X-Y数控工作台课程设计说明书-
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
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：
目录
一、总体方案设计 (1)
设计任务 (1)
总体方案确定 (1)
方案确定思想 (1)
方案对比分析与确定 (2)
总体方案系统组成 (3)
二、机械系统设计 (3)
工作台外形尺寸及重量估算 (3)
导轨参数确定 (4)
滚珠丝杆的设计计算 (4)
步进电动机减速箱设计 (5)
步进电机的选型与计算 (5)
机械系统结构设计 (7)
三、控制系统硬件设计 (8)
控制系统硬件组成 (8)
控制系统硬件选型 (8)
控制系统硬件接口电路设计 (10)
驱动系统设计............................... 错误!未定义书签。
步进电机的驱动电路 ...................... 错误!未定义书签。
电磁铁驱动电路 .......................... 错误!未定义书签。
电源转换 ................................ 错误!未定义书签。
四、控制系统软件 ............................... 错误!未定义书签。
控制系统软件总体方案设计.................... 错误!未定义书签。
主流程设计.................................. 错误!未定义书签。
INT0中断服务流程 ......................... 错误!未定义书签。
INT1中断服务流程图 ....................... 错误!未定义书签。
绘制图弧程序流程图 (20)
步进电机步进一步程序流程图 ............. 错误!未定义书签。
五、总结 ....................................... 错误!未定义书签。
六、参考文献 (28)
1、总体方案设计
机电专业课程设计的任务
主要技术指标：
一定的规格要求（负载重量G=500N；台面尺寸C×B×H=240×254×15mm；底座外形尺寸C1×B1×H1=500×500×184mm；最大长度L=628mm；工作台加工范围X=250mm；Y=250mm；工作台最快移动速度为1m/min；重复定位精度为±，定位精度为±；
设计具体要求完成以下工作：
（1）数控工作台装配图（1：1比例或0＃图幅） 1张；
（2）数控系统电气原理图（2＃图幅） 1张；
（3）设计说明书（10～20）页 1本；
所有图样均采用CAD绘制打印，设计说明书按规定撰写。
总体方案确定
1.方案拟定
根据设计任务，参照参考资料结合实际，初步设定如下三个总体方案：
方案一：
方案二：
丝杠滚珠丝杠导轨直线滚动导轨
控制部分
控制
器
PLC可编程控制器反馈半闭环驱动电路
方案三：
机械部分
电机步进电机
减速
器
一级齿轮减速器丝杠滚珠丝杠
导轨直线滚动导轨
控制部分
控制
器
单片机
反馈开环驱动电路
2.方案比较
XY 工作台系统可以设计为开环、半闭环和闭环伺服系统三种。开环的伺服系统采用步进电机驱动, 系统没有检测装置; 半闭环的伺服系统中一般采用交流或直流伺服电机驱动, 并在电机输出轴安装脉冲编码器, 将速度反馈信号传给控制单元; 闭环的伺服系统也是采用交流或直流伺服电机驱动, 位置检测装置安装在工作台末端, 将位置反馈信号传给控制单元。闭环和半闭环伺服系统价格昂贵，结构复杂，同时其可控分辨率也很高，但在本次设计中，其位置精度（±）要求不高，考虑到成本低，维修方便，工作稳定等条件。选用步进电机伺服系统就可以满足要求。其通过单片机控制步进电机的驱动, 经传动机构带动工作台运动。
对比以上三种方案：
PLC价格比较贵考虑成本不选。
直线滚动导轨副具有摩擦系数小，不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等特点。
滚珠丝杠副有如下特点：①传动效率高②系统刚性好③传动精度高④使
用寿命长⑤运动具有可逆性（既可将回转运动转变为直线运动，又可将直线运动变为回转运动，且逆传动效率几乎与正传动效率相同）⑥不会自锁⑦可进行预紧和调隙。
步进电机：结构简单、价格低、转动惯量小、动态响应快、易起停，可满足快速移动和精度要求。
同步带减速：圆整脉冲当量，放大输出转矩，安装中心距精度要求较低。
无隙齿轮箱减速：可消除间隙，但设计和安装精度高。
无减速装置：结构简单，但输出转矩小，易受切削力影响。
开环控制：简单实用，但精度较半闭环和闭环低，不能检测误差，也不能校正误差。
闭环控制：控制精度和抑制干扰的性能都比较差，而且对系统参数的变动很敏感。
所以方案三最合适为最佳方案
3.系统组成
1.机械系统组成
机械系统由两个步进电机；两个无隙齿轮箱减速器；两个滚珠丝杠以及两个直线滚动导轨副作为主要的动力输出、传动以及机械控制部分，系统的组成还有其他一些机构。
2.控制系统组成
控制系统由AT89S52型单片机、一个2764存储器作为外部程序存储器、一
个6264存储器作为外部数据存储器、并行I/O 接口8255，8155、7407驱动显示器、以及键盘接口电路、步进电机接口电路和其他电源、限位开关等构成。
2、机械系统设计
工作台外形尺寸及重量估算
工作台面尺寸：
长?宽?高（mm) 240×254×15 重量：按重量=体积×材料比重估算 240×254×15×10-3××10-2≈ N 上导轨座（连电机）重量： 254×500×(184-15)≈ N 夹具及工件重量：约150N 累计重量：1895 N
直线导轨副的计算与选型
1.滑块承受工作载荷 Fmax (单个滑块所受最大垂直方向） Fmax=F+G/4= N
查表3-41,初选直线滚动导轨副的型号为KL 系列的JSA-LG15,其额定载荷Ca= KN,额定静载荷Coa= KN
任务书规定台面尺寸240mm ×254mm ，加工范围 250mm ×250mm ,由表3-35选取导轨长度为520mm.
滚珠丝杆的设计计算
1.最大工作载荷Fm 的计算
移动部件总重量1895N ，按矩形导轨进行计算，查表3-29，取颠覆力矩影响系数,滚动导轨上的摩擦因数μ=
()21605m x y F kF F F G G N μμ=+++==
2.最大动载荷FQ
设工作台最快进给速度为1000mm/min,初选丝杠导程Ph=5mm 此时丝杠转速n=v/Ph=200r/min
求滚球丝杠的使用寿命T=15000h ，代入LO=60n T/106,得丝杠寿命系数
LO=180（106r）
3-30，取载荷系数fW=,滚道硬度为60HRC，取硬度系数fH=，代入
10874.6
Q W H m
F f f F N
=??≈
3.初选型号
根据计算出最大动载荷和初选的丝杠导程，查表3-31，选济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G系列2505-4型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器单螺母式，其公称直径25mm，导程5mm，循环滚珠为4圈×2列，精度等级取5级，额定动载荷大于FQ。
4.传动效率η的计算
将公称直径do=25mm,导程Ph=5mm,代入
arctan[/()]
h o
P d
λπ
=，得丝杠螺旋升角λ=3°38‵，得传动效率η=%.
