數(shù)控車(chē)床xy軸工作臺(tái)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-02-07 01:51 本頁(yè)面
【正文】 案的擬定、比較、分析和計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力； 通過(guò)機(jī)械部分設(shè)計(jì)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)典型機(jī)械零部件和執(zhí)行元件的計(jì)算、選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和步驟； 通過(guò)測(cè)試及控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)控制系統(tǒng)的硬件組成 、工作原理，和軟件編程思想； 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)提高學(xué)生應(yīng)用手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)及編寫(xiě)技術(shù)說(shuō)明書(shū)的能力，促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神、專(zhuān)業(yè)技能等方面綜合素質(zhì)的提高。 5 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （一）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多用 XY工作臺(tái)。 已知條件： 定位精度： 177。 ，滾珠絲杠及導(dǎo)軌使用壽命： T=15000h，中等沖擊 工作臺(tái)的有效行程為 400Lx mm? 400YL mm? 快速進(jìn)給速度 m a x 200 0 / m i nxv mm? m a x 2021 / m inyv m m? 和工作載荷 2021ZFN? 6 三、數(shù)控系統(tǒng)總體方案的確定 數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)方案的確定，伺服電機(jī)類(lèi)型及調(diào)速方案確定，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇。進(jìn)行方案的分析、比較和論證。 （一）系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 該系統(tǒng)要求工作臺(tái)沿各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有精確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系因此采用連續(xù)控制方式。 （二）伺服系統(tǒng)的選 擇 開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)在負(fù)載不大時(shí)多采用功率步進(jìn)電機(jī)作為伺服電機(jī) .開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)由于沒(méi)有檢測(cè)反饋部件，因而不能糾正系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差。但開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整維修容易，在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。 考慮到運(yùn)動(dòng)精度要求不高，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本，宜采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。 （三）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇 采用 MCS51 系列中的 8031 單片機(jī)擴(kuò)展控制系統(tǒng)。 MCS51 單片機(jī)的主要特點(diǎn)是集成度高，可靠性好，功能強(qiáng)，速度快，性?xún)r(jià)比高?？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤(pán)及顯示器、 I/O 接口及光電隔離電路、步進(jìn)功率放大電路等組 成。系統(tǒng)的工作程序和控制命令通過(guò)鍵盤(pán)操作實(shí)現(xiàn)。顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)等信息。 （四） X— Y 工作臺(tái)的傳動(dòng)方式 為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性以及結(jié)構(gòu)的緊湊，采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副。為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的結(jié)構(gòu)。 由于工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)部件重量和工作載荷不大，故選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，從而減小工作臺(tái)的摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性。 考慮電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取，為達(dá)到分辨率的要求，以及考慮步進(jìn)電機(jī)負(fù)載匹配，采用齒輪減速傳動(dòng)。系統(tǒng)總體框圖如下 : 7 圖 31 計(jì) 算 機(jī) 光電隔離 功率放大 步進(jìn) 電機(jī) X 向工作臺(tái) 光電隔離 功率放大 步進(jìn) 電機(jī) Y 向工作臺(tái) 8 四、機(jī)械部分設(shè)計(jì) 機(jī)械部分設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣性的計(jì)算，選擇步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)及導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算與選擇，繪制機(jī)械部分裝配圖等。 （一 ）確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量 脈沖當(dāng)量 δ p 是一個(gè)進(jìn)給指令時(shí)工作臺(tái)的位移量，應(yīng)小于等于工作臺(tái)的位置精度，由于定位精度為177。 因此選擇脈沖當(dāng)量為 。 （二）工作臺(tái)外形尺寸及重量初步估算 根據(jù)給定的有效行程，畫(huà)出工作臺(tái)簡(jiǎn)圖，估算 X向和 Y 向工作臺(tái)承載重量 WX和 WY。 取 X 向?qū)к壷武撉虻闹行木酁?410mm,Y 向?qū)к壷武撉虻闹行木酁?400mm,設(shè)計(jì)工作臺(tái)簡(jiǎn)圖如下 : 圖 41 X向拖板 (上拖板 )尺寸為 : 長(zhǎng) *寬 *高 =420*410*50 重量 :按重量 =體積 *材料比重估算為 : xW = 3242 0 41 0 50 10 7. 8 10 67 1. 58 N??? ? ? ? ? ? Y向拖板 (下拖板 )尺寸為 : 420 400 50?? 重量 YW = 32420 400 50 10 10 N??? ? ? ? ? ? 上導(dǎo)軌 (含電機(jī) )重量為 23( 900 480 8 2 800 35 50) 10 10 487 .97 N??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 夾具及工件重量 :約 155N XY 工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)部分總重量為 : 48 7 65 67 8 15 5 2
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