丝杆传动说明书.doc

1 、总体方案设计 设计任务课程设计任务: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,根据实验条件进行调试,完成整个开发系统。主要参数见下表: 系列型号行程台面尺寸底座外形尺寸最大长度 L 负载重量 N XY 最大移动速度重复定位定位精度 XYCBHC1B1H1 H XY-4025 400 250 240 254 15 650 500 184 778 500 1M/ 分± 总体方案确定优点: 同步带传动无相对滑动,传动比准确,传动精度高,齿形带的强度高,厚度小、重量轻,故可用于高速传动;传动比恒定,同步带无需特别涨紧,因而作用于轴和轴承等上的载荷小,传动效率高。单片机控制直流无刷电机,空载电流小, 效率高。缺点: 同步带工作时候有温度要求,安装精度要求较高,中心间距要求较高,有时候需要张紧,安装麻烦。无刷直流电机启动时有震动,控制器要求高,价格高。采用开环精度较低。方案三: 机械部分传动:齿轮齿条支撑:直线导轨控制部分控制器件:单片机控制方式:闭环控制伺服电机:直流无刷电机优点: 齿轮齿条传动功率大,精度高,稳定性好,响应速度快。单片机控制直流无刷电机,无刷直流电机启动时有震动,控制器要求高,价格高。采用开环精度较低。采用闭环控制,精度高。双线导轨稳定。缺点:齿轮齿条无自锁,需要外加自锁机构。噪音大,磨损较快。 方案对比分析与确定综合课程设计要求,精度为 ,最大载荷是 500N ,相比同步带和齿轮齿条传动,滚珠丝杠传动更符合精度要求,因为丝杠传的动的精度可以达到± ,而同步带传动时会产生弹性变形,具有一定的蠕变性。齿轮齿条传动精度和滚轴丝杠精度相当,但是安装较麻烦,安装精度要求高。步进电动机和直流无刷电机相比,步进电动机控制简单,启动稳定,而直流无刷电机控制要求高,成本高,课程设计要求精度未达到微米级别,空载转速要求为 1m/min, 因此采用低档的步进电动机就能满足要求。开环控制结构简单控制容易,稳定性好,一般用于轻载变化不大的场合,根据最大载荷 500N 的要求,可以满足。综合以上分析,决定选择第一种方案。采用单片机控制步进电动机提供动力, 滚轴丝杠传递动力,总体采用开环控制。 总体方案系统组成机械系统由滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副、步进电机、单列角接触球轴承等组成。控制系统由单片机和计算机等组成。 2 、机械系统设计处理芯片? ?DB9 接头电路原理图步进电机驱动电路图电路原理图硬件电路采用 AT89C51 单片机处理程序,采用 ULN2003 芯片驱动电机,整个电路采用光电耦合,实现带暖气隔离,保护电路不受强点伤害。采用 DB9 接头和电脑相连。 4 、控