5.刚度的验算
⑴X-Y工作台上两层滚珠丝杠副的支承切采用一对推力角接触球轴承，左右支承的中心距离为a=500mm，钢的弹性模量E=×105MPa,查表3-31，得滚珠直径Dw=,丝杠底径d2=，丝杠截面积
22
2
/4352.8
S d mm
π
==，根据
1
/()
m
F a ES
δ=，得在Fm作用下产生的拉/压变形量δ1 =×10-2mm
⑵根据公式(/)3
o w
Z d D
π
=-得单圈滚球数Z=20，该系列丝杠为单螺母，
滚珠的圈数×列数为4×2. 代入公式Z Z
∑
=??
圈数列数，得滚球总量Z∑=160，丝杠预紧时，取轴向预紧力FYJ=Fm/3=535N, 滚珠与螺纹滚道间的接触变形量δ2
=×Fm/（10×3210
/
Z
∑
YJ
DwF）=×10-3mm，因为丝杠加有预紧力，且为轴向负载的1/3，实际变形量可减少一半，取2δ=×10-4mm.
⑶丝杠的总变形量-2
12
1.14410
S mm
δδ
=+=?
总
，计算得丝杠的有效行程为250mm，由表3-27得，5级精度滚珠丝杠有效行程在≦315mm，行程偏差允许打到23μm,可见丝杠刚度足够。
⑷压杠稳定性校核：根据公式
计算失稳时的临界载荷Fk。查表，取支承系数k
f
=1，由丝杠底径d2=，求得截面惯性矩64
/4
2
d
Iπ
==；压杆稳定安全系数K取3（丝杠卧式水平安装）；滚动螺母至轴向固定处的距离a取最大值500mm。代入
=，远大于工作载荷Fm，故丝杠不会失稳。
步进电动机减速箱设计
2
2
Ka
EI
f
F k
k
π
=
减速箱采用一级减速，大齿轮设计成双片结构，工作台脉冲当量δ=脉冲，滚珠丝杠导程Ph=5mm ，初选步进电动机的步距角α=°，减速比i=（αPh ）/（360×δ）=25：12，大小齿轮模数都为1mm ，齿数比75：36，材料为45号调制钢，齿表面淬硬后达55HRC 。减速箱中心距为（75+36）/2=，小齿轮厚度为20mm ，双片大齿轮厚度均为10mm 。
步进电机的选型与计算
(1)计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量Jeq
滚珠公称直径d=25mm ，总长L=500mm ，导程Ph=5mm ，材料密度ρ=×10-3kg/cm3,移动部件总重量G=1895N ，小齿轮齿宽b1=20mm ，直径d1=36mm ，大齿轮齿宽b2=10mm ，直径d2=75mm ，滚珠丝杠的转动惯量 Js=πL ρd4/32=·cm2， 托板折算到丝杠的转动惯量 Jw=（Ph/2π）2
m=·cm2，
小齿轮的转动惯量JZ1=·cm2，大齿轮的转动惯量JZ2=·cm2，初选步进电动机型号90BYG2602,二相四拍，步距角°，该型号的转子的转动惯量Jm=4kg ·cm2。则加在步进电动机转轴上的总转动惯量 Jeq=Jm+JZ1+（JZ2+Jw+Js ）/i 2
=·cm2
(2)计算加在步进电动机转轴上的等效负载转矩Teq
a 、快速空载启动，电动机转轴承受的负载转矩Teq1=Tmax+Tf
Tmax=2πJeq m n
/（60ta η）= N ·m m
n 为对应空载最快移动速度的步进电动机的最高转速 m n =max
v α/360δ=min
摩擦转矩f T =μ(G+Z F
)=Ph/2πηi=×10 3-N ·m
快速空载启动时的电动机转轴所承受的负载转矩Teq1=Tmax+Tf=·m b 、最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩Teq2 Teq2=Tt+Tf
Tt=FfPh/2πηi= N ·m ，Tf=×10 3-N ·m 则Teq2=Tf+Tt=·m
得到加在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩为 Teq=max{Teq1，Teq2}=·m （3）步进电动机最大静转矩的选定
考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压低时，
其输出转矩会下降，可能会造成丢步，甚至堵转。因此根据Teq 来选择步进电动机的最大静转矩时，要考虑安全系数。此处安全系数K=4，则步进电动机的最大静转矩应满足：Tjmax ≥4Teq=·m ，而初选的步进电动机型号90BYG2602，Tjmax=6N ·m ，满足要求。 （4）步进电动机性能校核
a 、电动机运行频率fmaxf=，从90BYG2602电动机的运行矩频特性曲线图可得，电动机的输出转矩Tmaxf=·m ，远大于最大工作负载转矩 Teq2=·m ，满足要求。
b 、最快空载移动时电动机输出转矩校核
工作台最快空载移动速度vmax=1000mm/min ，对应的运行频fmax=。此频率下，电动机输出转矩Tmax=·m,大于快速空载Teq1=·m 。 c 、最快空载移动时电动机运行频率校核
与vmax=1000mm/min 对应的电动机fmax=,而90BYG2602电动机的空载运行频率可达20000HZ ，可见没超出上限。 d 、起动频率的计算
步进电动机克服惯性负载的起动频率：
L f =p f /1/Jeq Jm 。
要保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于1132HZ 。 综上所述，采用90BYG2602步进电动机时符合的。
机械系统结构设计
我们采用一级齿轮减速箱实现电机到丝杠的速度传
递，
用套筒联轴器连接减速箱齿轮轴和丝杠轴。
用滚珠丝杠将电机的回转运动转换成工作台的直线运动。
3、控制系统硬件设计
控制系统硬件组成
根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总方案，绘制系统电气控制的结构框图。其中数控系统是由硬件和软件两部分组成。此次电路系统所设定方案包括以下几个硬件部分：
(1) 主控制器，即中央处理单元CPU。方案采用MCS-51系列的8031单片机
作为主控制器。
(2) 总线。包括数据总线、地址总线和控制总线。
(3) 存储器。包括程序存储器和数据存储器。
(4) 接口。Ｉ/Ｏ（输入/输出）接口电路。
(5) 外围设备。如键盘，显示器及光电输入机等。
控制系统硬件选型
（1）单片机的选择：
本课程设计目的是设计一种经济型的二坐标数控工作台，其功能比较简单，成本低。因而这里选用MCS-51系列的8031单片机作为CPU，它具有良好的性能价格比，且易扩展。
8031所具有的基本功能：
具有功能很强的8位中央处理单元
片内有时钟发生电路
的片内具有128字节RAM
具有21的特殊寄存器
可扩展64Ｋ字节的外部数据存储器和64K字节的程序存储器
具有四个Ｉ/Ｏ口,32条Ｉ/Ｏ线
具有两个16位定时器/计数器
具有五个中断源，配备两个中断优先级
具有一个全双工串行接口
具有位寻址能力、适用于逻辑运算
（2）外部程序和数据存储器的扩展：
由于所选用的8031单片机为MCS-51系列单片机，其存储器空间为64K字节，而8031单片机片内没有ROM，当片内存储器容量不够时，进行存储器的扩展是必不可缺的。由于此次设计存储容量不大，所以我们选择价格低廉，性能可靠的2764芯片作为外部程序和数据存储器。
（3）I/O口扩展电路：
此次课程设计因采用步进电机作为驱动装置。为了降低成本，特采用可编程外围并行接口芯片8155，使其完成驱动步进电机的功能，同时采用可编程外围并行接口芯片8255来完成与键盘/显示器的接口操作功能。
8155和8255所能实现的功能：
①并行输入或输出多位数据。
②实现输入数据锁存和输出数据缓冲。
③提供多个通道接口联络控制信号。
④通过读取状态字可实现程序对外设的询查。
（4）显示器和键盘电路的接口设计：
电气原理图中，由8片共阳极LED显示块拼成8位LED显示器。为了简化硬件电路，采用动态显示方式。即所有位的段选线相应地并联在一起，由8155的~口来控制LED显示器的段码，而各位的位选线分别由相应的I/O口线控制。即PC0~PC7、PB6~PB7共8个I/O口线控制，实现各位的分时选通。
