开环控制的数控XY工作台 课程设计说明书.doc

目 录 第一章 设计内容及计算 11.1 设计的目的 1 1.2 设计要求 1 1.3 完成内容 1 1.4 技术参数 2 1.5 总体方案的确定; 2 第二章 机械部分设计 3 2.1 工作台部分的形状及材料选择 3 2.2 工作台外形尺寸及重量估算： 3 2.3 铣削力PZ1的计算 3 2.4 铣削力PZ2的计算 4 2.5 滑动导轨的参数确定 4 2.6 滚珠丝杠的负荷计算 4 2.6.1 滚动体尺寸与数目的确定 4 2.6.2 传动功率计算 5 2.6.3 步进电机的选择 5 2.7 齿轮传动设计计算 6 第三章 机床数控系统硬件电路设计 7 3.1 键盘、显示器 7 3.2 步进电机驱动电路 7 3.2.1 其它辅助电路设计 8 3.2.2 硬件电路设计说明 8 3.3 系统控制的软件设计 9 3.3.1 系统控制软件的主要内容 9 3.3.2 程序设计要求 9 3.4 系统软件设计说明 10 3.4.1 系统功能控制分析 10 3.4.2 系统管理程序设计： 11 3.4.3自动加工程序设计 12 参考文献 第一章 设计内容及计算 1.1 设计的目的 15mm，最大铣削余量=3mm，最大铣削深度=10mm.要求采用MCS-51单片机作为数控系统的控制主机。 数控系统有下述功能： 可通过键盘输入数控加工程序，并加以存储。 可显示输入程序，并实时显示工作台当前位置。 具有报警、急停等功能。 1.3 完成内容 a. 数控工作台机械部分设计图纸0号1张； b. 数控工作台电器控制部分设计图纸0号1张； c. 完成设计说明书1份，包括以下内容： ①目录 ②总体方案确定，目的、技能参数。 ③机械部分 ④电路部分设计 ⑤软件设计 1.4 技术参数 步进电机：三项六拍，工作台最大行程速度.脉冲当量：ap=0.01mm/脉冲;Xmax=130mm；Ymzx=135mm;系统分辨率为0.005mm. 1.5 总体方案的确定; 1)总体方案设计内容： 系统运动方式的确定，同服系统的选择，执行机构的结构及运动方式的确定，计算机系统的选择，数控系统硬件电路设计，辅助电路（复位电路、中断报警电路等）的设计，系统控制软件设计。 2）系统的总体框图如下： 第二章 机械部分设计 2.1 工作台部分的形状及材料选择 铣床的矩形工作台高度与安度之比纸为0.1~0.8.工作台由型 钢和钢板焊接，常用3号或5号钢。这里采用合金钢作为材料， =7.9g/cm3。（由《机电液》查得=7.9g/cm3）。 2.2 工作台外形尺寸及重量估算： 工作台的长取mm 宽取：0mm 高取：0mm (工作台长：mm，宽0mm，高：0mm) G=vg=375150407.91010-6=177.8N （1）X向托板尺寸：长： 宽 高 G=vg =197.2 N (托板采用灰铸铁作为材料，€=7.0g/cm3) （） Y向底座尺寸：长 宽 高 G=vg= 166.611 N （3）步进电机重量：15N 2. 铣削力PZ1的计算 其中：CF=304.11，XF=1，yF=0.8，KF=1，取f=0.05mm/r则 2. 铣削力PZ2的计算 其中：d0=15mm，=3mm，=10mm，Z=5, =0.1 则=317N. 查得：,则走刀拢刀： 2. 滑动导轨的参数确定 （1）导轨形式：燕尾型导轨 在导轨摩擦副中，为了提高耐磨性，动导轨和支承舅应具有不同的硬度。故车导轨材料的搭配上采用塑料—铸铁。 （2）导轨长度：L上=440 L下=300b为斜镶条小端厚度，滑座及镶条斜度K为1：50，1:100，B1=A1+1.4H1 2. 滚珠丝杠的负荷包括铣削力及运动部件重力引起的进给抗力，应按铣削时的情况计算2.6.1 滚动体尺寸与数目的确定滚珠直径取d=8mm，数目由确定。 上导轨②下导轨均采用燕尾导轨，特点是其高度较小，间隙调整方便，可承受颠覆力矩。 查表取滚珠丝杠公称直径d0=mm，选用PF型内循环浮动返向器 单螺母无预紧滚珠丝杠副为FF （由《机电液》得左向各参数） 查《机电液》得各参数如下： 公称直径d0=mm，螺距t=5°，接触角 =45° 钢球直径DW=3.5㎜，基本导程Ph=5㎜,螺纹滚边法面直径R=0.52㎜。偏心距e=0.0449㎜,螺纹升角 =3°39′， 丝杠大径d=㎜,防尘圈直径D2,D=,D3=66,B=11㎜. D5=㎜,D6=1㎜,h=6㎜,M=M6,D4=㎜, 轴端直径 。 2. 传动功率计算 为摩擦角。 刚度经验算合运。 步进电机的选择（1）步进电机的步距角 系统的脉冲当量 0.0㎜∕脉冲，由于采用相 （2）步进电机