机电一体化毕业设计论文
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滨州职业学院毕业论文设计
题 目:数控机床工作台与控制系统设计
学 号: 大大减轻劳动强度,提高劳动生产效率。本设计X-Y数控工作台机电系统设计是一个开环控制系统,其结构简单,实现方便而且能保证一定的精度。通过微机控制技术的简单的应用,实现对机床的控制,使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步提高。本设计所设计的X-Y工作台不仅可用于铣床上进行数控铣削加工,而且还能够用于钻床上数控钻削加工,所以其功能远高于传统的普通工作台是新一代机电一体化的典型产品。通过对X-Y工作台的设计,能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论个有关知识,学会设备数控化改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算;通过对设备改造的机械部分设计,掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法;通过设备的数控系统硬件和软件设计,掌握简单的数控系统硬件及软件设计的基本方法;通过课程设计,
第二节 课程设计的要求:
课程设计应在教师的指导下由学生独立完成,严格地要求自己,不允许相互抄袭;
认真阅读《课程设计指导书》,明确题目及具体要求;
、手册、
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第三章 课程设计的内容
第一节 课程设计题目:单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。已知条件:设计一个数控X-Y工作台及其控制系统,该工作台可安装在普通钻、铣床上用于钻孔或铣削加工。系统分辨率X:,Y:。系统分辨率X:,Y:。设计参数如下:快速进给速度纵向X:2m/分;快速进给速度横向Y:2m/分;切削进给速度:;时间常数: t≤200ms ;最大钻孔直径d=5mm;铣刀直径φ15mm,齿数Z=3;铣削最大余量αe=2mm;铣削最大深度αp=2mm;工作台加工范围X=320mm,Y=260mm。加工材料为铸铁;最大工件重量 80Kg。
第二节 课程设计的内容
(1).数控装置设计参数的确定;
(2).方案的分析,比较,论证。
(1).确定脉冲当量;
(2).机械部件的总体尺寸及重量的初步估算;
(3).传动元件及导向元件的设计,计算和选用;
(4).确定伺服电机;
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(5).绘制机械结构装配图;
(6).系统等效惯量计算;
(7).系统精度分析。
(1).微机及扩展芯片的选用及控制系统框图的设计;
(2).I/O接口电路及伺服控制电路的设计和选用;
(3).系统控制软件的设计
(1).说明书是课程设计的总结性技术文件,应叙述整个设计的内容,包括总体方案的确定,系统框图的分析,机械传动设计计算,电气部分的设计说明,选用元器件参数的说明,软件设计及其说明;
(2).说明书不少于84字,尽量用计算机完成。
(1).机械结构装配图,A0图纸1张。要求视图基本完整,符合标准。其中至少要有一个坐标轴的完整剖视图;
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第四章 数控系统总体方案的确定
数控系统总体方案设计的内容包括:系统运动方式的确定,执行机构及传动方案的确定,伺服电机类型及调速方案确定,计算机控制系统的选择。进行方案的分析、比较和论证。
系统运动方式的确定
由于机床既能钻削又能铣削加工,故应采用连续控制系统。定位方式采用增量坐标控制。考虑到机床加工精度要求不高,为了简化结构,降低成本,采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。钻头上下运动也由步进电机通过减速装置控制。
伺服系统的选择
,因而不能纠正系统的传动误差。但开环系统结构简单,调整维修容易,在速度和精度要求不太高的场合得到广泛应用。
.考虑到运动精度要求不高,为简化结构,降低成本,宜采用步进电机开环伺服系统驱动。
计算机系统的选择
采用MCS-51系列中的8031单片机扩展控制系统。MCS-51单片机的主要特点是集成度高,可靠性好,功能强,速度快,性价比高。控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进功率放大电路等组成。系统的工作程序和控制命令通过键盘操作实现。显示器采用数码管显示加工数据和工作状态等信息。
X—Y工作台的传动方式
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