得计算折算到电动机轴上的加速度力矩根据以上计算结果和查表，初选型反应式前进电动机，其转动惯性。而进给传动系统的负载惯量。对于开环系统，般取加速度时间，当机床执行部件以最快速度运动时电动机的最高转速为由此得计算纵向进给系统所需的折算到电动机轴上的各种力矩按上式可得，计算空载启动力矩计算快进力矩计算工进力矩选择驱动电动机的型号选择驱动电动机的型号。根据以上计算和查表，选择国产型反应式步进电动机为驱动电动机，其主要技术参数如下相数步距角，最大静转矩，转动惯量，最高空载启动频率运行频率分配方式，五相十拍质量，。确定最大静转矩。由表给出的机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电动机的最大静转矩的关系可得机械传动系统空载启动力矩与所需的步进电动机的最大静转矩的关系为取和中的较大者为所需的步进电动机的最大转矩，即本电动机的最大静转矩为，大于，可以在规定的时间里正常启动，故满足要求。验算惯量匹配。为了使机械传动系统的惯量达到较合理的匹配，系统的负载惯量与伺服电动机的转动惯量之比般应满足式，即因为∈故满足惯性匹配要求。纵向机械传动系统的动态分析计算丝杆工作台纵向振动的最低的最低固有频率。滚珠丝杠螺母副的综合拉压刚度，机床执行部件的质量和滚珠丝杠螺母副的质量分别为棍子丝杆螺母副和机床执行部件的等效质量为，已知，则计算扭转振动系统的最低固有频率折算到滚珠丝杆轴上的系统总当量转动惯量为已知滚珠丝杠的扭转刚度，则由上述计算可知，丝杆工作台纵向振动系统的最低固有频率，扭转振动系统额最低固有精品了，都比较高，般按的要求来设计机械传动系统刚度，故满足要求。纵向机械传动系统的误差计算与分析计算机械传动系统的反向死区已知进给传动系统的综合拉压刚度的最小值导轨的经摩擦力,由公式可得即，故满足要求计算机械传动系统由综合拉压刚度变化引起的定位误差由上式得即，故满足要求计算滚珠丝杠因扭转变形产生的误差计算由扭转引起的滚珠丝杠螺母副的变形量已知负载力矩，由图得扭矩作用点之间的距离，丝杆底径则由式得由该扭转变形量引起的轴向移动滞后量将影响工作台得定位精度，由式得确定横向滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号确定滚珠丝杠螺母副的精度等级本进给传动系统采用开环空载系统，应该满足下列要求定位精度电耦合电路，将行程开关接至发光二极管的阴极，光敏三极管的输出接至的口。当任何个行程开关被压下的时候，发光二极管就发光，使光敏三极管导通，由低电平变成高电平。可利用软件设计成查询的方法随时检查有无越界信号。也可接成从光敏三极管的集电极输出接至的外部中断引脚或，采用中断方式检查越界信号。越界报警电路如下图所示机床数控系统硬件电路设计该系统选用系列的作为主控制器。扩展存储电路为片和片。程序存储器扩展为，数据存储器扩展为。的片选控制端直接接地，该电路始终处于选中状态。系统复位以后，从开始执行监控程序。的片选端由译码器的输出提供。所以的空间地址为。系统的扩展接口电路选用通用可编程并行输入输出接口芯片。的片选端接至译码器的的输出端，故控制命令寄存器及口的地址号分别为及。区的地址为。的口为控制工作抬，向电机的接口。为防止功率放大器高电压的干扰，不步进电机接口与功率放大器之间采用光电隔离。键盘与显示器设计在起，的口担任键盘的列线及显示器的扫描控制口的为键盘的行线。的口为显示器的字形输出口。该系统采用共个行列式键盘和位段共阴极显示器。为了增加数码管显示亮度，分别在字形口和字位口加进行驱动。口剩余的线分别作为工作台，四个方向的行程限位控制信号。在软件设计上的口，口设置为输出，口设置为输入。计算机随时巡回检测的电平，当线为时，应立即停止，向电机的驱动，并发出报警信号。另外，光电隔离器的输出端必须采用隔离电源。隔离电源选用三端集成稳压器设计。数控系统总的电气原理图以及图中各元件的参数和型号见附二，附三。结论通过这次毕业设计，让我对工厂实际零件加工的总体工艺流程有了定的了解和掌握，这对我今后参加工作将会有很大的帮助。通过这次毕业设计，使我意识到了自己存在的不足之处，使我也清楚了自己今后应该努力的方向，也使我对以前的知识有了更好更全面的温习和巩固，对以前所学的专业知识总体有了更深入的了解。由于毕业设计的内容涉及到很多的专业知识，如制图公差与技术测量金属工艺机械制造工艺数控机床和夹具数控编程等等，因此毕业设计可以说是对我从高中和大学所学专业知识和技能的综合考查。但毕业设计的完成绝不是学习的终结，我将会很好的总结这次毕业设计的经验，并将其运用到我日后的工作之中去。参考文献范超逸，赵天婵，吴斌方主编数控技术课程设计，华中科技大学出版社赵大兴，高成慧，赵成刚编著工程图学，湖北科技技术出版社。黄华良，彭文生主编机械设计基础高等教育出版社致谢本论文是在胡均安老师的精心指导下完成的到研究方法的选择都给了我悉心的指导。从课题的确定通过这次毕业设计，我学会了如何查阅现有的技术资料如何举反三如何通过改进并加入自己的想法与观点，使之成为自己的东西。并且结合生产知识，培养理论联系实际以及分析和解决工程实际问题的才能，并使大学三年所学的知识得到进步巩固深化和扩展。