键盘实质上是一组按键开关的集合。电气原理图中采用矩阵式键盘接口，键盘接口电路通过8155（U5）的PA0~PA3和PC0~PC4、PB0~PB7构成行、列线。按照逐行逐列地检查键盘状态（即扫描）来确定闭合键的位置。
（5）步进电机的接口电路设计
对于此次课程设计中选用的步进电机，为两相，无论它工作在什么方式，都需要两路控制电路，并且每一路对应于步进电机的一相。而每一路控制电路的结构是一样的。而在电气原理图中通过8255（U5）的PA0~PA1分别控制X方向步进电机的两相。对于Y轴步进电机通过8255的PA2~PA3分别控制Y方向步进电机的两相。
控制系统硬件接口电路设计
驱动系统设计
传动驱动部分包括步进电机的驱动和电磁铁的驱动，步进电机须满足快速急停、定位和退刀时能快速运行、工作时能带动工作台并克服外力（如切削力、摩擦力）并以指令的速度运行。在定位和退刀时电磁铁吸合使绘笔抬起，绘图时能及时释放磁力使笔尖压下。
（1）步进电机驱动电路和工作原理
步进电机的速度控制比较容易实现，而且不需要反馈电路。设计时的脉冲当量为，步进电机每走一步，工作台直线行进。步进电机驱动电路中采用了光电偶合器，它具有较强的抗干扰性，而且具有保护CPU的作用，当功放电路出现故障时，不会将大的电压加在CPU上使其烧坏。
该电路中的功放电路是一个单电压功率放大电路，当A相得电时，电动机转动一步。电路中与绕组并联的二极管D起到续流作用，即在功放管截止是，使储存在绕组中的能量通过二极管形成续流回路泄放，从而保护功放管。与绕组W串联的电阻为限流电阻，限制通过绕组的电流不至超过额定值，以免电动机发热厉害被烧坏。
由于步进电机采用的是二相四拍的工作
方式，二相四拍为AB—Ab—ab—Ab—AB，其
中A和a代表A相绕组正端和负端功率桥信
号，其中B和b代表B相绕组正端和负端功
率桥信号。
（2）电磁铁驱动电路
该驱动电路也采用了光电偶合器，但其功放电路相对简单。其光电偶合部分采用的是达林顿管，因为驱动电磁铁的电流比较大。
（3）电源转换
两电机同时工作再加上控制系统用电，所需电源容量比较大，需要选择大容量电源。此系统中用到的电源电压为27V、12V、5V，为了便于管理和电源容量需求，就采用了标准的27V电源作为基准，通过芯片进行电压转换得到所需的12V
和5V电压。
电路中在转换芯片的前后有两个电容，前面电容起防止自激作用，后面电容起滤波作用。此外，在具体应用的过程中，LM7805必须加上散热片。
4.控制系统软件设计
对于MCS-51系列的8031单片机的程序设计，由于所需实现的功能较简
单，采用汇编的形式。编译器采用Keil 编译软件。该编译器是51系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持C语言编译。同时具有完善的调试功能。
控制系统软件总体方案设计
流程图
图4-1 主程序流程图
主流程设计
CTL EQU 3FF8H ;8255地址
PA EQU 3FF9H
PB EQU 3FFAH
PC EQU 3FFBH
CMD EQU 02H
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP INT0IS ；外部中断0入口
ORG 000BH
AJMP TM0IS ；定时器0中断入口
ORG 0013H
AJMP INT1IS ；外部中断1入口
ORG 001BH
AJMP TM1IS ；定时器1中断入口
ORG 0100H
MAIN：ANL P1，0EFH
SETB IT0 ；外中断负跳沿触发
SETB IT1
MOV A，CTL
MOV DPTR，A
MOVX @DPTR，CMD ； A口输入，B口输出，C口输入
SETB EX0 ；允许外中断0
SETB EX1 ；允许外中断1
SETB PX0
SETB PX1 ；设置优先级
SETB EA ；开总中断
LOOP：AJMP LOOP ；等待中断
在等待中断的过程中，如果有中断到来，先检查中断0的状态，是中断0则进入中断0的中断服务INT0IS，是中断1则进入中断1的中断服务INT1IS。
中断服务0是由4个行程开关触发的，它触发后通过单片机读取PA口内容，然后将结果反馈到PB口的LED上。
中断服务1有6个中断源，这六个中断源
分别是手动X正方向运行，手动X负方向运行，
手动Y正方向运行，手动Y负方向运行，复位和
绘制圆弧。
中断服务流程设计
INT0中断服务流程图
NT0IS：PUSH ACC
PUSH DPTL
PUSH DPTH
PUSH PSW
MOV A，PA
MOV DPTR，A
MOVX A，@DPTR ；读PA口内容
MOV R2，A
MOV A，PB
MOV DPTR,A
MOV @DPTR,R2；A口状态输到B口LED灯 MOV A，R2
CPL A ；A取反
ANL A，#03H ；屏蔽高6位
JZ A，TM2C
SETB
SETB
SETB
TM2C： MOV A，R2
CPL A
ANL A，#0CH
JZ A，RETIN
SETB
SETB
SETB
RETIN：POP PSW
POP DPTH
POP DPTL
POP ACC
RETI
中断服务流程图
中断服务流程图如下
图4-3服务中断图
INT1IS：CLR EX1 PUSH ACC
PUSH PSW PUSH DPTL PUSH DPTH
CLR
MOV A，PC MOV DPTR，A MOVX A，@DPTR；读PC口内容
MOV R1，A ANL R1，#0FH
MOV A，PB
MOV DPTR，A
MOV A，@DPTR；读PB口内容
ANL A，#0FH
SWAP A
ORL A，R1
MOV R2，A
MOV A，PB
MOV DPTR，A
MOVX @DPTR，R2；数据输入PB口 INC DPTL
MOV A，@DPTR
JNB ，RST
JNB ，X+EN
JNB ，X-EN
JNB ，Y+EN
JNB ，Y-EN
JNB ，ARC
LOOP1：POP DPTH
POP DPTL
POP PSW
POP ACC
SETB EX1
RETI
软件调试
机电课程设计XY数控进给工作台设计
机电课程设计XY数控进给工作台设计
大学 课程设计（论文） 内容：X-Y数控进给工 作台设计 院(系)部：机械工程学院 学生姓名： 学号: 专业：机械电子工程 班级： 指导教师： 完成时间：2010-10-08
摘要 当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 关键字：机电一体化的基础基本组成要素特点发展趋势
目录 第一章课程设计的目的、意义及要求 (4) 第一节课程设计的目的、意义 (4) 第二节课程设计的要求 (4) 第二章课程设计的内容 (5) 第一节课程设计的内容 (5) 第二节课程设计的内容 (5) 第四章数控系统总体方案的确定 (6) 第五章机械部分设计 (7) 第一节工作台外形尺寸及重量初步估算 (7) 第二节滚动导轨副的计算、选择 (8) 第三节滚珠丝杠计算、选择 (10) 第四节直流伺服电机的计算选择 (12) 第五节联轴器计算、设计 (14) 第六节限位开关的选择 (15) 第七节光电编码器的选择 (15) 第六章机床数控系统硬件电路设计 (15) 第一节设计内容 (17) 第二节设计步骤························
数控机床课程设计说明书
目录 1、前言 (2) 2、控制系统硬件的基本组成 (2) 2.1系统扩展 (2) 2.1.1 8031芯片引脚 (3) 2.1.2 数据存储器的扩展 (6) 2.1.3 数据存储器的扩展 (7) 3、控制系统软件的组成及结构 (9) 3.1 监控程序 (10) 3.1.1 系统初始化 (10) 3.1.2 命令处理循环 (10) 3.1.3 零件加工程序（或作业程序）的输入和编辑 (10) 3.1.4 指令分析执行 (10) 3.1.5 系统自检 (11) 3.2 数控机床控制系统软件的结构 (11) 3.2.1 子程序结构 (12) 3.2.2 主程序加中断程序结构 (12) 3.2.3 中断程序结构 (12) 4 、心会得体 (13) 5 、参考文献 (14)
