x-y数控工作台系统设计

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

山东科技大学毕业设计

毕业设计

工作台设计说明书

学校名称： 山东科技大学

设计队员：

指导老师：

二〇一四年三月

山东科技大学毕业设计

一、总体方案设计

（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

○1导轨

方案一:滚珠导轨

方案二:滑动导轨

○2传动副

方案一:滚珠丝杠

方案二:同步带

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。

1.1 设计任务

设计一个SMT贴装机机械手系统运动平台。该平台可用于实现SMT贴装机的定位.

自定设计参数如下：重复定位精度为±0.01mm，定位精度为0.025mm。负载重量G=150N；平台尺寸C×B×H＝mm×mm×mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝mm×mm×mm；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 山东科技大学毕业设计

1

论 文（设 计）任 务 书

课程编号 课程名称 专业课课程设计（机电、数控） 周数

实施地点 班级 人数

起止时间 形式 √集中 □分散 指导教师

论文

（设计）

进度

安排 1．方案论证----------------------2天

2．机械部分设计------------------5天

3．电气部分设计------------------3天

4．软件设计----------------------2天

5．编写说明书--------------------2天

6．准备答辩及答辩----------------1天 2

论文

（设计）

内容 任务是：设计一个数控X-Y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。具体参数如下：

系统分辨率为0.01mm，最大铣刀直径Φ= 16 mm, 最大铣削宽度ae = 5 mm,

最大铣削深度ap,= 2 mm，加工材料为碳钢，工作台加工范围 200 mm×150 mm，最大移动速度为3m/min，制系统为单片机控制系统。

设计的内容包括：

1．总体方案的确定

1）确定系统组成方案（组成框图、功能、机械传动系统简图、主要设计参数，及方案分析、比较、说明）。

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、质量、转动惯量的估算；3）传动部件、导向部件的设计、计算和选用；4）步进电动机计算、选用；5）绘制机械结构装配图。

3．数控系统的设计

1）确定数控装置方案（组成框图、功能、主要设计参数，及方案分析、比较、说明）。2）电气控制原理图设计（CPU、存储器、I/O接口电路及伺服驱动电路）。3）系统控制软件的结构设计（控制流程图）和部分功能控制软件设计（汇编程序及流程图）。

4．编写设计说明书

要求

(包括纪律要求和报告书要求) 1．图纸要求

1）机械结构装配图，A0图纸一张。要求视图基本完整、符合标准。其中至少有一个坐标轴的完整剖视图。

XY数控工作台设计说明书范文[1] 1 / 11 适用标准文案

1、整体方案设计

设计任务

课程设计任务：设计两轴联动的数控 X-Y 运动平台，达成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程，依据实验条件进行调试，达成整个开发系统。

主要参数见下表：

系列型号 行程 台面尺寸 底座外形尺寸 最大 负载 XY最大 重复定 定位

X Y C B H C1 B1 H1 长度 重量 挪动速 位 精度

L N 度

HXY-4025 400 250 240 254 15 650 500 184 778 500 1M/分 ±

整体方案确立

方案确立思想

方案一：

机械部分

传动：滚珠丝杠螺母副

支撑：双推 - 双推式 滑动导轨

控制部分

控制器件：单片机

控制方式：开环控制

伺服电机：步进电动机

长处：

采纳滚珠丝杠螺母副， 可实现旋转运动与直线运动互相变换， 在拥有螺旋槽的丝杠螺母中装有滚珠作为中间传动元件， 以减少摩擦。 长处是摩擦系数小， 传动效率高，敏捷度高，传动安稳，不易产生滑行，传动精度和定位精度高；磨损

小，使用寿命长，精度保持性好。双推式支撑实现高精度传动，采纳单片机控制

步进电动机，响应迅速而正确。

弊端：

滚珠丝杠螺母副的不足在于制造工艺复杂， 成本高，不可以自锁，故需附带制动装置。开环控制精度比较低。 方案二：

机械部分

传动：同步带传动

支撑：滑动导轨

控制部分

控制器件：单片机

控制方式：开环控制

伺服电机：直流无刷电机

长处：

文档大全 XY数控工作台设计说明书范文[1] 2 / 11 适用标准文案

同步带传动无相对滑动，传动比正确，传动精度高，齿形带的强度高，厚度小、重量轻，故可用于高速传动；传动比恒定，同步带无需特别涨紧，因此作用

于轴和轴承等上的载荷小， 传动效率高。单片机控制直流无刷电机， 空载电流小，