在此，我对我的论文指导老师彭中波老师表示衷心的感谢，感谢他对我的严格要求，感谢他的监督和指导。其次我要感谢这三年里给我授课的所有老师。感谢你们传给我知识。最后还要感谢参考文献中所列书籍文章及资料的作者。签名王文祥定位精度取滚珠丝杠螺母副的精度等级为级，查表得当螺纹长度为时，查表得，。故满足设计要求。确定滚珠丝杠螺母的规格型号。滚珠丝杠螺母的规格型号为，具体参数如下。公称直径与导程螺纹长度丝杆长度类型与精度类，级精度。数控系统硬件电路设计设计内容按照总统方案以及机械结构的控制要求，确定硬件电路的方案，并绘制系统电气控制的结构框图选择计算机或中央处理单元的类型根据控制系统的具体要求设计存储器扩展电路根据控制对象以及系统工作要求设计扩展接口电路，检测电路，转换电路以及驱动电路等选择控制电路中各器件及电气元件的参数和型号绘制出张清晰完整的电气原理图，图中要标明各器件的型号，管脚号及参数说明书中对电气原理图以及各有关电路进行详细的原理说明和方案论证。设计步骤确定硬件电路的总体方案。数控系统的硬件电路由以下几部分组成主控制器。即中央处理单元总线。包括数据总线，地址总线，控制总线。存储器。包括只读可编程序存储器和随机读写数据存储器。接口。即输入输出接口。数控系统的硬件框图如下所示中央处理单元主控制器的选择系列单片机是集中，端口及部分等为体的功能性很强的控制器。只需增加少量外围元件就可以构成个完整的微机控制系统，并且开发手段齐全，指令系统功能强大，编程灵活，硬件资料丰富。本次设计选用芯片作为主控芯片。存储器扩展电路设计程序存储器的扩展单片机应用系统中扩展用的程序存储器芯片大多采用芯片。其型号有，其容量分别为,。在选择芯片时要考虑与时序的匹配。所能读取的时间必须大于所要求的读取时间。此外，还需要考虑最大读出速度，工作温度以及存储存储器输入输出接口信号变换控制对象外设键盘，显示器，打印机，磁盘机，通讯接口等器容量等因素。在满足容量要求时，尽量选择大容量芯片，以减少芯片数量以简化系统。综合以上因素，选择芯片作为本次设计的程序存储器扩展用芯片。单片机规定口提供为位地址线，同时又作为数据线使用，所以为分时用作低位地址和数据的通道口，为了把地址信息分离出来保存，以便为外接存储器提高低位的地址信息，般采用芯片作为地址锁存器，并由发出允许锁存信号的下降沿，将地址信息锁存入地址锁存器中。由以上分析，采用芯片的程序存储器扩展电路框图如下所示扩展电路框图译码电路数据存储器的扩展由于内部只有字节，远不能满足系统的要求。需要扩展片外的数据存储器。单片机应用系统数据存储器扩展电路般采用,静态数据存储器。本次设计选用芯片作为数据存储器扩展用芯片。其扩展电路如下所示扩展电路框图译码电路在单片机应用系统中，所有外围芯片都通过总线与单片机相连。单片机数据总线分时的与各个外围芯片进行数据传送。故要进行片选控制。由于外围芯片与数据存储器采用统编址，因此单片机的硬件设计中，数据存储器与外围芯片的地址译码较为复杂。可采用线选法译码电路和全地址译码法。线选法是把单独的地址线接到外围芯片的片选端上，只要该地址线为低电平，就选中该芯片。线选法的硬件结构简单，但它所用片选线都是高位地址线，它们的权值较大，地址空间没有充分利用，芯片之间的地址不连续。对于和容量较大的应用系统，当芯片所需的片选信号多于可利用的地址线的时候，多采用全地址译码法。它将低位地址作为片内地址，而用译码器对高位地址线进行译码，译码器输出的地址选择线用作片选线。本设计采用全地址译码法的电路分别如下图所示存储器扩展电路设计单片机所支持的存储系统起程序存储器和数据存储器为独立编址。该设计选用程序存储器和数据存储器组成单片机的外存储器扩展电路，单片机外存储器扩展电路如下扩展电路设计通用可编程接口芯片单片机共有个位并行接口，但供用户使用的只有口及部分口线。因此要进行口的扩展。与微机接口较简单，是微机系统广泛使用的接口芯片。与的连接方式如下图所示键盘，显示器接口电路键盘，显示器是数控系统常用的人机交互的外部设备，可以完成数据的输入和计算机状态数据的动态显示。通常，数控系统都采用行列式键盘，即用口线组成行，列结构，按键设置在行列的交点上。数控系统中使用的显示器主要有和。下图所示为采用接口管理的键盘，显示器电路。它有键和位显示器组成。为了简化秒电路，键盘的列线及显示器的字位控制共用个口，即共用的口进行控制，键盘的行线由口担任，显示器的字形控制由的口担任。键盘显示器接口电路如下所示步进电机驱动电路设计脉冲分配器步进电机的控制方式由脉冲分配器实现，其作用是将数控装置送来的系列指令脉冲按定的分配方式和顺序输送给步进电机的各相绕组，实现电机正反转。数控系统中通常使用集成脉冲分配器和软件脉冲分配器。本设计采用集成脉冲分配器。采用硬件环行分配器的步进电机接口线路图如下光电隔离电路在步进电机驱动电路中，脉冲分配器输出的信号经放大后控制步进电机的励磁绕组。如果将输出信号直接与功率放大器相连，将会引起电气干扰。因此在接口电路与功率放大器间加上隔离电路实现电气隔离，通常使用光电耦合器。光电耦合器接线图如下功率放大器脉冲分配器的输出功率很小，远不能满足步进电机的需要必须将其输出信号放大产生足够大的功率，才能驱动步进电机