机电一体化课程设计cnc二维工作台设计

CNC二维工作平台的设计-机电一体化课程设计方案设计方案：CNC二维工作平台的设计一、课程设计目标：通过机电一体化课程设计，学生应能够完成CNC二维工作平台的设计，掌握相关的机电一体化知识和技能，熟悉CNC技术的应用。

二、设计内容：1. 了解CNC技术的基本原理和应用领域；2. 分析CNC二维工作平台的功能需求和设计要求；3. 进行CNC二维工作平台的机构设计，包括框架结构、运动导向和传动机构等；4. 进行CNC控制系统的设计，包括控制器的选型和布置、传感器的应用和接口设计等；5. 进行CNC二维工作平台的电气设计，包括电源和驱动电路的设计、信号线路的设计等；6. 进行CNC二维工作平台的编程设计，包括运动路径规划、速度控制和加工程序编写等；7. 进行CNC二维工作平台的组装调试，包括系统的安装和连接、参数的设置和校准等；8. 基于CNC二维工作平台进行加工实验和性能测试；9. 完成相应的课程设计报告和展示。

三、设计步骤：1. 学习CNC技术的基本原理和应用领域，了解CNC二维工作平台的功能需求和设计要求；2. 进行CNC二维工作平台的机构设计，包括框架结构、运动导向和传动机构等，可以采用标准件和自制件相结合的方式；3. 进行CNC控制系统的设计，选择合适的控制器，并设计相应的接口电路和传感器应用；4. 进行CNC二维工作平台的电气设计，包括电源和驱动电路的设计、信号线路的设计等；5. 进行CNC二维工作平台的编程设计，根据加工需求进行运动路径规划、速度控制和加工程序编写等；6. 进行CNC二维工作平台的组装调试，安装控制系统和电气装置，进行参数的设置和校准等；7. 基于CNC二维工作平台进行加工实验和性能测试，测试其运动精度和加工能力等；8. 撰写课程设计报告，总结设计过程和结果，并进行设计展示。

四、设计要求：1. 设计过程中注意机电一体化的原则，力求机械结构、电气系统和控制系统的紧密结合和协调工作；2. 设计的CNC二维工作平台应具有良好的运动精度和稳定性，能够实现目标加工要求；3. 设计报告应包括设计目标、设计过程、设计结果和性能测试等内容，并附上相关的设计图纸和实验数据。

《机电一体化》课程设计X-Y数控工作台机电系统设计院系：专业：班级：姓名：学号：指导教师：目录目录 (1)前言 (2)第一章课程设计的目的 (3)第二章课程设计内容 (4)第三章数控系统总体方案确定 (4)第四章机械部分设计 (6)第五章系统控制软件设计 (14)第六章结束语 (18)参考文献 (18)前言课程设计是机床数控系统课程的十分重要实践环节之一。

通过课程设计可以初步树立正确的设计思想，了解有关的工业政策，学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题的实际能力，并在教师的指导下，系统地运用课程和选修课程的知识，独立完成规定的设计任务。

一种经济型数控机床的控制系统，包括机床伺服系统和对该伺服系统进行控制的ＰＬＣ；其特征在于，还包括通过通信接口与ＰＬＣ通信的触摸屏，所述触摸屏包括：数据输入模块，用于输入、修改被控参数的参数值和操作指令，读取触摸屏的操作界面；数据存储模块，用于存储输入、输出数据；数据处理计算模块，用于对输入、输出参数数据进行处理、计算；包括输入信号的编码运算；输出信号的解码运算；数据存储单元，用于存储移位单元传递来的数据；数据检测单元，用于实时检测坐标轴的当前运动状态参数值，包括距离、速度值，以及控制方式参数值；数据比较单元，用于将检测单元检测到的坐标轴当前运动状态参数值、控制方式参数值与触摸屏存储模块的设定值进行比较；X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。

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既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。

本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用，本题目设计得到了老师的帮助和支持，最后在此表示感谢。

cnc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解CNC（计算机数控）技术的基本概念，掌握其工作原理和应用范围。