1 、前言 数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。数控机床控制系统的作用是使数控机床机械系统在程序的控制下自动完成预定的工作，是数控机床的主要组成部分。 2、控制系统硬件的基本组成 数控机床控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。控制系统在使用中的控制对象各不相同，但其硬件的基本组成是一致的。控制系统的硬件基本组成框图如图1所示。 图1 控制系统硬件基本组成框图 在图1中，如果控制系统是开环控制系统，则没有反馈回路，不带检测装置。 以单片机为核心的控制系统大多采用MCS-51系列单片机中的8031芯片单片机，经过扩展存储器、接口和面板操作开关等，组成功能较完善、抗干扰性能较强的控制系统。 2.1系统扩展 以8031单片机为核心的控制系统必须扩展程序存储器，用以存放程序。同时，单片机内部的数据存储器容量较小，不能满足实际需要，还要扩展数据存储
xy数控工作台课程设计
X-Y 数控工作台课程设计 一、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：X —Y 数控工作台的机电系统设计 任务：设计一种供立式数控铣床使用的X —Y 数控工作台，主要参数如下： （1）工作台面尺寸C ×B ×H ＝185mm ×195mm ×27mm ； （2）底座外形尺寸C1×B1×H1＝385mm ×385mm ×235mm ； （3）工作台加工范围X=115mm Y=115mm ； （4） X 、Y 方向的脉冲当量均为0.005mm 、脉冲；X 、Y 方向的定位精度均为±0.01mm ； （5）负载重量G=235N ； （6）工作台空载最快移动速度为3m/min ； 工作台进给最快移动速度为1m/min 。 （7）立铣刀的最大直径d=20mm ； （8）立铣刀齿数Z=3； （9）最大铣削宽度20e a mm ；
（10）最大被吃刀量10p a mm 。 1．2总体方案的确定 图1-1 系统总体框图 （1）机械传动部件的选择 ① 导轨副的选择 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承载的载荷不大，但脉冲当量小，定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 ② 丝杠螺母副的选择 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量和±0.01mm 的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙，而且滚珠丝杠已经系列化，选用非常方便，有利于提高开发效率。 ③ 减速装置的选择 选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输
数控技术课程设计
目录 1前言 (1) 2设计任务与内容 (1) 3设计步骤 (1) 3.1数控车床加工零件 (1) 3.1.1零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定 (1) 3.1.2加工方案 (2) 3.1.3选择机床设备 (2) 3.1.4选择刀具 (2) 3.1.5确定切削用量 (3) 3.1.6数控加工工序卡片 (3) 3.1.7确定工件坐标系、对刀点和换刀点 (3) 3.1.8编写程序 (4) 3.1.9加工程序仿真.....................................................错误！未定义书签。 3.2数控铣床加工零件 (5) 3.2.1零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定 (5) 3.2.2加工方案 (5) 3.2.3选择机床设备 (5) 3.2.4选择刀具 (5) 3.2.5确定切削用量 (6) 3.2.6数控加工工序卡片 (6) 3.2.7确定工件坐标系、对刀点 (6) 3.2.8编写程序 (6) 3.2.9加工程序仿真.....................................................错误！未定义书签。 4.结语 (8) 5 参考文献 (9)
1前言 数控技术课程设计是高等院校机械专业类各专业实践性很强的，重要的课程设计。针对各用人单位对大学毕业生人才技能需要，对于工科专业的大学生，在培养过程中学生应该自主加强自己的实践动手能力。数控技术课程设计其主要的研究对象有两个：一个是关于轨迹控制装置的设计，另一个是关于顺序控制装置的设计。通过课程设计将学生能够紧密结合生产实际，机械电子有机结合，是学生通过课程设计初步掌握改造一般车床，设计数控机床的方法与步骤，为学生在今后的工作打下良好的基础。 设计目的 1，加强数控机床结构设计的模块化训练 2加强数控机床功能部件的选型与设计计算的训练 3坚强数控机床的整机设计中应该把握的主要问题的训练 2设计任务与内容 分别用关数控车床和铣床加工各加工一个零件： 零件（1）零件（2） 3设计步骤 3.1数控车床加工零件 工件毛胚的材料为尼龙棒，编写程序并加工成工件。 3.1.1零件结构工艺分析、毛坯及加工定位基准的确定 （1）零件图的分析
数控加工课程设计说明书
南昌航空大学 《数控加工工艺与编程》 课程设计说明书 学院：航空制造工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 课程名称：《数控加工工艺与编程》课程设计 学生姓名：王瑞祥学号：12031335 设计题目：复杂阶梯轴的数控加工工艺与编程设计 起迄日期:2015年11月9日~11月13日 指导教师:于斐 上交资料要求：1、电子文档：零件的模型与工程图文档、NC 文件、设计说明书word稿等 2、设计说明书纸质打印稿等（与电子档相同）
课程设计任务书 1．设计目的： 本课程设计是《CAM 技术与应用》课程配套的实践性教学环节，要求学生在学完该课程后，结合前期所学相关知识，通过查阅资料、设计某中等复杂程度零件的机械加工工艺过程，并重点熟悉其中数控加工自动编程与应用的内容。通过设计使学生掌握零件的建模、工程图与数控编程的设计方法，并撰写设计说明书，达到一次综合数控加工工艺与编程的训练目的。 2．设计内容与要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）： 2.1原始数据：教师指定或学生自行设计一个中等复杂程度的含有数控加工要求 的零件（零件结构要求包含 UG 中不少于两种不同类别的加工方式：即零件结构中包含普通加工机床不便或不能加工的几何结构特征，并至少用到 UG 中的平面铣、型腔铣、固定轴轮廓铣、孔或孔系加工、车削加工中的两种加工方法），并完成其三维建模与工程图设计工作。 2.2技术要求：数控加工的内容是基于三轴数控铣床或加工中心或二轴数控车床 加工为主，按照单件小批量生产纲领，默认为典型材料 45 钢（允许指定其他材料）。 2.3设计要求：设计要求完成以下工作： 1）零件三维建模与工程图设计。 2）零件的加工工艺过程设计。（允许在设计说明数中完成） 3）基于 UG 的数控加工编程设计（包括：工件坐标系与毛坯的设定，刀具的设定，加工方法的设定（粗、半精和精加工等），编程过程中的相关参数设定，生成数控加工轨迹并分析，加工模拟的仿真，后处理生成 N 加工代码。）4）撰写设计说明书。（设计说明书要求采用图文并茂的方式描述设计过程、相关参数的设定分析与选值说明，刀路轨迹和比较、分析与说明，NC 代码的必要说明等） 3．成绩评定： 成绩：指导教师签名： 评语： 摘要
数控技术课程设计说明书(doc 32页)
