《数控系统课程设计》——设计计算说明书

广西工学院机械工程系

《机电一体化系统设计》

课程设计说明书

设计题目： 钻床改装用数控XY工作台设计（190*210mm 2）（C）

班 级： 机电071班

姓 名: 启静

指导教师： 梁蔓安

教研室主任： ______________________________________________

设计要求：

设计要求包含以下几个部分：

1、 数控XY工作台机械部分的设计计算

2、 数控XY工作台机械部分装配图设计（A1）

3、 基于运动控制卡的控制系统硬件系统设计图（附在说明书中）

4、编写设计说明书（不少于18页）

广西工学院

机电一体化教研室

2011-1-11

《机电一体化系统设计》课程设计指导

一、 设计目的

通过本次设计， 使学生全面地、 系统地了解和掌握机电一体化技 术的基本容和基本知识， 初步掌握机电一体化系统设计方法， 并能学 会运用手册、标准等技术资料。同时培养学生的创新意识、工程意识 和动手能力。

二、 设计容

题目：钻床改装用数控 XY 工作台设计

1 、 设计一套简易数控 XY 工作台，固定在某个钻床的工作台 上， XY

工作台的位置控制采用步进电机数控系统，通过上述 方案将该普通钻床改装成简易的经济型数控钻床。

2 、 设计要求：

改造后的钻床能够加工的最大面积为： A*B mm 2 的工件，最 大工件重量： 150kg. 数控 XY 工作台要求孔的定位精度在 +/-0.02mm ，工作台快进速度为 2m/min, 加减速时间为 0.2

秒。

三、机械部分改装设计计算

1、初步确定工作台的尺寸及其重量

根据设计要求，所取的能够加工的最大面积为 190 210mm2 ，最大 工件的重量为 150kg 。因此我初定工作台的 230 230 20mm3 。工作台的 材料为 45号钢，其密度为 7.8 103 kg / m3 。（取 g 10N / kg ）因此：

数控原理与系统课程设计

课题名称： 逐点比较法顺圆弧插补

专 业：

班 级：

姓 名：

指 导 老 师：

数控原理与系统课程设计说明书

班级 姓名 学号

一、 课程设计的目的

1） 了解连续轨迹控制数控系统的组成原理。

2) 掌握逐点比较法插补的基本原理。

3）掌握逐点比较法插补的软件实现方法。

二、课程设计的任务

逐点比较法插补是最简单的脉冲增量式插补算法之一，其过程清晰，速度平

稳，但一般只用于一个平面内两个坐标轴的插补运算。其基本原理是在刀具按要

求轨迹运动加工零件轮廓的过程中，不断比较刀具与被加工零件轮廓之间的相对

位置，并根据比较结果决定下一步的进

给方向，使刀具向减小偏差的方向进给，

且只有一个方向的进给。也就是说，逐

点比较法每一步均要比较加工点瞬时坐

标与规定零件轮廓之间的距离，依此决

定下一步的走向。如果加工点走到轮廓

外面去了，则下一步要朝着轮廓内部走；

如果加工点处在轮廓的内部，则

下一步要向轮廓外面走，以缩小偏差，

这样周而复始，直至全部结束，从而获

得一个非常接近于数控加工程序规定轮

廓的轨迹。逐点比较法插补过程中的每

进给一步都要经过偏差判别、坐标进给、偏差计算和终点判别四个节拍的处理，

其工作流程图如图所示。

本次课程设计具体要求如下：

1）逐点比较法基本原理

2）逐点比较法插补软件流程图

3）算法描述（逐点比较法算法在VB中的具体实现）

4）编写算法程序清单

5）软件运行仿真效果

三、课程设计报告要求

课程设计

2 1.按课程设计任务5点要求为标题，编写课程设计报告，最后加一点：此

次课程设计小结（包括设计过程中所碰到的问题、解决办法以及有关设

计体会等）

2.字数在3000字左右

3.仿真软件一份

四、学生分组

序号 设计内容 第一组1

1 逐点比较法直线插补

2 数字积分法直线插补

3 逐点比较法顺圆弧插补

4 逐点比较法逆圆弧插补

5 数字积分法顺圆弧插补

6 数字积分法逆圆弧插补

课程设计

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

数控车床XY轴⼯作台和⾃动控制系统设计

(此⽂档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)

⽬录

第⼀章前⾔ (3)

第⼆章课程设计的⽬的、意义及要求 (4)

第⼀节课程设计的⽬的、意义 (4)

第⼆节课程设计的要求 (4)

第三章课程设计的内容 (5)

第⼀节课程设计题⽬ (5)

第⼆节课程设计的内容 (5)

第四章数控系统总体⽅案的确定 (6)

第五章机械部分设计 (8)

第⼀节确定系统脉冲当量 (8)

第⼆节⼯作台外形尺⼨及重量初步估算 (8)

第三节滚动导轨副的计算、选择 (9)

第四节滚珠丝杠计算、选择 (10)

第五节齿轮计算、设计 (13)

第六节步进电机惯性负载的计算 (14)

第七节步进电机的计算选择 (15)

第六章机床数控系统硬件电路设计 (18)

第⼀节设计内容 (18)

第⼆节设计步骤 (18)

第三节机床数控系统硬件电路设计 (23)

第七章系统控制软件设计 (24)

第⼋章致谢 (27)

第九章参考⽂献 (28)

第⼀章前⾔

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。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程⼯业的渗透，从⽽使机械⼯业的技术结构、产品、功能与构成、⽣产⽅式及管理体系发⽣了巨⼤的变化，⼯业⽣产已由“机械电⽓化”迈出了“机电⼀体化”时代的发展阶段。

机电⼀体化是指从系统的观点出发，综合运⽤机械技术、微电⼦技术、⾃动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电⼒电⼦技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能⽬标和优化组织⽬标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、⾼质量、⾼可靠性、低能耗的意义上实现特定功能的价值，并使整个系统最优化的系统⼯程技术。由此⽽产⽣的功能系统则成为⼀个机电⼀体化系统或机电⼀体化产品。

⼀个较完整的机电⼀体化系统应该包括以下⼏个要素：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。新⼀代的数控系统这类典型的机电⼀体化产品正朝着⾼性能、智能化、系统化以及轻量、微型化⽅向发展第⼆章课程设计的⽬的、意义及要求