2. 学生能够掌握CNC编程的基本指令和操作步骤，具备独立编写简单程序的能力。

3. 学生能够了解CNC机床的组成部分及其功能，理解各部件在加工过程中的作用。

技能目标：1. 学生能够运用CNC编程软件进行程序的编写、修改和调试，具备解决实际问题的能力。

2. 学生能够操作CNC机床完成给定零件的加工，掌握加工过程中的参数调整和优化方法。

3. 学生能够对CNC加工过程中出现的问题进行分析，提出合理的解决方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对CNC技术及其应用的兴趣，激发创新意识，提高实践能力。

2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成良好的操作习惯，增强安全意识。

3. 培养学生团队协作精神，提高沟通能力，学会分享和互助。

课程性质：本课程为专业技能课，以实践操作为主，理论讲解为辅。

学生特点：学生具备一定的计算机操作基础，对新技术充满好奇，动手能力强，但注意力容易分散，需要激发兴趣和引导。

教学要求：教师应结合实际案例，以任务驱动的方式进行教学，注重培养学生的实践能力和创新能力。

同时，关注学生个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。

在教学过程中，及时评估学生的学习成果，调整教学策略，提高教学质量。

二、教学内容1. CNC技术概述：介绍CNC技术的基本概念、发展历程和应用领域，使学生了解CNC技术在现代制造业中的重要性。

教材章节：第一章 计算机数控技术概述2. CNC编程基础：讲解CNC编程的基本指令、编程方法和工艺流程，使学生掌握CNC编程的基本技能。

教材章节：第二章 CNC编程基础3. CNC机床操作：介绍CNC机床的组成部分、功能及其操作方法，指导学生进行机床操作实践。

教材章节：第三章 CNC机床及其操作4. CNC编程软件应用：教授CNC编程软件的使用方法，培养学生运用软件进行程序编写、修改和调试的能力。

精密机械与仪器设计课程设计说明书二维数控精密工作台姓名：学号：专业班级：指导教师：2012.7.5目录1.绪论 (3)课程设计的设计要求 (3)本课题设计内容 (4)本课题设计的目的和意义 (4)2.总体设计方案 (5)设计任务 (5)总体方案确定 (5)2.1二维数控精密工作台的原理 (6)2.2设计的整体方案 (7)2.2.1工作台总体结构的确定 (7)2.2.2传动方案的确定 (7)2.3绘制总体方案图 (7)3.机械系统的设计计算 (8)3.1滚珠丝杆选择 (8)3.1.1滚珠丝杆工作长度计算 (8)3.1.2工作台外形尺寸及重量估算 (9)3.1.3计算载荷 (10)3.1.4额定动载荷计算 (12)3.1.5稳定性校核 (13)3.1.6滚珠丝杆副的刚度计算 (14)3.2滚动直线导轨选择 (14)3.2.1导轨额定寿命计算 (14)3.2.2导轨工作载荷计算 (15)3.3联轴器的选择 (16)3.3.2联轴器的选定 (17)3.4轴承选择 (17)3.5步进电机的计算与选型 (18)3.6系统整体性能计算 (19)3.6.1步进电机轴上总当量负载转动惯量计算 (19)3.6.2系统刚度计算 (20)3.6.3系统固有频率计算 (21)3.6.4系统死区误差计算 (21)3.6.5由系统刚度变化引起的定位误差计算 (21)4.零件图 (22)4. 1滚珠丝杠 (22)4.2导轨 (23)5.总结 (24)6.参考文献 (25)1.绪论现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。

在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、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。

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。

设计组号： 1机电一体化系统综合课程设计X-Y数控工作台设计说明书学校名称：杭州电子科技大学设计组长：金婕设计队员：谢金花谢艳陈磊陈胜指导老师：吴立群于保华叶凌云二〇〇七年三月一、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 。

