【正文】 數(shù)控步進X─Y工作臺設計畢業(yè)論文目 錄摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ1緒 論…………………………………………………………………………………………1……………1 C616數(shù)控步進改造設計的目的及意義……………………………………………………2………………………………………………………………………32總體方案設計……………………………………………………………………………5……………………………………………………………………………………5………………………………………………………………………………53機械部分設計……………………………………………………………………………7………………………………………………………………………7………………………………………………………………………………9………………………………………………………………………………11……………………………………………………………………………13……………………………………………………………………14…………………………………………………………………16……………………………………………………………………………18…………………………………………………………………22…………………………………………………………………254 系統(tǒng)硬件設計……………………………………………………………………………26………………………………………………………………27……………………………………………………………294系統(tǒng)軟件設計……………………………………………………………………………31…………………………………………………………………………31…………………………………………………………………………32…………………………………………………………………………29…………………………………………………………………30……………………………………………………………………………30…………………………………………………………………………32………………………………………………………………………………32結束語…………………………………………………………………………………………33致 謝……………………………………………………………………………………………34參 考 文 獻…………………………………………………………………………………35摘 要XY數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設計是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結構簡單。實現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度。降低成本，是微機控制技術的最簡單的應用。它充分的利用了危機的軟件硬件功能以實現(xiàn)對機床的控制。使機床的加工范圍擴大，精度和可靠性進一步得到提高。XY數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設計是利用8031單片機，及2764, 6264存儲器及8155芯片等硬件組成，在控制系統(tǒng)的硬件上編寫一定的程序以實現(xiàn)一定的加工功能。其基本思想是通過圓弧或者直線插補程序以實現(xiàn)對零件進行幾何加工，每進行一段加工都要產生一定的脈沖以驅動電機正反轉，同時通8155將相應的加工進刀信息送至刀架庫中以實現(xiàn)以之相應的走刀，電機和刀具的相對運動所以實現(xiàn)了刀具對工件的加工。該控制系統(tǒng)采用軟件中斷控制系統(tǒng)結構及子程序結構簡單，條件明確在經(jīng)濟型數(shù)控中應用較多。中斷結構采用模塊化結構設計因為這種結構便于修改和擴充，編制較為方便，便于向多處理方向發(fā)展。XY數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設計采用步進電機作為驅動裝置。步進電機是一個將脈沖信號轉移成角位移的機電式數(shù)模轉換器裝置。其工作原理是每給一個脈沖便在定子電路中產生一定的空間旋轉磁場。由于步進電機通的是三相交流電所以輸入的脈沖數(shù)目及時間間隔不同，轉子的旋轉快慢及旋轉時間的長短也是不同的。由于旋轉磁場對放入其中的通電導體既轉子切割磁力線時具有力的作用，從實現(xiàn)了旋轉磁場的轉動迫使轉子作相應的轉動，所以轉子才可以實現(xiàn)轉子帶動絲杠作相應的運動。本題目是步進電機，微型計算機，插補原理，匯編語言的綜合應用。關鍵詞：步進電機，數(shù)控系統(tǒng)1 緒論 XY工作臺的發(fā)展趨勢及產業(yè)化的現(xiàn)狀當今世界電子技術迅速發(fā)展，微處理器、微型計算機在各技術領域得到了廣泛應用，對各領域技術的發(fā)展起到了極大的推動作用。一個較完善的機電一體化系統(tǒng)，應包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅動部分、執(zhí)行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是系統(tǒng)技術、計算機與信息處理技術、自動控制技術、檢測傳感技術、伺服傳動技術和機械技術等多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統(tǒng)工程。