机电一体化课程设计说明书

1 机 电 一 体 化 系 统 综 合 课 程 设 计 课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计说明书 学 院： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计成员： 指导老师：季国顺 金成柱 聂欣 日 期： 2013 年 1 月 7 日 设计组号： 7 课题号： 14 2 目 录 1 、总体方案设计…………3 1 .1 设计任务…………4 1 .2 总体方案确定……………4 2 、机械系统设计…………5 2 .1 工作台外形尺寸及重量估算…………6 2 .2 导轨参数确定…………7 2 .3 滚珠丝杆的设计计算…………8 2 .4 步进电机的选型与计算………… 1 0 2 .5 机械系统结构设计…………12 3 、控制系统硬件设计……… 1 3 3 .1 控制系统硬件组成……………13 3 .2 控制系统硬件选型………1 5 3 .3 控制系统硬件接口电路设计…………17 3 .4 驱动系统设计………1 8 4 、控制系统软件设计…………19 4 .1 控制系统软件总体方案设计…………21 4 .2 主流程设计…………22 4 .3 中断服务流程设计…………23 4 .4 软件调试…………25 5 、总结…………26 参考文献…………27 3 1、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：两坐标X-Y 数控工作台设计 任务：设计两轴联动的数控X-Y 运动平台，完成机械系统设计、控制系统设计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统；每组一题，分别由3～4 位同学合作完成。其主要技术指标如下： 1）工作台型号为HXY-4030； 2）行程要求X=400mm，Y=300mm； 3）工作台面尺寸为C×B×H＝240mm×254mm×15mm； 4）底座外形尺寸为C1×B1×H1＝650mm×550mm×184mm； 5）工作台最大长度L=778mm； 6）工作台负载重量N=500N； 7）工作台最快移动速度vxmax=vymax=1m/min 8）X,Y 方向的重复定位精度为±0.02mm； 9）X,Y 方向的定位精度为0.04mm； 10）工作台切削负载小、运动灵敏度高、低速无爬行； 11）定位精度高； 12）结构轻便，建议机座和滑台采用铝合金； 13）标准组件，独立产品； 14）可直接应用于小型钻、铣床。 1.2 总体方案确定 1.2.1 方案确定思想 该工作台设计主要分为机械系统部件和控制系统部件，其中机械系统部件主要包括导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机和检测装置等 ，控制系统部件则 包括CPU 控制电路 、电源 设计电路 、输 入 信 号电路 、输 出 信 号电路 、步 进电机驱 动控制电...