目录第一章 CNC二维工作平台的总体结构特点 (1)1.1 CNC工作台的结构类型及设计 (1)1.2 拟定合理的传动方案 (3)1.3 控制电机的介绍 (3)1.4 伺服系统 (4)1.5 联轴器的选择 (4)第二章螺旋传动结构设计及电机型号的具体选择 (6)2.1 滚珠丝杠螺母机构介绍 (6)2.2 丝杠螺母副设计及电机选择 (7)第三章轴承的类型及其支撑方式设计 (11)3.1 轴承的类型介绍和具体选择 (11)3.2 确定轴承的尺寸 (11)3.3 对于轴承进行强度校核 (12)3.4 选择轴承的润滑方式 (13)第四章导轨的设计 (14)4.1 导轨的类型概述和选择 (14)4.2 导轨的设计 (15)4.3 导轨的刚度校核 (15)第五章其他技术说明 (16)5.1 装配、拆装、安装的注意事项及工作环境要求 (16)参考文献 (17)第一章 CNC二维工作平台的总体结构特点CNC二维工作平台的总体设计是对此机器的总体布局和全局的安排以及简单零件设计。

总体设计的合理与否对设计有重要意义，也将影响机器的尺寸大小、性能、功能以及设计质量。

1.1 CNC工作台的结构类型及设计1.1.1 CNC二维工作平台的组成、结构、特性（一）CNC工作平台的主要组成。

CNC二维工作台主要是由工作台滑板（滑块）、直线移动导轨、螺旋传动（丝杠）机构、驱动电机、控制装置、位移检测器、和机体（机座）组成。

（二）CNC工作平台的结构。

CNC工作平台的结构有两种分类方法：（1）按电机与机座、工作台滑板的相对位置分为三种：1.驱动电机与X方向（或Y方向）工作台滑板连成一体。

这种形式简单，但造成低层驱动重量大，电机振动会影响工作台的精度，它适用于低速传动。

2.下层电机不与工作台连成一体，而是装在机座上，上层电动机则与工作台滑板连在一起。

这种形式结构复杂，但是减少了下层电机的驱动重量，适用于中、高速传动，应用较广。

3.将全部电机放在机座上，电机通过一套较长的传动装置驱动工作台移动，这样的结构虽然减轻了下层工作台的承载重量和电机振动的影响，但却影响了传动系统的刚度和运动速度的提高。

HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY《机电一体化系统设计》课程课外学分项目名称 X-Y数控工作台项目组成员王扬2013210475朱诚诚2013210484李青岩2013210493黄志鹏2013210502 成绩机械工程学院机械电子工程系二零一六年十一月目录1总体方案设计 01.1设计任务 01.2总体方案确定 01.2.1系统的运动方式与伺服系统 01.2.2计算机系统 01.2.3X-Y工作台的传动方式 02机械系统设计 (1)2.1工作台外形尺寸及重量估算 (1)2.2滚动导轨的参数确定 (1)2.2.1导轨型式 (1)2.2.2导轨长度 (1)2.2.3直线滚动轴承的选型 (1)2.2.4滚动导轨刚度及预紧方法 (2)2.3滚珠丝杠的设计计算 (2)2.3.1最大动负载Q的计算 (2)2.3.2滚珠丝杠螺母副几何参数计算 (3)2.3.3传动效率计算 (3)2.3.4刚度验算 (3)2.4步进电机的选用 (4)2.4.1步进电机的步距角 (4)2.4.2步进电机启动力矩的计算 (4)2.4.3步进电机的最高工作频率 (5)2.5确定齿轮传动比 (5)2.6确定齿轮模数及有关尺寸 (5)2.7步进电机惯性负载的计算 (6)3控制系统硬件设计 (8)3.1CPU板 (8)3.1.1CPU的选择 (8)3.1.2CPU接口设计 (8)3.2驱动系统 (10)3.2.1步进电机驱动电路和工作原理 (10)3.2.2电磁铁驱动电路 (12)3.2.3电源设计 (12)4控制系统软件设计 (13)4.1总体方案 (13)4.2主流程图 (13)4.3X轴电机点动正转程序流程图 (14)4.4步进电机步进一步程序流程图 (15)参考文献 (16)1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。

机电一体化课程设计任务书机电一体化课程设计是一个重要的实践教学环节，要求学生综合应用所学过的机械、电子、计算机和自动控制等方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练。