新乡学院 2013年 12 月 前言 数控加工作为机械制造业中先进生产力的代表，经过十余年的引进与发展，已经在汽车、航空、航天、模具等行业发挥了巨大的作用。它推动了企业的技术进步和经济效益的增长。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程，它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。 随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主题。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 数控编程课程设计是我们机械设计制造及其自动化专业切削方向学生在学习完本科大纲要求的“数控编程”“工艺设计”后进行的一次综合性课程设计。本课程设计的目的在于通过编程，并在数控加工仿真软件中进行仿真，使我们熟悉数控车床编程流程。当然，由于水平有限，在设计中有很多纰漏，恳请老师指正。
目录1.................................. 课程设计任务书2 1.1、 ................................ 目的与要求 2 1.2、课程设计内容 (2) 1.3、课程设计步骤与方法 (2) 1.4、课程设计说明书与图纸 (3) 1.5、课程设计进度表 (3) 2................................ 零件的数控工艺分析4 2.1、工艺分析 (4) 2.2、工件定位与装夹 (6) 2.3、机床的合理选用 (7) 2.4、选择刀具和确定切削用量 (7) 2.5、确定走刀路线 (9) 3.................................. 轨迹坐标的计算11 3.1、基点坐标计算 (11) 4................................ 数控加工程序的编制14 4.1、左半部分程序的编制 (14) 4.2、右半部分程序的编制 (14) 5............................. 加工程序的调试及运行结果16 5.1、仿真软件简介 (16) 5.2、加工仿真过程叙述 (16) 5.3、加工仿真结果 (21) 总结 (29)
XY工作台设计说明书
目录 一、机电专业课程设计目的 (3) 二、总体方案设计 (3) 三、机械系统设计 (4) 1、计工作台外形尺寸及重量估算 (5) 2、电动机滚动导轨的参数确定 (5) 3、滚珠丝杠的设计计算 (6) 4、步进电机的选用 (7) 四、绘制装配图 (9) 五、电气原理图设计 (10) 1、功率单片机的选择 (10) 2、外部程序存储器的扩展 (10) 3、外部数据存储器的扩展 (10) 4、I/O口扩展电路 (11) 5、显示器接口设计 (11) 6、键盘接口电路设计 (11) 7、步进电机的接口电路设计 (11) 8、其他 (11) 六、参考文献 (12)
一、机电专业课程设计目的 本课程设计是学生在完成专业课程学习后，所进行的机电一体化设备设计的 综合性训练。通过该环节达到下列目的：（1）巩固和加深专业课所学的理论知识； （2）培养理论联系实际，解决工程技术问题的动手能力；（3）进行机电一体化设备设计的基本功训练，包括以下10方面基本功：1）查阅文献资料；2)分析与选择设计方案；3）机械结构设计；4）电气控制原理设计；5）机电综合分析；6） 绘工程图；7）运动计算和精度计算；9）撰写设计说明书；10）贯彻设计标准。 二、总体方案设计 2.1 设计任务 （1）题目：二坐标数控工作台设计。 （2）设计内容及要求： 1）工作台总装图一张（0号图纸） 2）控制电气图一张（1号图纸） 3）设计说明书一份（10-20页） 4）具体设计参数如下： 台面尺寸：140180? 行程X ：140；Y:110 定位精度：mm X 300/013.0± mm Y 300/015.0± 典型工艺参数：台面速度 X: min /0.2m ，Y ：min /0.2m ； 进给抗力 X: 225N ； Y:150N ； 工作物重：8Kg 。 2.2 总体方案确定 （1）系统的运动方式与伺服系统 由于工件在移动的过程中受到负载力较小，为了简化结构，降低成本，采用
数控机床课程设计：设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真
太原科技大学数控技术课程设计 学院：机械工程学院 专业：机械电子工程 班级：机电091201班 姓名：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦 时间：2013年1月15号
数控技术课程设计任务书 一、课程设计题目： 设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真 二、课程设计目的： 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。 三、课程设计内容： 1.毛坯图一张 2.零件图一张 3.机械加工工艺过程卡一张 4.机械加工工序卡四张 5.仿真结果图一张 6.设计说明书一份 班级：机电091201 学生：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦宋建军 教研室主任：贾育秦
目录 一、前言第3页 二、零件图的工艺分析第3页 1.加工内容第4页 2.毛坯的选择第4页 3.定位基准的确定第4页 4.加工顺序的确定第4页 5.加工工序、工步的确定第5页 三、机床的选择第6页 四、刀具的选择第6页 五、夹具的选择第7页 六、量具的选择第7页 七、切削用量的确定第7页 八、机械加工时间的计算第8页 九、编写数控部分程序第9页 十、数控仿真及其结果第10页十一、总结第13页十二、参考文献第14页
一、前言 制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械、机电专业的人才带来新的机遇和挑战。 随着我国综合国力的进一步加强。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心。现如今，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。这就体现了学好数控技术的重要性。 这次课程设计让我们更好的熟悉数控车床、确定加工工艺、学会分析零件、学会简单的程序编程以及数控仿真，为走上工作岗位打下坚实的基础。 二、零件图的工艺分析
XY工作台 课程设计 数控
数控机床课程设计说明书 设计课题：X-Y数控工作台设计 院别： 专业班级： 学号： 姓名： 指导老师：
摘要...................................................................................................................................... I 一前言. (1) 二设计任务 (1) 三设计主要步骤 (2) （一）确定设计总体方案 (2) 1、初拟机械传动部件方案： (2) 2、方案对比分析： (2) 3、最终方案： (3) （二）机械传动部件的计算与选型 (3) 1 导轨上移动部件的重量估算。 (3) 2 计算切削力 (3) 3 滚珠丝杠传动设计计算及校验 (5) 4 步进电机的传动计算及电动机的选用 (10) 5 滑动导轨的设计计算 (16) 6 其余部件的选取 (17) 结论 (20) 致谢 (21) 参考文献 (21)
21世纪以来，人类经济高速发展，人们生活发生了日新月异的变化，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 关键字：十字工作台；滚珠丝杠；滚动导轨；步进电机
XY 工作台课程设计说明书
