单轴数控平台课程设计.docVIP

专业课程设计 题目：机电传动单向数控平台设计 学校：中国矿业大学徐海学院 班级：机自07-6班 姓名：管林 学号辅导老师： 22010-6-2 摘要： 本课程设计机械部分介绍了数控单向工作平台，减速器以及电机的整个传动系统，给出了系统的总传动方案图，在控制方案的基础上能够完成相对应的执行动作。电器部分介绍了以AT89C51单片机作为直流电机调速系统的控制核心的结构框图，对几个主要控制电路进行了分析，给出了控制系统的程序流程图。该系统解决了以往复杂的模拟电路设计问题，增强了电机速度的可控性，提高了调速系统的精度。 该系统造价低廉，适合广泛应用于各类直流电机调速系统。 目录 1设计任务 1.1 设计任务介绍及意义·····························4 1.2 设计任务明细···································4 2总体方案设计 2.1 设计的基本依据··································5 2.2 可行性方案的比较································5 2.3 总体方案的确定··································6 3机械传动系统设计 3.1机械传动装置的组成及原理 3.1.1 滚珠丝杠的设计···························7 3.1.2 单级闭式齿轮减速器的设计·················10 3.1.3 联轴器的选择·····························12 3.1.4 轴承的选择·······························13 3.1.5 电机的选择·······························14 3.2主要部件的结构设计计算 3.2.1 机架的设计·······························15 3.2.2 平台的设计·······························16 4电气控制系统设计 4.1 控制系统的基本组成······························16 4.2 电器元件的选型计算······························17 4.3 电气控制电路的设计······························19 4.4 控制程序的设计及说明····························22 5 结论··················································25 参考书目 1设计任务 1.1设计任务介绍及意义： 随着工业自动化的大力度的推进，数控平台被越来越多的应用于各个领域当中。对于数控平台的开发也随着技术的发展逐步过渡到复杂化，多样化。微处理器的研制极大的推动了自动化机械的力度，大大促进了机械向自动化，可编程化过渡。本课程设计采用了美国ATMEL公司研制的AT89C51芯片作下位机配合触屏控制面板实现对数控平台的单向闭环反馈控制。 89C51以其可编程，中断控制，处理速度快，可存储量大，设计费用低廉等优点成为了设计简单控制系统的首选。本课程设计中在单向数控平台滚珠丝杠末端安装光电编码器，微处理器对由编码器输出的反馈信号做出处理后，驱动伺服电机做出补偿，从而快速、高效实现对平台位移的控制。 1.2设计任务详细： 单向数控平台闭环伺服系统主要由比较环节、伺服驱动放大器，直流伺服电动机、滚珠丝杠和光电编码器组成。对工作平台的移动量具有检测与反馈修正功能，采用直流伺服电动机作为驱动部件，光电编码器作为位置检测器件，来构成高精度的全闭环位置控制系统。下图是系统控制原理图 单向数控平台机械传动系统主要有一级减速器，滚珠丝杠拖动工作平台做单向直线运动。两级减速器采用了闭式结构，润滑良好，不易受外界环境的干扰影响机械传动的稳定性。滚珠丝杠采用了内循环式结构，主要有丝杠、螺母、滚珠以及滚珠循环返回装置组成。滚珠丝杠副有效的减少了摩擦，提高了传动的效率和使用寿命。下图是滚珠丝杠的全剖图 2．总体方案设计 2.1 设计的基本依据： 2.1.1 机电传动单向数控平台设计电机驱动方式步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机； 机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等； 电气控制方式：单片微机控制、PLC控制 2.1.2主要设计参数： 行程——00mm； 移动负载质量——；电机驱动方式直流伺服电机； 机械传动方式：滚珠丝杆； 电气控制方式：单片微机控制 （2）滚珠丝杠的校核 （3）滚动螺旋传动附件设计 滚珠丝杠副滚珠螺母的尺寸