一、课程设计目的1.学习机电一体化系统总体设计方案的拟定。

2.通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件遇到像元件的工作原理与选用原则。

3.通过进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式。

4.通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件接口回路和控制软件的设计思路。

5.培养学生独立分析问题和解决问题的能力，并培养系统设计的思想。

6.提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

二、课程设计的内容课程设计题目：单轴数控工作台机电系统设计设计内容由机械系统、控制系统、设计说明书三部分组成。

具体工作量要求如下：1、单轴数控工作台装配图（A3图1张）2、控制系统设计（电气原理图：A3图1张）完成硬件电路设计工作，设计控制系统的主要软件流程并编写程序。

条件允许时，尽可能进行调试试验。

3、设计任务书（一份）要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容，包括总体方案分析，机械系统的结构设计，主要零部件的计算与选型，控制系统的电路原理分析，软件设计流程和程序。

说明书字数不少于5000字，要求内容丰富，条理清晰，图文并茂，符合国标。

三、课程设计的时间安排课程设计时间为4周，进度安排如下：1．分析设计任务，总体方案论证：2-3天2．机械系统设计：5-6天3．控制系统设计：4-5天4．软件设计：1-2天5．编写说明书：2-3天四、设计任务设计任务：设计一种供立式数控铣床使用的单轴数控工作台，控制器选用：单片机任务分配：1、107040201班12位同学做第一组~第六组2、107040202班25位同学做第七组~第十九组3、107040203班7位同学做第十九组~第二十二组4、第十九组由2班的周伟同学（X轴）和3班的陈科龙（Y轴）同学完成5、任务分配按名单顺序。

机电一体化系统设计课程设计报告设计题目：学院：姓名：班级（学号）：指导老师：时间： 2013年6月目录一、总体方案设计 (1)1.1、设计任务 (1)1.2、总体方案确定 (1)二、工作台的尺寸及其重量的初步确定 (4)2.1、工作台（X向托板） (4)2.2、工作台（Y向托板） (4)2.3、上导轨座（连电机）重量 (4)三、滚动导轨的计算与选择 (5)3.1、滑块承受工作载荷F的计算及导轨型号的选取 (5)3.2、导轨的寿命计算 (5)3.3、导轨额定动负载的核算 (6)四、滚珠丝杠的设计计算及选择 (6)F的计算 (6)4.1、滚珠丝杠最大工作载荷max4.2、滚珠丝杠静载荷c F的计算 (7)4.3、滚珠丝杠动载荷Q F的计算 (7)4.4、丝杠型号的确定 (8)4.5、丝杠压杆稳定性核算 (8)4.6、丝杠刚度的验算 (9)五、电机的计算与选择 (10)5.1、电机步距角的计算 (10)5.2、负载惯量的计算 (10)5.3、负载转矩的计算 (11)5.4、步进电动机最大静转矩的计算 (12)5.5、步进电动机的确定 (13)5.6、步进电动机的性能校核 (13)六、联轴器的选择 (14)6.1、联轴器的介绍 (14)6.2、联轴器的选择 (14)七、轴承的选择 (15)八、控制系统硬件设计 (15)九、控制系统的设计 (21)十、参考文献 (28)一、总体方案设计1.1 设计任务题目：CNC 二维工作平台的设计任务：设计两轴联动的数控X-Y 运动平台，完成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统；一人一题，其主要技术指标如下：1）工作台负载重量350N N =；2）工作台面尺寸为C B H 355mm 370mm 32mm ⨯⨯⨯⨯＝； 3）底座外形尺寸为C1B1H1420mm 430mm 32mm ⨯⨯⨯⨯＝； 4）加工范围X 125mm Y 120mm ==，； 5）工作台最大移动速度max 1.5/min V m =； 6）X,Y 方向的定位精度为0.025mm ±； 7）X,Y 方向的脉冲单量为0.015mm/step .1.2 总体方案确定1.2.1方案确定思想该工作台设计主要分为机械系统部件和控制系统部件，其中机械系统部件主要包括导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机和检测装置等，控制系统部件则包括CPU 控制电路、电源设计电路、输入信号电路、输出信号电路、步进电机驱动控制电路等。

HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY《机电一体化系统设计》课程课外学分项目名称 X—Y数控工作台项目组成员王扬2013210475朱诚诚2013210484李青岩2013210493黄志鹏2013210502 成绩机械工程学院机械电子工程系二零一六年十一月目录1总体方案设计 01。

