丝杠、直线导轨、伺服电机等，用于实现工作台在XY平面上的精确移动。

控制系统是XY数控工作台的大脑，能够实现对工作台的精确控制和多轴联动运动。

其次，XY数控工作台的工作原理是通过控制系统对传动装置进行精确的控制，从而实现工作台在XY平面上的精确定位和运动。

控制系统能够接收指令信号，并将其转换为相应的控制信号，驱动传动装置实现工作台的移动。

在加工过程中，控制系统能够根据加工要求实时调整工作台的运动轨迹和速度，确保加工精度和表面质量。

再次，XY数控工作台在电子、通讯、航空航天、机械制造等领域有着广泛的应用。

在电子行业，XY数控工作台可以用于PCB板的钻孔、铣削和雕刻加工；在通讯行业，可以用于天线、滤波器等器件的加工；在航空航天领域，可以用于航天器零部件的加工；在机械制造领域，可以用于精密零件的加工。

总之，XY数控工作台作为一种高精度、高稳定性的机械设备，具有广泛的应用前景。

它的结构简单、工作原理清晰、应用领域广泛，能够满足复杂加工要求，提高生产效率，降低生产成本。

相信随着科技的不断进步和工业制造的不断发展，XY数控工作台将会在更多领域展现出其巨大的潜力和价值。

x-y数控工作台系统设计数控工作台（NC台）是一种能够实现自动化控制的机床，通过控制系统控制运动轴，实现加工工件的自动化生产。

NC台具有高精度、高效率和高质量等优点，被广泛应用于机械制造、汽车制造、电子制造等行业。

本文基于x-y数控工作台进行系统设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

一、硬件设计1.结构设计x-y数控工作台采用平面结构，由两个直线导轨和两个横梁组成，导轨上分别装有X 轴和Y轴的导轨拖板，拖板通过步进电机驱动实现轴向移动。

横梁采用U型结构，可架设工作板以加工工件。

2.传动设计X轴和Y轴采用步进电机、齿轮与齿条传动方式，步进电机驱动主轴转动，通过齿轮与齿条传动方式使导轨拖板相对运动，实现工件加工。

3.控制系统设计x-y数控工作台采用单片机进行控制，主要包括运动控制模块、数据采集模块和人机交互模块。

（1）运动控制模块：负责控制步进电机的旋转速度和方向，实现轴向移动。

（2）数据采集模块：负责采集加工工件的尺寸和加工参数，并通过计算机进行分析和处理。

（3）人机交互模块：负责完成数控工作台的操作和参数设置，以及显示加工工件的加工过程和结果。

x-y数控工作台采用C语言进行程序设计，程序主要分为三个部分：初始化程序、主程序和中断程序。

1.初始化程序初始化程序主要用于设置数控工作台的各种参数，包括步进电机的旋转速度和方向、齿轮和齿条的尺寸、数据采集模块的采样频率和采样方式等。

2.主程序（3）根据加工工件的尺寸和加工参数计算出工作台的运行参数，并将计算结果传输给运动控制模块。

（4）定时更新数控工作台的运行参数，保证加工的稳定性和精度。

3.中断程序中断程序是数控工作台的辅助程序，主要用于接收外部的信号和响应用户的操作。

具体流程如下：（1）接收外部的信号，并根据信号类型跳转到相应的程序段。

（2）响应用户的操作，如调整加工参数、停止加工、保存加工结果等。

三、总结本文基于x-y数控工作台进行系统设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面。

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 ② PLC 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。

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。

1摘 要当今世界当今世界电子电子技术迅速技术迅速发展发展，微处理器、微型，微处理器、微型计算计算机在各技术领域得到了广泛机在各技术领域得到了广泛应用应用，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。