新一代的CNC系統(tǒng)這類典型機電一體化產品正朝著高性能、智能化、系統(tǒng)化以及輕量、微型化方向發(fā)展。工作臺作為數(shù)控機床的重要組成部分，也是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。從一開始為了滿足加工簡單的零件而設計的直線運動的X—Y工作臺，到現(xiàn)在為了實現(xiàn)多工位加工而制造的分度工作臺和回轉工作臺等。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展，也為了環(huán)境的要求，一作臺的驅動裝置從原來的機械驅動變?yōu)橐郝抿寗?，現(xiàn)在更多的采用了氣動裝置，更好的保護了環(huán)境，節(jié)約了資源。由于工作臺是一臺機床的關鍵配套部件，因此世界各國都有對其進行研究，我國在工作臺的研究開發(fā)方面也取得了長足的進步。目前工作臺的種類繁多，傳統(tǒng)的工作臺只能安裝在某一指定機床上，伴隨著科技的與時俱進，它們的功能也由傳統(tǒng)單一性向現(xiàn)代的多功能性方向發(fā)展，現(xiàn)在一些工作臺，它不僅可以安裝在鉆床上，還可以安裝在銑床和鏜床等機床上。并且目前部分工作臺還可以作為機床的第四回轉軸，大大提高了機床的性能。例如：可傾回轉工作臺，它可以實現(xiàn)用于數(shù)控機床和加工中心機床上，可利用原機床的兩個控制坐標控制轉臺的回轉和傾斜，也可直接利用本轉臺配套的數(shù)控裝置與機床聯(lián)接完成所需的工作循環(huán)。它可以完成任意角度的孔、槽、平面類機械加工，以及曲線、凸輪等的加工，并可達到較高的精度。另外也可用于非數(shù)控鉆、銑、鏜類機床上，獨立完成等分和不等分的角度分度工作。國外工作臺的功能與我國所生產的工作臺功能基本相似，但是在其精度方面，國外的一些公司所生產的工作臺要略高于我國所生產的工作臺。因此我國與國外相比，還是有一定的差距，因此工作臺的設計具有重要意義，我們要借助時代的步伐，與時俱進，開拓創(chuàng)新，使我國成為具有領先技術的綜合性強國。本設計所設計的XY工作臺采用了低摩擦的直線滾動導軌和精密的絲杠，它的工作原理是通過MCS51單片機來控制步進電機，使XY工作臺實現(xiàn)了數(shù)控控制。工作臺的自動化能大大減輕勞動強度，提高勞動生產效率。本設計的XY數(shù)控工作臺機電系統(tǒng)設計是一個開環(huán)控制系統(tǒng)，其結構簡單，實現(xiàn)方便而且能保證一定的精度。通過微機控制技術的簡單的應用，實現(xiàn)對機床的控制，使機床的加工范圍擴大，精度和可靠性進一步提高。本設計所設計的XY工作臺不僅可用于銑床上進行數(shù)控銑削加工，而且還能夠用于鉆床上數(shù)控鉆削加工，所以其功能遠高于傳統(tǒng)的普通工作臺是新一代機電一體化的典型產品。通過對XY工作臺的設計，能夠正確運用機床數(shù)控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關知識，學會設備數(shù)控化改造方案的擬定、比較、分析及進行必要的計算；通過對設備改造的機械部分設計，掌握數(shù)控設備典型零件的計算方法和步驟以及正確的結構設計方法；通過設備的數(shù)控系統(tǒng)硬件和軟件設計，掌握簡單的數(shù)控系統(tǒng)硬件及軟件設計的基本方法；通過課程設計，初步樹立正確的設計思想，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題的能力；提高自己應用手冊、標準以及編寫文件等資料的能力。在本設計中著重介紹了如何對XY工作臺進行設計，對導軌、絲杠、電機、選用和數(shù)控控制電路的設計和其控制程序的編制等方面進行了深入的分析。①設計一個數(shù)控XY工作臺及其控制系統(tǒng)，該工作臺可安裝在鉆床和銑床上用于鉆削和銑削加工；②收集相關資料及圖紙： ； ； ； ；。③確定改造目標、XY工作臺參數(shù)；④編寫開題報告；⑤確定改造總體方案；⑥確定機械改造方案（包括絲桿、導軌、傳動裝置的選型確定）；；；；、計算、校核；。⑦確定驅動系統(tǒng)改造方案；⑧確定數(shù)控系統(tǒng)改造方案。第二章 總體方案設計設計一個數(shù)控XY工作臺及其控制系統(tǒng)，該工作臺可安裝在普通鉆、銑床上用于鉆孔或銑削加工。系統(tǒng)分辨率X：，Y：。系統(tǒng)分辨率X：，Y：。 設計參數(shù)如下：快速進給速度縱向X：2m/分；快速進給速度橫向Y：2m/分；切削進給速度：；時間常數(shù)： t≤200ms ； 最大鉆孔直徑d=5mm；銑刀直徑φ15mm，齒數(shù)Z=3；銑削最大余量αe=2mm；銑削最大深度αp=2mm；工作臺加工范圍X=320mm，Y=260mm。加工材料為鑄鐵；最大工件重量 80Kg。由于機床既能鉆削又能銑削加工，故應采用連續(xù)控制系統(tǒng)。定位方式采用增量坐標控制?？紤]到機床加工精度要求不高，為了簡化結構，降低成本，采用步進電機開環(huán)伺服系統(tǒng)驅動XY