1设计任务 01.2总体方案确定 01。

2.1系统的运动方式与伺服系统 01.2。

2计算机系统 01.2。

3X—Y工作台的传动方式 02机械系统设计 (1)2。

1工作台外形尺寸及重量估算 (1)2.2滚动导轨的参数确定 (1)2.2.1导轨型式 (1)2.2。

2导轨长度 (1)2.2.3直线滚动轴承的选型 (1)2.2.4滚动导轨刚度及预紧方法 (2)2。

3滚珠丝杠的设计计算 (2)2.3.1最大动负载Q的计算 (2)2.3。

2滚珠丝杠螺母副几何参数计算 (3)2。

3。

3传动效率计算 (3)2.3.4刚度验算 (3)2.4步进电机的选用 (4)2。

4。

1步进电机的步距角 (4)2。

4.2步进电机启动力矩的计算 (4)2.4.3步进电机的最高工作频率 (5)2.5确定齿轮传动比 (5)2.6确定齿轮模数及有关尺寸 (5)2。

7步进电机惯性负载的计算 (6)3控制系统硬件设计 (8)3。

1CPU板 (8)3.1。

1CPU的选择 (8)3。

1。

2CPU接口设计 (8)3。

2驱动系统 (9)3。

2.1步进电机驱动电路和工作原理 (9)3。

2.2电磁铁驱动电路 (10)3。

2。

3电源设计 (11)4控制系统软件设计 (12)4.1总体方案 (12)4。

2主流程图 (12)4.3X轴电机点动正转程序流程图 (13)4。

4步进电机步进一步程序流程图 (14)参考文献 (15)1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。

目录第一章 CNC二维工作平台的总体结构特点 (1)1.1 CNC工作台的结构类型及设计 (1)1.2 拟定合理的传动方案 (3)1.3 控制电机的介绍 (3)1.4 伺服系统 (4)1.5 联轴器的选择 (4)第二章螺旋传动结构设计及电机型号的具体选择 (6)2.1 滚珠丝杠螺母机构介绍 (6)2.2 丝杠螺母副设计及电机选择 (7)第三章轴承的类型及其支撑方式设计 (11)3.1 轴承的类型介绍和具体选择 (11)3.2 确定轴承的尺寸 (11)3.3 对于轴承进行强度校核 (12)3.4 选择轴承的润滑方式 (13)第四章导轨的设计 (14)4.1 导轨的类型概述和选择 (14)4.2 导轨的设计 (15)4.3 导轨的刚度校核 (15)第五章其他技术说明 (16)5.1 装配、拆装、安装的注意事项及工作环境要求 (16)参考文献 (17)第一章 CNC二维工作平台的总体结构特点CNC二维工作平台的总体设计是对此机器的总体布局和全局的安排以及简单零件设计。

总体设计的合理与否对设计有重要意义，也将影响机器的尺寸大小、性能、功能以及设计质量。

1.1 CNC工作台的结构类型及设计1.1.1 CNC二维工作平台的组成、结构、特性（一）CNC工作平台的主要组成。

CNC二维工作台主要是由工作台滑板（滑块）、直线移动导轨、螺旋传动（丝杠）机构、驱动电机、控制装置、位移检测器、和机体（机座）组成。

（二）CNC工作平台的结构。

CNC工作平台的结构有两种分类方法：（1）按电机与机座、工作台滑板的相对位置分为三种：1.驱动电机与X方向（或Y方向）工作台滑板连成一体。

这种形式简单，但造成低层驱动重量大，电机振动会影响工作台的精度，它适用于低速传动。

2.下层电机不与工作台连成一体，而是装在机座上，上层电动机则与工作台滑板连在一起。

这种形式结构复杂，但是减少了下层电机的驱动重量，适用于中、高速传动，应用较广。

3.将全部电机放在机座上，电机通过一套较长的传动装置驱动工作台移动，这样的结构虽然减轻了下层工作台的承载重量和电机振动的影响，但却影响了传动系统的刚度和运动速度的提高。