能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。

关键字：机电一体化的基础关键字：机电一体化的基础 基本组成要素基本组成要素 特点特点 发展趋势发展趋势AbstractNow the world electronic technology rapidly expand, the microprocessor, the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology, to various domains technology development enormous promotion effect. A perfect integration of machinery system, should contain the following several base elements: Basic machine, power and actuation part, implementing agency, sensing measurement component, control andinformation processing part. The integration of machinery is the system technology, the computer and the information processing and management technology, the automatic control technology, the examination sensing technology, the servo drive technology and themechanical skill and so on multi-disciplinary area of technology synthesis overlapping technology-intensive systems engineering. New generation's CNC system this kind of model integration of machinery product toward the high performance, the intellectualization, thesystematization as well as the featherweight, the microminiaturized direction develops.key words: words: Integration Integration Integration of of of machinery machinery machinery foundation foundation foundation basic basic basic component component component elements elements characteristic trend of development.目录第一章第一章 课程设计的内容和要求课程设计的内容和要求 ……………………………………………………………………………… 3 第二章第二章 系统的总体方案设计系统的总体方案设计 …………………………………………………………………………………… 4 第三章第三章 机械部分设计机械部分设计 …………………………………………………………………………………………5 3.1 脉冲当量和传动比的确定脉冲当量和传动比的确定脉冲当量和传动比的确定 ……………………………………………………………………………………………………………… 5 5 3.2工作台外形尺寸及重量初步估算…………………………………工作台外形尺寸及重量初步估算………………………………… 5 5 3.3 传动系统等效转矩惯量计算……………………………………传动系统等效转矩惯量计算……………………………………6 3.4 工作载荷分析及计算……………………………………………工作载荷分析及计算…………………………………………… 6 3.5 滚珠丝杠螺母副的选型和校核…………………………………滚珠丝杠螺母副的选型和校核………………………………… 8 3.6 导轨的选型和计算………………………………………………导轨的选型和计算……………………………………………… 11 3.7 驱动电机的选择…………………………………………………驱动电机的选择………………………………………………… 11 第四章第四章 数控系统设计…………………………………………………数控系统设计…………………………………………………15 4.1 控制系统硬件的基本组成…………………………………控制系统硬件的基本组成…………………………………控制系统硬件的基本组成………………………………… 15 4.2 接口程序初始化及步进电机控制程序…………………………接口程序初始化及步进电机控制程序………………………… 17 4.3 直线圆弧插补程序设计…………………………………………直线圆弧插补程序设计………………………………………… 19 参考文献参考文献 ……………………………………………………………………………………………………………………………………25第一章 课程设计的内容和要求1.1 课程设计的内容任务是：任务是： 设计一个数控X-Y 工作台及其控制系统。

数控铣床X-Y工作台结构设计说明书目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)1.1 课题来源及研究目的和意义 (4)1.2 数控铣床的现状及趋势 (4)1.3 数控铣床进给机构的方案分析..........................错误!未定义书签。

1.3.1 机械结构分析....................................错误!未定义书签。

1.3.2 机械结构总体方案和布局..........................错误!未定义书签。

第2章机械结构的设计..................................错误!未定义书签。

2.1滚珠丝杠的设计 (13)2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定 (14)2.3滚珠丝杠的预紧 (15)2.4滚珠丝杠选取与校核 (17)第3章滚动轴承的选取与计算 (20)3.1 轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析 (20)3.2 计算轴承寿命 (22)3.3当量载荷 (23)第4章步进电机的选取及设计计算 (26)4.1转动惯量计算 (26)4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量 (27)4.3计算电机输出的总力矩 (27)4.4负载起动频率估算 (27)第5章联轴器的选取 (28)第6章齿轮减速器的选取 (28)第七章进给系统精度校核 (33)7.1支承滚珠丝杠轴承的变形 (33)7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形 (34)第八章关于Solidworks设计 (35)8.1 草图绘制 (36)8.2基准特征，参考几何体的创建 (37)8.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建 (38)8.4工程图的设计 (39)8.5装配设计 (40)第九章三维设计总结 (41)结论 (39)参考文献 (42)致谢 (43)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。