经济型数控机床工作台课程设计 (2)1

简易数控XY工作台机电系统的设计课程设课程设计任务书丁宇宁江西冶金职业技术学院机电工程系二0一一年十月目录1课程设置目的、课程设计要求及注意事项……………………1.1课程设置目的……………………………………………………1.2课程设计要求……………………………………………………1.3课程设计注意事项………………………………………………2课程设计题目……………………………………………………2.1课程设计题目……………………………………………………2.2 设计参数内容及要求……………………………………………2.3 提交材料…………………………………………………………3课程设计说明书要求……………………………………………4设计运算说明书封面……………………………………………5考核方式…………………………………………………………6参考资料…………………………………………………………1 课程设置目的、课程设计要求及注意事项1.1 课程设置目的《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忆检查复习和提高,并运用所学理论,通过调研,设计一个机电操纵方面的课题,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）通过回忆查阅课程理论知识、运用所学的基础课,专业技术课和专业课知识，培养学生依照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。

课程设计将机电专业课程的相关内容有机结合起来，学生受到完整的设计训练过程，使学生把握机电工程设计的差不多方法，提高其分析和解决实际工程问题的能力，培养学生的整体观念，并将整个课程内容有机而系统地结合起来。

目录1机床课程设计的目的-----------------------------------22纵向进给系统的设计计算-------------------------------22.1设计参数-------------------------------------------22.2工作过程分析---------------------------------------32.3丝杠螺母静态设计-----------------------------------32.4丝杠螺母动态设计-----------------------------------52.5变速机构设计---------------------------------------72.6电机的静态设计-------------------------------------93进给系统的结构设计----------------------------------113.1滚珠丝杠螺母副的设计 -----------------------------11 3.2确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号------------12 归纳总结与体会-------------------------------------------13参考文献---------------------------------------------141数控技术课程设计的目的通过本课程设计的训练，使学生在完成数控机床及金属切削机床的结构课程学习之后，让学生能够运用所学的知识，独立完成数控机床传动系统的设计，从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的分析、设计能力，同时巩固《金属切削机床》课程的部分知识。

1.运用所学理论及知识，进行数控机床部分机械结构设计，培养学生综合设计能力；2.掌握数控机床传动系统的设计方法和步骤；3.掌握设计的基本技能，具备查阅和运用规范、手册、图册等有关技术资料的能力；4.基本掌握编写技术文件的能力。

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。

数控机床课程设计一、课程设计背景数控机床是近代高新技术产品，作为机械制造行业中的重要产业，正不断推动着制造业向智能化和数字化方向发展。

在当今制造业大环境下，数控机床技术的应用越来越广泛，但是在新产品研发和机床应用领域，缺乏高素质的数控机床设计人才。

因此，针对数控机床行业的迫切需求，本次课程设计旨在对数控机床进行深入研究，以掌握数控机床电气控制系统和数控加工技术应用，培养应用型、技能型和创新型人才。

二、课程设计任务本次课程设计的任务是基于数控机床的控制原理，设计并制作数控机床实物和控制系统，并进行编程和调试实现加工。

任务一、理论研究1.学习数控机床的基本知识，包括数控系统结构、编程方式、各个模块的基本作用等。

2.学习数控机床电气控制系统，包括数控主轴驱动、进给伺服系统、操作面板、电气传动等。

3.学习相关的数学知识，如三角函数、向量等。

4.学习数控加工工艺，包括数控加工的设备与工具、数控加工工艺的特点和优点等。

任务二、设计制作数控机床实物1.完成数控机床实物的设计和制作，包括机床床身、主轴、进给轴等零部件的加工以及装配工作。

2.确保机床实物的精度达到要求，并满足数控编程的要求。

任务三、编写数控程序1.了解数控编程的规定、格式和命令。

2.根据设计要求，编写数控加工程序。

3.针对加工程序进行调试，确保加工精度的要求。

任务四、完成加工1.根据编写的加工程序进行加工工作。

2.对加工后的成品质量进行评估分析。

三、课程设计要求1.实物设计制作和程序编写采用SolidWorks软件。

2.机床床身、主轴、进给轴等零部件尺寸要符合设计要求，确保加工精度达到要求。

3.编写的数控加工程序要求规范、准确。

4.试加工的产品质量要达到设计要求。

四、课程设计参考书目1.《数控装备工艺实用技能教程》刘军著高等教育出版社2.《CNC加工技术及其应用》管强著机械工业出版社3.《数控机床加工技术》俞方著科学出版社五、课程设计总结本次课程设计通过数控机床实物的设计、制作、编写加工程序和试加工等环节，全面而深入地让学生掌握了数控机床控制原理的基本知识和应用技能。