机电一体化系统设计课程设计说明书设计题目: CNC二维工作平台设计专业: 机械电子工程班级:学号:姓名:指导教师:二〇一三年十二月CNC二维工作平面设计摘要在本次设计中，我采用常规分离式主传动设计，机床主传动采用液压操纵机构，可实现十八级转速。

机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理，传动比稳定，运转噪音低。

机床主轴为二支撑结构，前支撑采用C级高精度轴承，润滑油润滑，提高了回转精度，使机床主轴具有良好的精度和刚性。

机床采用单片式电磁刹车离合器，解决主轴的刹车及离合问题，离合器安装于主轴箱带轮处，使床头箱内结构大为简化，便于维修。

机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式，在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板，滑动磨擦系数非常小，有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。

机床采用立式四工位刀架，该刀架布刀方便，刚性好。

进给方面，采用开环数控系统，即步进电机数控进给方式。

采用步进电机开环数控系统已基本能满足进给精度的要求。

主传动由于采用了分离传动发案，可较好的隔离电机及变速箱的震动，解决了热变形对主轴的影响，提高机床的加工精度。

再者，数控系统采用单片机技术，可靠性高，成本低，经济性好。

在总体性能上可以达到经济精密数控机床之列，达到较好的性价比。

该机床可以加工各种轴类、盘类零件，可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。

作为通用型机床，特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业，对旋转体类零件进行高效、大批量、高精度加工时采用。

机床采用机、电、液一体化结构，整体布局紧凑合理，便于维修和保养，外形符合人机工程学的原理，宜人性好，便于操作。

关键词： CNC ；CJ6132 ；分离传动；步进电机目录任务分配 (1)第1章绪论 (2)1.1 设计背景 (2)1.2 系统总体方案设计概述 (2)第2章方案设计 (3)2.1 性能要求 (3)2.2 设计思路 (3)2.3 尺寸设计 (3)第3章机械结构设计（传动系统设计） (4)3.1 床身 (4)3.2 床头箱结构 (4)3.3 进给系统 (4)3.4 刀架 (4)3.5 尾座采用手动尾座 (4)3.6 冷却系统 (4)3.7 卡盘 (4)3.8 电气系统 (5)3.9 安全保护 (5)第4章CNC二维平台的控制电路的设计（硬件系统的设计） (6)4.1 主要参数的确定 (6)4.2 传动系统图拟定 (6)4.3 电机选择 (6)4.4 进给系统计算 (7)第5章数控系统设计 (9)5.1 单片机系统控制设计的基本要求 (9)5.2 数字控制系统框图 (9)5.3 数控系统的硬件特点 (9)5.4 控制系统图及芯片的选择 (10)5.4.1 系统的选用 (10)5.4.2 系统的扩展 (10)5.4.3 标准型数控系统 (11)5.4.4 MCS-51系列（三总线结构） (13)5.4.5 振荡器和时钟电路 (13)5.5 存储器及系统扩展设计。

数控的工作台课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解数控工作台的基本概念和分类，掌握其结构组成及功能。

2. 学生能够掌握数控工作台的运动原理和坐标系统，了解其在数控加工中的应用。

3. 学生能够了解数控工作台的编程方法，学会编写简单的数控程序。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决数控工作台在加工过程中出现的问题。

2. 学生能够独立操作数控工作台，完成简单的加工任务。

3. 学生能够运用数控编程软件，进行数控工作台的模拟操作。

情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱机械制造专业，增强对数控技术及其应用的兴趣。

2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高安全意识和质量意识。

3. 培养学生团队协作精神，学会与他人共同分析和解决问题。

本课程针对高年级学生，结合数控技术专业特点，注重理论与实践相结合。

在教学过程中，教师应关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，提高学生的实践操作能力。

通过本课程的学习，使学生能够掌握数控工作台的基本知识和技能，为后续专业课程学习和未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 数控工作台基础知识：- 工作台的分类、结构组成及功能- 工作台的运动原理和坐标系统- 工作台在数控加工中的应用教学内容安排：第1章第1节至第1节。

