X-Y数控铣床课程设计.docVIP

X-Y数控铣床课程设计 目录 1.引言 3 2.设计任务 3 3.总体方案的确定 4 3.1 机械传动部件的选择 4 3.1.1导轨副的选用 3.1.2丝杠螺母副的选用 3.1.3减速装置的选用 3.1.4伺服电动机的选用 3.1.5检测装置的选用 3.2 控制系统的设计 4 3.3 工作台系统的设计 5 3.4绘制总体方案图......................................................................5 4．步进电机的工作原理..................................................................6 及工作方式.....................................................................................6 5.参数计算………………………………………………………………..7 6. 编程及相关图表..........................................................................8 6.1 X-Y工作台电路连接图 6.2工作状态及工作方式 6.3 X-Y工作台运转流程图 6.4 X-Y工作台运行程序 7. 设计总结...................................................................................12 8. 参考文献...................................................................................12 一．引言 数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的,两者的加工工艺基本相同,结构也有些相似,但数控铣床是靠程序控制的自动加工机床,所以其结构也与普通铣床有很大区别. 　 如图所示，数控铣床一般由数控系统、主传动系统、进给伺服系统、冷却润滑系统等几大部分组成： 1、主轴箱 包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 2、进给伺服系统 由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。 3、控制系统 数控铣床运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。 4、辅助装置 如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 5、机床基础件 通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架 其中，XY数控工作台是数控铣床的重要组成部分，它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。模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制系统根据需要，可以选取用标准的工作控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。 本次课程设计也将从机械选择以及程序设计等几个方面对XY数控铣床进行大致的研究。 设计任务: 1、设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台的控制器 ，执行电机为步进电机。工作台主要参数如下： （1）立铣刀最大直径 d=15mm （2）立铣刀齿数 z=3 （3）最大铣削宽度为ae=15mm （4）最大背吃刀量ap=8m （5）加工材料为碳素钢或有色金属 （6）X、Y方向的脉冲当量为δx=δy=0.005mm/脉冲 （7） X、Y方向的定位精度均为±0.01mm （8）工作台面尺寸为230mm×230mm，加工范围为250mm×250mm; （9）工作台空载最快移动速度Vxmax=Vymax=3000mm/min （10）工作台进给最快移动速度Vxmaxf=Vymaxf=400mm/min 2、根据工作台的参数和机械传动部件，最后计算得到所选步进电机为 110BF003，电机参数为: 相数：3 步距角：0.75/1.5o 输入电压：80V 电流：6A 最大静转矩7.84N.m 空载起动频率：1800Hz 空载运行频率：20000Hz 转动惯量：5.5kg.cm2 步进电机工作方