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（电气部分）学院：信息工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机械三班 姓名：胡忠钦 学号： 10901313 指导老师：季国顺金成柱聂欣
目录 一、总体方案设计 (1) 1.1设计任务 (1) 1.2总体方案确定 (1) 二、机械系统设计 (4) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (4) 2.2 导轨参数确定 (4) 2.3 滚珠丝杆的设计计算 (4) 2.4步进电动机减速箱设计 (6) 2.5 步进电机的选型与计算 (6) 三、控制系统硬件设计 (8) 3.1 CPU (8) 3.2 驱动系统设计 (10) 3.2.1步进电机的驱动电路 (10) 3.2.2电磁铁驱动电路 (12) 3.2.3电源转换 (12) 四、控制系统软件 (13) 4.1控制系统软件总体方案设计 (13) 4.2主流程设计 (13) 4.3中断服务流程 (15) 4.3.1 INTO中断服务流程图 (15) 4.3.2 INTI 中断服务流程图 (16) 4.4软件调试 (17) 4.4.1 复位程序流程图 (17) 4.4.2 X轴电机点动正转程序流程图 (19) 4.4.3 绘制圆弧程序流程图 (20) 4.4.4 步进电机步进一步程序流程图 (21) 五、总结 (22) 六、参考文献 (23) 七、附录 (24)
一、总体方案设计 1.1机电专业课程设计的任务 主要技术指标： 一定的规格要求（负载重量G=500N；台面尺寸C×B×H=240×254×15mm；底座外形尺寸C1×B1×H1=550×550×184mm；最大长度L=678mm；工作台加工范围X=300mm；Y=300mm；工作台最快移动速度为1m/min；重复定位精度为± 0.02mm，定位精度为±0.04mm； 设计具体要求完成以下工作： （1）数控工作台装配图1张； （2）数控系统电气原理图1张； （3）设计说明书页1本； 所有图样均采用CAD绘制打印，设计说明书按规定撰写。 1.2 总体方案确定 图1-1 系统总体框图
数控铣床课程设计
机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目：“王”字凸台 专业：机械设计制造及其自动 班级：机制1201 姓名：王超 学号：1209331031 成绩： 指导教师：张丽娟 2015年4月25日 .
目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)
一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习，要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件，并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺，独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计，使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计，掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编制的相关知识，将理论知识与实际工作相结合，并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3．课程设计任务 根据本任务书相关技术要求，完成零件设计，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。
《数控机床编程》课程设计班级：机械设计制造及其自动化姓名：王超 二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践，因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。
机床数控技术课程设计说明书
机床数控技术课程设计 说明书 姓名： 学号： 指导教师： 机电学院 2013 年1 月
一、任务说明 1.需要完成的基本任务 DL4———DDA法插补第四象限直线 PC14———逐点比较法插补1--4象限逆圆弧 2.课设要求 （1）具有数据输入界面，如输入直线插补的起点、终点，圆弧插补的起止点圆心或半径，插补的步长等； （2）具有插补过程的动态显示功能，如单步插补、连续插补等； （3）插补的步长可调； （4）直线的起点、圆弧的圆心在坐标系中的位置可变（即直线的起点、圆弧的圆心可不设定在坐标原点） 3.实际完成的任务 （1）实现用DDA法插补任意象限的直线，可输入起点、终点、步长、寄存器位数，且起点任选；可选择插补的象限；可实现连续插补、单步插补。 （2）实现用逐点比较法插补一、四象限的顺圆弧，可输入圆弧的起点、终点、圆心、步长，且圆心任选。 4.使用的编程语言 使用matlab 编程，实现用户界面设计。 二、程序模块说明及流程图 在这里要说明，以下所提到的一、四象限表示将坐标轴原点平移到直线起点，圆弧圆心后直线，圆所处在的象限是一、四象限。 （一）DDA法插补直线 1功能说明 对于DDA法插补直线按“连续插补”，“单步插补”和“理论直线”三个按钮内的主要程序进行说明。 首先绘制理论直线，利用点斜式绘制直线。考虑到竖直情况下的直线的时候，可以直接绘出，所以不作具体设计。再利用界面上的连续插补按钮利用DDA法将直线插补出来。再通过在matlab源文件中设置全局变量实现单步插补。另外界面上还设计有清空、退出等功能。
2原理 1）累加次数m 设直线起点（0,0），终点（Xe,Ye），设进给速度V是均匀的，直线长度为L，则有V/L=Vx/Xe=Vy/Ye=k;有Vx=kXe,Vy=kYe 在△t时间，XY方向上移动的距离△x△y为 △x= kXe△t △y= kYe△t 在m次累加后，XY方向上都分别到达终点，则 Xe= mkXe△t Ye= mkYe△t 取△t=s,则mk△t=1而一般去K=1/(2^n),则m=2^n/s； 2）起点非原点时，被积函数寄存器Jvx中存放的应该是终点与起点之差； 3）把第一象限推广到其他象限时，只需要改变进给方向。 DDA直线插补程序设计变量说明
XY工作台设计说明书
目录 一、总体 (2) 二、机械结构设计 (3) 1、脉冲当量和传动比的确定 (3) 2、机械部件(工作台)总体尺寸 (3) 3、工作载荷分析及计算 (4) 4、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (5) 5、导轨的选型和计算 (10) 6、联轴器的选择及计算 (11) 7、传动系统等效转动惯量计算 (12) 8、步进电机的选用 (13) 三、控制系统设计 (18) 1、控制系统硬件的基本组成 (18) 2、接口程序初始化及步进电机控制程序 (19) 3、直线圆弧插补程序设计 (22) 四、设计总结 (30) 参考文献 (31)
一、 总体 1、总体参数 设计一个数控XY 工作台及其控制系统。该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。已知的设计参数如下： 2、开、半闭、闭环选择 开环伺服系统——步进电机驱动——没有检测装置 半闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——脉冲编码器——速度反馈 闭环伺服系统——交流或直流伺服电机驱动——位置检测装置——位置反馈 本设计采用开环步进电机驱动。 3、传动初步设计 电动机——联轴器——滚珠丝杠——工作台 4、系统组成框图 大致确定为：控制、接口、驱动、传动再到执行。 即为XY →→→→控制器接口电路驱动装置传动机构工作台 5、机械传动系统简图 X 轴与Y 轴的传动系统简图都如图所示