机床数控技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机床数控技术的基本概念，掌握数控机床的组成及工作原理；2. 掌握数控编程的基本方法，能够阅读并理解数控加工程序；3. 了解数控机床的安全操作规程，熟悉数控机床的维护与保养知识。

技能目标：1. 能够运用数控编程软件进行简单零件的编程与加工；2. 学会使用数控机床进行实际操作，具备独立完成简单零件加工的能力；3. 能够分析和解决数控加工过程中出现的问题，进行基本的故障排查。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机床数控技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的团队合作意识，培养其沟通与协作能力；3. 引导学生认识到机床数控技术在现代制造业中的重要性，树立正确的职业观念。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握机床数控技术基本知识的基础上，培养其实践操作能力和问题解决能力，同时注重培养学生的情感态度价值观，使其成为适应现代制造业发展需要的高素质技能型人才。

通过本课程的学习，学生将能够达到以上所述具体学习成果，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 数控机床基础- 章节一：机床数控技术概述- 数控机床的定义与发展- 数控机床的组成与分类- 数控机床的工作原理- 章节二：数控编程基础- 数控编程的基本概念- 数控编程的坐标系- 数控编程的指令系统2. 数控机床操作与编程实践- 章节三：数控机床操作- 数控机床的安全操作规程- 数控机床的操作面板- 数控机床的启停与运行- 章节四：数控编程软件应用- 编程软件的操作界面与功能- 简单零件的编程实例- 编程与加工过程的模拟3. 数控机床维护与故障排查- 章节五：数控机床的维护与保养- 数控机床的日常维护- 数控机床的定期保养- 常用维护工具与设备- 章节六：故障分析与排除- 数控机床常见故障类型- 故障分析与排除方法- 实例分析与实践操作教学内容安排和进度根据教学大纲进行，确保学生能够逐步掌握机床数控技术相关知识，并通过实践操作培养实际操作能力。

机床数控技术》课程设计说明书班级：学号：姓名指导教师：时间：2012年 1 月一、课设任务DL2:用DDA法插补第二象限直线。

PA32:用逐点比较法插补第三到第二象限顺圆弧。

二、课设要求1、具有数据输入界面，有起点、终点、半径及插补步长等；2、具有单步插补过程的动态显示功能；3、插补的步长可调；三、编程语言Visual Basic6.0四、功能说明本程序用DDA法插补第二象限的直线，用逐点比较法插补第三到第二象限顺圆弧，可进行连续插补或单步插补。

