机电一体化课程设计X-Y数控工作台机电系统说明书

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机电-体化课程设计X-Y数控工作台机电系统说明书

摘 要
本文主要对X-Y数控工作台机电系统及控制系统进行设计。X-Y数控工作台是许多机电-体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。拈化的X-Y数控工作台通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选却可∝制系统根据需要选用设计专用的微机控制系统。
关键字：X-Y数控工作台，滚珠丝杠螺母副，伺服电动机，微机控制系统。

目 录
1设计任务4
2总体方案设计4
2.1机械传动部件的选择4
2.1.1导轨副的选用4
2.1.2丝杠螺母副的选用5
2.1.3减速装置的选用5
2.1.4伺服电动机的选用5
2.1.5检测装置的选用5
2.2控制系统的设计5
3机械传动部件的计算与选型6
3.1导轨上移动部件的重量估算6
3.2铣削力的计算6
3.3直线滑动导轨副的计算与选型7
3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型8
3.4.1最大工作载荷Fm的计算8
3.4.2最大动工作载荷FQ的计算8
3.4.3初选型号9
3.4.4传动效率η的计算9
3.4.5刚度的验算9
3.4.6压杆稳定性校核10
3.5步进电动机的计算与选型11
3.5.1计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq11
3.5.2计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq12
3.5.3步进电动机最大静转矩的选定13
3.5.4步进电动机的性能校核13
3.6增量式旋转编码器的选用17
4控制系统硬件电路设计17
5步进电动机的驱动电源选用19
6控制系统的部分软件设计19
6.1存储器与I/O芯片地址分配19
6.2 8255芯片初始化子程序20
6.3 8279芯片初始化子程序20
6.4 8279控制LED显示子程序21
6.5 8279管理键盘子程序22
6.6 X与Y方向的点动程序23
参考文献24