二、机械结构设计 1、脉冲当量和传动比的确定 1.1、脉冲当量的确定 根据机床或工作台进给系统所需要的定位精度来选定脉冲当量。考虑到机械传动系统的误差存在，脉冲当量值必须小于定位精度值。本次设计给定脉冲当量 为0.01mm 。 1.2、传动比的确定 传动比计算公式：P b L i δθ3600 = （参考文献【1】式2－1） 其中：b θ为步进电机的步距角，0L 为滚珠丝杠导程，P δ为系统脉冲当量。根据传动设计，采用联轴器，初选电机步距角?=9.0b θ，丝杠导程mm L 40=， mm P 01.0=δ。 则其传动比101 .03604 9.03600=??== P b L i δθ 2、机械部件(工作台)总体尺寸 由于工作台的加工范围为X ＝250mm ，Y ＝200mm 。工作台尺寸一般为工作台加工范围的1.1倍。所以：X ＝250×1.1＝275mm, Y ＝200×1.1＝220mm ，其厚度初定为30mm 。 选择工作台的型槽为T 型槽，查电子版《袖珍机械设计师手册》中的T 型槽和相应螺栓(摘自GB/T158-1996) 表3-25T 型槽和相应螺栓尺寸，可得所选T 型槽的参数： A ＝10mm B ＝18mm C ＝8mm H ＝21mm 间距取50mm p δ
数控技术课程设计
南湖学院 课程设计报告书题目：数控技术课程设计 系部：机械与电子工程系 专业：机械设计制造及其自动化 班级：N机自08-4F 姓名：刘文鹏 学号：2 4 0 8 1 9 0 0 3 6 4 2011年6 月5 日
南湖学院 课程设计任务书 设计题目：数控技术课程设计 系部：机电系 专业：机械设计制造及自动化 学生姓名: 刘文鹏学号: 24081900364 起迄日期: 2011年 5月28日至2011年6月5日 指导教师:谭华
《数控技术》课程设计任务书 一、课程设计目的 本课程设计是学完数控编程之后，进行的下一个实践性教学环节，它一方面要求学生能根据零件图，用ISO码编制数控加工程序，熟悉加工程序输入、检查、编辑及执行的方法，另一方面，为今后的毕业设计、今后从事数控加工进行一次综合训练。 二、课程设计任务 根据指导书提供的零件图及相关技术要求，选择车床和铣床加工零件各一个，选择某种数控系统的编程指令编程，并进行数控加工仿真。 三、设计题目、内容及步骤（具体题目见附录） 1．根据零件图样要求、毛坯情况，确定工艺方案及加工路线； 2．选择机床设备； 3．选择刀具； 4．确定切削用量； 5．确定工件坐标系、对刀点和换刀点； 6．编写程序。 四、完成的工作量 1、设计说明书一份，包括课程设计目的，本人的设计任务，设计步骤，结论，心得体会； 2、上交加工程序的仿真界面和图形。 五、进度安排 按教学计划的规定，本课程设计时间为二周 方案确定约占20％ 坐标点的计算约占15％ 程序的编制约占25％ 程序的仿真、效验和调试约占25％ 编写设计说明书约占15％
立式数控铣床X-Y数控工作台课程设计
课程设计 课程名称：数控技术课程设计 学院：机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号： 年级：任课教师： 2012年 1 月 16 日
课程设计任务书
课程设计（论文）任务书 学生姓名：指导教师： 任务书发出时间2011年12月25日 设计时间2011年12月26日——2012年1月16日 设计（论文）题目数控技术课程设计 设计（论文）内容 ①结合设计任务的要求拟定总体机械和电气控制设计方案。 ②根据拟定的机械设计方案进行二坐标数控工作台的机械结构设计计算和元件的 选用。 ③根据拟定的电气设计方案进行数控系统控制电路的框图设计及驱动控制电路的 计算和元件选用。 ④根据指定要求进行有关软件的流程图设计。 ⑤对指定的软件程序进行编写。 ⑥进行机械结构的工程图和电气原理图的绘制。 ⑦编写设计说明书。 设计（论文）的要求（含说明书页数、图纸份量） ①方案拟定正确。 ②设计计算根据来源可靠，计算数据准确无误。 ③元气件选用正确规范符合国家颁布标准。 ④机械结构图纸绘制视图完整、符合最新国家标准，图面整洁、质量高。 ⑤电气部份图纸要求符合国家标准，图面布局合理、整洁、质量高。 ⑥机械和电气部份图纸总量为 1.5 张“0”号图量，其中含机械装配图1～2张、 电气控制原理框图及计算机I/O接口和驱动控制电路等电气原理图1～2张。 ⑦课程设计说明书应阐述整个设计内容：如课题来源现实意义、总体方案确定、 系统框图分析、电气执行元件的选用说明、机械传动和驱动电路的设计计算以 及机械和电气的其它部分。说明书要突出重点和特色，图文并茂、文字通畅、 计算正确、字迹清晰、内容完整。说明书页数不少于 20 页
数控机床电气控制及PLC技术课程设计-任务书
设计总体要求： 1、PLC的型号选择 2、设计PLC 的I/O接线图 3、完成主电路设计以及相应电器元件的选择 4、完成梯形图的设计 5、提交设计说明书 题目1数控钻床主轴进给控制系统PLC设计 控制要求： 卧式数控钻床采用G83指令完成钻深孔加工，动作如图，钻头初始位置在原点（光电开关SQ1处），按下启动按钮SB1，钻头进给至光电开关SQ2处后返回原点，然后再进给至光电开关SQ3处返回原点，以此类推，最后返回原点停止，主轴进给动作结束。
题目2 CA6140卧式车床的PLC改造 控制要求：CA6140卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成CA6140卧式车床的电气改造。
题目3 C650卧式车床的PLC改造 控制要求：C650卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成C650卧式车床的电气改造。 题目4 抢答器控制 控制要求： 1.系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效； 2.抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效； 3.主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；
题目5 十字路口交通灯控制控制要求：
题目5自动售货机控制 控制要求： 课题6 自动售货机 在上图中，按M1、M2、M3按钮，模拟投入货币，Y0显示投入的货币的数量，按动“QS”和“CF”按钮分别代表购买“汽水”和“咖啡”。出口处的“E”和“F”表示“汽水”和“咖啡”已经取出。购买后Y0显示剩余的货币，按下“ZL”找零按键： 1.按下“M1”、“M2”、“M3”三个开关，模拟投入1元、2元、3元的货币，投入的货币可以累加起来，通过Y0的数码管显示出当前投入的货币总数。 2.售货机内的二种饮料有相对应价格，当投入的货币大于等于其售价时，对应的汽水指示灯C、咖啡指示灯D点亮，表示可以购买。 3.当可以购买时，按下相应的“汽水按钮”或“咖啡按钮”，同时与之对应的
数控加工工艺课程设计指导书
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
xy数控工作台课程设计样本
本科生专业课程设计 学生姓名: 学号: 专业名称: 班级: 指导教师: 5 月