1、直线插补：用DDA法实现第二象限任意直线的插补，需要输入起点、终点坐标、步长及寄存器位数。

2、圆弧插补：用逐点比较法实现第三二象限的顺圆弧段的插补，需要输入起点、终点坐标、半径和步长。

3、插补步长可调。

4、可以单步执行所有插补动作，单击一次按钮执行一次插补。

五、程序界面及运行结果5.1 DDA法插补第二象限直线（1）DDA法插补第二象限直线运行界面(2) DDA®补第二象限直线运行结果5.2逐点比较法插补二三象限顺圆弧(1)逐点比较法插补二三象限顺圆弧运行界面(2)逐点比较法插补二三象限顺圆弧运行结果六、流程图设计、变量介绍及源程序6.1DDA法插补第二象限直线6.1.1 DDA法插补第二象限直线的流程图:初始化xe ^ Xe, ye宀Ye累计次数m~ M,工Xe ,S Ye清零6.1.2插补直线程序变量介绍s：中间变量m：中间变量i :中间变量i1:中间变量x1 ：起点横坐标工Xe—X Xe+Xe工Ye—X Ye+Ye-X向走,L:步长n寄存器位数j :中间变量j1：中间变量x2:终点横坐标N工Ye有溢出吗?N工Xe有溢出吗？-Y-Y向走M J m —1M=0吗？结束图6-1DDA法插补第二象限直线的程序流程图y1 :起点纵坐标flag：中间变量ye：终点与起点的纵坐标差值jvy：Y 积分器（存ye）jry: 丫积分器（存刀ye）6.1.3 插补直线程序介绍y2:终点纵坐标xe：终点与起点的横坐标差值jvx：X 积分器（存xe）jrx : 丫积分器（存刀xe）Dims,L,m,n,i,j,i1,j1,x1,x2,y1,y2,flag,xe,ye,jvx,jvy,jrx,jry,snAsSingle'**************** 定义全局变量PrivateSubCommand2_Click() '**************************** 画直线If Is Numeric(Text1.Text) And Val(Text1.Text)>0ThenL=Val(Text1.Text)Else Msg Box"步长输入有误"End IfIf Is Numeric(Text2.Text)Thenx1=Val(Text2.Text)ElseMsg Box"起始点的X坐标有误，请更正"End IfIf Is Numeric(Text3.Text)Theny1=Val(Text3.Text)ElseMsg Box"起始点的丫坐标有误，请更正"End IfIf Is Numeric(Text4.Text)Thenx2=Val(Text4.Text)ElseMsg Box"终止点的X坐标有误，请更正"End IfIf Is Numeric(Text5.Text)Theny2=Val(Text5.Text)ElseMsg Box"终止点的丫坐标有误，请更正"End IfIf Is Numeric(Text15.Text) And Val(Text15.Text)>0Then n=Val(Text15.Text) ElseMsg Box" 寄存器位数有误，请更正"End IfCallzuobiao1Picture1.Line(x1,y1)-(x2,y2),QB Color(6)m=2A ns=CInt(m/L)xe=x2-x1ye=y2-y1jvx=Abs(xe)jvy=Abs(ye)i=0j=0i1=0j1=0flag=0End SubPrivateSubCommand3_Click()'**********************连续DDA 直线插补Fork=1TosStep1 jrx=jrx+jvx jry=jry+jvyIf jrx>=m ThenIfx2>x1Theni1=i+LElsei1=i-LEnd Ifflag=1jrx=jrx-mEnd IfIf jry>=m ThenIfy2>y1Thenj1=j+LElsej1=j-LEnd Ifflag=1jry=jry-mEnd IfIf flag=1ThenForm1.Picture1.Line(i+x1,j+y1)-(i1+x1,j1+y1),QBColor(1)flag=0i=i1j=j1End IfNext kMsg Box "DDA 直线插补连续插补已完成！"End SubPrivateSubCommand4_Click()'*********************** 单步DDA 直线插补Do While(s>0 And jrx<m And jry<m)jrx=jrx+jvxjry=jry+jvys=s-1LoopIf jrx>=m ThenIfx2>x1Theni1=i+LElsei1=i-LEnd Ifflag=1jrx=jrx-mEnd IfIf jry>=m ThenIfy2>y1Then j1=j+LElsej1=j-LEnd Ifflag=1 jry=jry-m End IfIf flag=1ThenForm1.Picture1.Line(i+x1,j+y1)-(i1+x1,j1+y1),QB Color(4) flag=0i=i1j=j1End IfText6.Text=CInt(i1+x1)Text7.Text=CInt(j1+y1)Ifs<=0ThenMsg Box "DDA 直线插补单步插补已完成！"End IfEnd SubPublicSubzuobiao1() '************************DDA直线插补坐标系If Abs(x1)>Abs(x2)Thenxi=x1Elsexi=x2End IfIfAbs(y1)>Abs(y2)Thenyi=y1Elseyi=y2End IfPicture1.Scale(-2.1*Abs(xi),2.1*Abs(yi))-(2.1*Abs(xi),-2.1*Abs(yi))>**********************确定坐标原点Picture1.Line(-2*Abs(xi),0)-(2*Abs(xi),0)'****************Picture1.Print"X"确定x 轴Picture1.Line(0,-2*Abs(yi))-(0,2*Abs(yi))'****************Picture1.Print"Y"确定y 轴Picture1.CurrentX=0.04*((Abs(xi)+Abs(yi)))Picture1.CurrentY=-0.04*((Abs(xi)+Abs(yi)))Picture1.Print"O"End