2. 数控工作台编程与操作：- 数控工作台的编程方法- 编写简单的数控程序- 数控工作台的模拟操作教学内容安排：第2章第1节至第2节。

3. 数控工作台应用实例：- 分析并解决数控工作台加工过程中出现的问题- 独立操作数控工作台完成加工任务- 数控工作台加工质量的控制教学内容安排：第3章第1节至第3节。

在教学过程中，教师应按照教学大纲，有序安排教学内容，注重理论与实践相结合。

同时，结合实例进行教学，使学生更好地理解和掌握数控工作台的相关知识。

通过本章节的学习，学生能够具备数控工作台的基本操作和编程能力，为实际应用打下基础。

机电一体化系统课程设计X-Y数控工作台设计说明书：称学校名：班级学号：名生学姓：班级2016 4月年1 / 21一、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2 / 21二、机械系统设计、工作台外形尺寸及重量估算2.1向拖板（上拖板）尺寸：X??50 ×145×160 长宽高体积×材料比重估算重量：按重量=2??3901010??7.8??145?16050?N04551?6?01Y向拖板（下拖板）尺寸：重量：约90N。

机电一体化系统设计X Y数控工作台设计大纲 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020《机电一体化系统设计》课程设计大纲设计题目：X-Y数控工作台设计说明书一、课程设计的目的：《机电一体化系统设计》课程设计是大学生在完成《机电一体化系统设计》等专业课学习后,进行综合性实践性教学环节，总的目的是在老师的指导下,使学生通过课程设计,对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查复习和提高,并运用所学理论,通过调研,设计一个机电控制方面的课题,受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力,具体有以下几点：1、通过检索查阅运用有关手册、标准及参考资料，培养起学生检索查阅资料、使用资料的方法和能力。

2、通过回顾查阅课程理论知识、运用所学的基础课,专业技术课和专业课知识，培养学生根据实际问题正确设计总体方案, 分析具体问题、进行工程设计的能力。

一、题目要求：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。

三、设计内容及安排：1、熟悉任务，查阅资料。

2、进行X-Y工作台设计计算。

3、画出X-Y工作台装配图。

4、画出硬件电路图。

5、整理设计说明书，答辩。

四、要求：1:上述工作要求扎扎实实完成,绝不走过场。

2:培养独立思考,独立动手,独立查阅资料,严谨治学,一丝不苟的工作作风,培养会检索查阅资料,使用资料的能力,严禁抄悉,不求甚解。

综合课程设计说明书（第11组）重庆交通大学机电与汽车工程学院目录一、课程设计的题目及要求 (2)（一）题目 (2)（二）要求： (2)二、总体方案的确定 (2)三、机械部分的设计和计算 (3)1、工作台的初步设计： (3)2、滚动导轨的参数确定： (5)3、滚珠丝杆计算、选择。

(6)4、步进电机的选择 (8)5、齿轮计算、设计 (10)6、步进电机等效负载计算 (11)四、机床数控系统硬件电路设计 (12)1、确定硬件电路总体方案: (12)2、主控制器CPU的选择： (12)3、I/O口扩展电路设计: (12)4、键盘、显示接口电路: (13)5、步进电机驱动电路 (13)6、其它辅助电路设计 (15)五、系统控制软件的设计 (16)1、系统控制软件的主要内容 (17)2、程序设计技术 (17)3、步进电机控制子程序的设计 (17)4、汇编语言程序设计 (19)六、课程设计的心得和体会 (21)七、参考资料 (22)一、课程设计的题目及要求（一）题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。

已知条件：定位精度：±0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h，中等冲击，各题目的有效行程、快速进给速度和工作载荷见下表：（二）要求：1.课程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许相互抄袭；2.认真阅读《课程设计指导书》，明确题目及具体要求；3.认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准；4.大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案；5.机械部分和驱动部分设计思路清晰，计算结果正确，选型合理；6.微机控制系统方案可行，硬件选择合理，软件框图正确；7.手工或电脑绘制机械系统装配图一张（A1），控制系统电气原理一张（A1），图纸符合国家标准，布图合理，内容完整表达清晰；8.课程设计说明书一份（不少于5000字），包括：目录，题目及要求，总体方案的确定，机械系统设计，控制系统设计，参考文献等。