目录 任务书....................................................................... 错误!未定义书签。 二、总体方案的确定.................................................... 错误!未定义书签。 三、机械传动部件的计算与选型................................ 错误!未定义书签。 四、工作台机械装配图的绘制.................................... 错误!未定义书签。 五、工作台控制系统的设计........................................ 错误!未定义书签。参考文献 ......................................................................... 错误!未定义书签。附件1 .............................................................................. 错误!未定义书签。附件2 .............................................................................. 错误!未定义书签。附件3 .............................................................................. 错误!未定义书签。附件4 .............................................................................. 错误!未定义书签。
机电一体化课程设计C6140卧式车床数控化改造设计
目录 1设计任务 (2) 2设计要求 (2) 2.1总体方案设计要求 (2) 2.2其它要求 (3) 3进给伺服系统机械部分设计与计算 (3) 3.1进给系统机械结构改造设计 (3) 3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (3) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (3) 3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 4步进电动机的计算与选型 (11) 4.1步进电动机选用的基本原则 (11) 4.1.1步距角α (11) 4.1.2精度 (11) 4.1.3转矩 (11) 4.1.4启动频率 (12) 4.2步进电动机的选择 (12) 4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (12)
4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 ................................................................... 12 5电动刀架的选择 .................................................................................................................... 12 6控制系统硬件电路设计 ...................................................................................................... 19 6.1控制系统的功能要求 ................................................................................................... 19 6.2硬件电路的组成： ........................................................................................................ 19 6.3电路原理图 ..................................................................................................................... 20 7总结 ........................................................................................................................................... 21 8参考文献 . (22) 1设计任务 设计任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。 主要技术指标如下： 1) 床身最大加工直径400mm 2) 最大加工长度1000mm 3) X 方向（横向）的脉冲当量 mm/脉冲，Z 方向（纵向）脉冲 当量 mm/脉冲 4) X 方向最快移动速度v xmax =3000mm/min ，Z 方向为v zmax =6000mm/min 5) X 方向最快工进速度v xmaxf =400mm/min ，Z 方向为v zmaxf =800mm/min 6) X 方向定位精度±0.01mm ，Z 方向±0.02mm 01 .0=x δ02 .0=z δ
数控技术课程设计
1、绪论 1.1数控机床在制造业中的地位 制造业是国民经济和国防建设的基础性产业，先进制造技术是振兴传统技术是振兴制造业的技术支撑和发展趋势，是直接创造社会财富的主要手段，谁掌握先进制造技术，谁就能够占领市场。而数控技术是先进制造技术的基础技术和共性技术，已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一。 历史经验告诉我们，落后就要挨打。无论是从经济还是从战略的角度，我国都应该加大数控产业发展的力度。为此，我国已把发展数控技术作为振兴制造业的重中之重。 我国数控技术及产业尽管在改革开放后取得了显著的成就，开发出了具有自主知识产权的数控平台，即以PC为基础的总线式、模块化、开放型的单处理器平台，开发出了具有自主知识产权的基本系统，也研制成功了并联运动机床，但是我过的数控技术及产业与发达国家相比仍然有比较大的差距，其原因是多方面的，但是最重要的是数控人才匮乏。 1.2本课题研究目的 通过本课程设计的训练，使学生在学完机床数控技术及相应的机床电器及PLC等课程之后，能够运用所学的知识独立完成数控车、数控铣和加工中心的进给传动系统设计，从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的实际操作能力。 1．运用所学的理论知识，进行数控系统设计的初步训练，培养学生的综合设计能力； 2．掌握进给系统设计的基本技能，掌握导轨、滚珠丝杠螺母副的选型与计算； 3．掌握进给传动系统的动态特性分析方法； 4．具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力； 5. 基本掌握编写技术文件的能力。
2立式数控铣床工作台（X 轴）设计 2.1 原始数据与技术条件 工作台、工件和夹具的总质量1200m kg =（所受的重力11760W N =），其中，工作台的质量0510m kg =（所受的重力05000W N =）；工作台的最大行程 600p L m m =；工作台快速移动速度max 15000/min mm υ=；工作台采用贴塑导轨， 导轨的动摩擦系数0.15μ=，静摩擦系数0.2o μ=；工作台的定位精度为30m μ，重复定位精度为20m μ；机床的工作寿命为20000h （即工作时间为10年）。 机床采用主轴伺服电动机，额定功率 6.5E P kW =，机床采用端面铣刀进行强力切削，铣刀直径125D m m =，主轴转速272/m in n r =，切削状况如表1表示。 表1 数控铣床的切削状况 2.2 数控铣床总体方案设计 为了满足以上技术要求，采取一下技术方案。 1）工作台工作面尺寸（宽度×长度）确定为400mm ×1200mm 。 2）工作台的导轨采用矩形导轨，在与之相配的东导轨滑动面上贴聚四氟乙烯 （PT-FE ）导轨板。同时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙，在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙，并在与工作台导轨相接触面上和背板接触面上贴塑。