SubPrivateSubCommand8_Click()'***********************Form1.Picture1.Cls清除坐标系和图线End SubForm4.ShowEnd SubPrivateSubCommand9_Click()'***************************Form3.Show显示退出窗口Private Subclear_Click()Form1.Picture1.ClsEnd SubPrivate Subindication_Click()'****************************Form2.ShowEnd Sub显示说明内容Private Subover_Click() Form3.ShowEnd SubPrivate Subabout_Click() f****************************f****************************显示退出窗口显示关于内容End Sub>***************************清除坐标系和图线cl ：中间变量di :中间变量6.2逐点比较法插补第三象限到第二象限的顺圆弧621逐点比较法插补第三象限到第二象限的顺圆弧的流程图:6.2.2插补直线程序变量介绍 X0 :圆心横坐标 CX1 :插补点横坐标 CX2:插补点横坐标 CX11 :起点横坐标 CX22 :终点横坐标 ci ：步长 al：中间变量Y0 :圆心纵坐标 CY1 :插补点纵坐标 CY2 :插补点纵坐标 CY11 :起点纵坐标 CY22 :终点纵坐标 R :半径 bl :中间变量el：中间变量I：中间变量J：中间变量6.2.3插补直线程序介绍DimX0,Y0,CX1,CY1,CX2,CY2,CX11,CY11,CX22,CY22,ci,R,a1,b1,c1,d1,e1,I,J AsSingle Const Pi=3.1415926PrivateSubCommand1_Click() '**************************** 连续插补d1=1/2*(CX22A2+CY22A2-CX11A2-CY11A2)/(CY22-CY11)e1=(CX11-CX22)/(CY22-CY11)a1=1+e1A2b1=2*d1*e1-2*CX11-2*CY11*e1c1=CX11A2+CY11A2+d1A2-2*d1*CY11-RA2X0=(-b1+Sqr(b1A2-4*a1*c1))/(2*a1) '********************** 圆心坐标Y0=d1+e1*X0If CX1<>X0 And CX2<>X0Theno=Atn((CY1-Y0)/(CX1-X0))+Pio1=Atn((CY2-Y0)/(CX2-X0))+PiPicture2.Circle(X0,Y0),R,vbRed,o1,oElsePicture2.Circle(X0,Y0),R,vbRed,2/Pi,3*Pi/2 '*************** 画圆弧End Ifagain:If CY1<Y0 ThenIf (CX1-X0)A2+(CY1-Y0)A2<=RA2 ThenPicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1-ci,CY1),vb GreenCX1=CX1-ciElsePicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1,CY1+ci),vb GreenCY1=CY1+ciEnd IfElseIf(CX1-X0)A2+(CY1-Y0)A2<=RA2ThenPicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1,CY1+ci),vb GreenCY1=CY1+ciElsePicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1+ci,CY1),vb GreenCX1=CX1+ciEnd IfEnd Iflf(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2F2>(CX1-CX2+ci)A2+(CY1-CY2F2Or(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2)A2>(CX1-CX2-ci)A2+(CY1-CY2F2Or(CX1-CX2F2+(CY1-CY2 )A2>(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2+ci)A2Or(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2)A2>(CX1-CX 2)A2+(CY1-CY2-ci)A2The nGo To againElseEnd lfEnd SubPrivateSubCommand2_Click() '**************************** 单步插补d1=1/2*(CX22A2+CY22A2-CX11A2-CY11A2)/(CY22-CY11)e1=(CX11-CX22)/(CY22-CY11)a1=1+e1A2b1=2*d1*e1-2*CX11-2*CY11*e1c1=CX11A2+CY11A2+d1A2-2*d1*CY11-RA2X0=(-b1+Sqr(b1A2-4*a1*c1))/(2*a1)Y0=d1+e1*X0lf CX1<>X0 And CX2<>X0 Theno=Atn((CY1-Y0)/(CX1-X0))+Pi *************atn() 为指定值的反正切值o1=Atn((CY2-Y0)/(CX2-X0))+PiPicture2.Circle(X0,Y0),R,vbRed,o1,oElsePicture2.Circle(X0,Y0),R,vbRed,2/Pi,3*Pi/2End lflf(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2)A2>(CX1-CX2+ci)A2+(CY1-CY2)A2Or(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2)A2>(CX1-CX2-ci)A2+(CY1-CY2)A2Or(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2 )A2>(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2+ci)A2Or(CX1-CX2)A2+(CY1-CY2)A2>(CX1-CX 2)A2+(CY1-CY2-ci)A2ThenElseGo To coverEnd IfIfCY1<Y0Thenlf(CX1-X0F2+(CY1-Y0F2v=RA2The nPicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1-ci,CY1),vb Green CX1=CX1-ciElsePicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1,CY1+ci),vb Green CY1=CY1+ciEnd lfElseIf(CX1-X0)A2+(CY1-Y0)A2<=R A2The nPicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1,CY1+ci),vb Green CY1=CY1+ciElsePicture2.Line(CX1,CY1)-(CX1+ci,CY1),vb Green CX1=CX1+ciEnd IfEnd Ifcover:End SubPrivateSubCommand3_Click() '********************** Text7.Text=""Text8.Text=""Text9.Text=""Text10.Text=""Text13.Text=""Text14.Text=""Picture2.ClsEnd SubPrivateSubCommand4_Click()'************************** EndEnd Sub 清除坐标系和图线显示退出窗口PrivateSubCommand5_Click()'**************逐点比较法插补坐标系绘制Picture2.ScaleMode=6 Picture2.Scale(-11,11)-(11,-11) Picture2.Line(10.5,0)-(-10.5,0)Picture2.Line(10.3,0.2)-(10.5,0) Picture2.Line(10.3,-0.2)-(10.5,0)Picture2.Line(0,10.5)-(0,-10.5)Picture2.Line(-0.2,10.3)-(0,10.5) Picture2.Line(0.2,10.3)-(0,10.5)End SubPrivate Sub Form_Load()I=0J=0End SubPrivateSubText13_Change() R=Val(Text13.Text)End SubPrivateSubText14_Change() ci=Val(Text14.Text)End Sub PrivateSubText7_Change() CX1=Val(Text7.Text) CX11=CX1End Sub PrivateSubText8_Change() CY1=Val(Text8.Text) CY11=CY1End Sub PrivateSubText9_Change() CX2=Val(Text9.Text)CX22=CX2End SubPrivateSubText10_Change()CY2=Val(Text10.Text)CY22=CY2End Sub七、课设中遇到的问题及解决办法1、在进行单步插补时出现问题，单步插补出不来？定义的变量应为全局变量，通过按钮来实现单步操作。

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。

专业课课程设计设计说明书设计题目：数控X-Y工作台设计学生: 洪炎丰学号：200611411208班级：机制1062指导教师：张健、李伟洪广东海洋大学工程学院机械系2010年2 月28 日序言 (3)摘要 (4)设计目的 (4)设计要求 (4)总体方案设计 (5)机械系统设计计算 (6)1、确定脉冲当量 (6)2、确定传动比 (6)3、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (7)4、步进电动机的选型和计算 (11)5、导轨的选型和计算 (13)6、启动矩频特性校核 (14)控制系统设计 (18)第一节控制系统硬件的基本组成 (18)第二节步进电机控制电路 (18)步进电机控制程序设计 (20)其它电路辅助设计 (24)设计总结 (24)参考文献 (25)据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。

这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。

但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。

为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。

在过去的几十年里,金属切削机床的基本动作原理变化不大,但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。

反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。

实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求,又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。

这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。

由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大,如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金,而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化,则可以节省50%以上的资金。

从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5,一般用户都承担得起。

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。