图.传动机构设计由于工作台由电机带动做直线运动，因此考虑螺旋传动，螺旋传动的主要目的就是将旋转运动转化为直线运动，同时进行能量和力的传递。根据螺纹副螺旋传动有两种形式，比较如下种类简要特点应用滑动螺旋传动结构简单，制造方便，运转平稳易于自锁，但是摩擦阻力大，传动效率低，有侧向间隙反向有空行程，低速有爬行金属切削机床的进给，分度机构的传动螺旋，摩擦压力机千斤顶的传力螺旋滚动螺旋传动传动效率高以上具有传动的可逆性运转平稳低速不爬行，经过调整预紧可以获得很高的定位精度和较高的轴向刚度，但是结构复杂，抗冲击性能差数控机床，机密机床，测试机械仪器的传动螺旋和调整螺旋，飞行器，船舶等自控系统的传动和传力螺旋该机床受成形零件的形状影响必然要求工作台要有频繁的启动，停止，前行，倒车，而且要求很高的传动效率和精度，所以综合考虑各种因素，应该使用滚珠丝杠副来传动。滚珠丝杠副的设计计算已知条件机床工作台如图.。最大行程考虑向最大成形空间为，考虑喷头体积，最大行程初定于全行程上定位精度.失动量.工作台最高速度成型运动无切削力寿命小时两班工作制年电机直联丝杠，最高转速初步考虑用光杠导向摩擦系数.丝杠用固定固定的安装方式计算步骤.工作台质量夹具与工件质量垂直切削力水平切削力进给速度占用时间比例丝杠转速待定丝杠轴向负荷.按照公式传动比，电机直连丝杠，所以所以丝杠转速按照公式有根据公式滚珠丝杠副在转速条件下的工作时间分别为所受载荷为于是有.滚珠丝杠副在当量载荷以及当量转速下旋转达到预计寿命时承受的最大轴向载荷，设计时要保证有于是有.安装方式选择由于有振动的工况，所以考虑使用固定固定的方式安装，此时圆整，取图.滚珠丝杠安装参数图.滚珠丝杠安装示意图估算允许的滚珠丝杠最大弹性变量按照定位精度的选定。于是由于采用的是固定固定的安装方式，.如此即为按安装方式确定的底径选择内循环反相器双螺母垫片预紧根据样本值，选择型丝杠.丝杠底径满足以上计算要求。按公式满足要求按照精度确定，级精度扭矩计算.理论动态预紧转矩轴向载荷传动效率可取为取为.于是有最大动态摩擦力矩级精度，于是有驱动负载所需最大转动力矩于是，根据有所以，.启动转矩计算启动时间取为加速度因此选定向工作台的电机型号为.因启动，停步而引起的丝杠误差计算，根据材料力学直杆轴向拉伸压缩公式有杆件的抗拉抗压刚度。查样本有于是有.所以符合定位精度要求。图.滚珠丝杠螺母.方向工作台设计相关设计计算导向机构选择向导向机构类似与向，均采用光杠和直线轴承的配合方式，因为布局的考虑，决定把向光杠布置在总体框架后方，方便与前方开取工件的窗口和便于装配。电机选择根据快速成型机的运动特性。工作台完成个断面的扫描以后，轴工作台下降个层高。直到下降到最低的时候，按压行程开关，然后停止，待取出工件以后，工作台和工作台复位，等待下次扫描成型。按照这样的计划，轴使用步进电机驱动，步进电机带动丝杠旋转，使得工作台上升下降，控制器每发出个阶跃脉冲，工作台便下降个断层高度。传动副选择由此可见，轴工作台做低速不连续的运动，要求要有传动机构有自锁性能。于是，优先考虑使用螺杆。传动机构设计滑动螺旋副设计准则滑动螺旋副的失效主要是螺纹磨损，因此螺杆的直径和螺母的高度通常是根据耐磨性计算确定的。传力螺旋应校核螺杆危险界面的强度。青铜和铸铁螺母以及能承受重载的调整螺旋应校核螺纹牙的剪切和弯曲强度，要求自锁的螺杆应校核其自锁性能，精密的传动螺旋应校核螺杆的刚度。有时就是根据刚度确定其直径。当螺杆受压力，其长径又比较大时容易产生侧向弯曲，应校核其稳定性。其直径也可以按稳定性要求确定。转速高的长螺杆，可能产生横向振动，还应校核其临界转速。调整螺旋和部份传力螺旋要求自锁时，应采用单线螺纹，为了提高传动效率，以及要求较高的直线运动速度，可以采用多线螺纹。以得到较大的螺纹升角和导程。根据以上所属原则，结合设计实际情况。可见，向的传动机构应该为单线，自锁的螺杆。传动滑动螺旋副的计算耐磨性计算螺杆中径，因为采用梯形螺纹，.，低速，润滑良好，螺杆的材料选择钢，螺母为铸铁，整体式.暂定为，于是.考虑到动载及压杆稳定的因素。暂定为螺母高度.旋合圈数查表知导程所以圈螺纹工作高度工作压强满足要求自锁性螺纹升角单线螺纹，所以查表知.所以.所以，该螺纹为自锁螺纹。因为螺杆较长，所以有必要进行压杆稳定性校核。取为所以为小柔度杆，采用因为.于是，满足压杆稳定条件。向步进电机选择步进电机参数选择.传动比选择由于采用螺杆传动，考虑到成型机的体积尺寸不能过大，且步进电机的转角可以根据脉冲宽度自动调整，所以初拟不使用额外的减速机构，采用电动机直连丝杠。.步距角选择根据公式为传动比，为负载轴要求的最小位移增量或称脉冲当量，即每个脉冲所对应的负载轴的位移增量由于要求向工作台要求重复定位精度通过对螺杆的计算可知，.则，.于是度。于是可以选择最大静转矩计算工作台质量是，的成型空间里放置的工件质量最大约为，因为螺杆的摩擦系数查表约为.，所以步进电机最大力矩应该为考虑到转矩很小，只是对转动的精度要求比较高，于是选择小步距角步进电机。选择.联轴器选用波纹管联轴器是种体成型的金属弹性联轴器，零回转间隙，弹性作用补偿径向角向和轴向偏差，高扭矩刚性和灵敏度，顺时针和逆时针回转特性完全相同，免维护，抗油和耐腐蚀性，铝合金和不锈钢材料，这种优良的性质十分适合与频繁启动的伺服电机连用，于是选用波纹管联轴器。图.波纹管联轴器第四章电气原理部分设计.总体部分设计系统总体方案框图见下，其控制原理利用了微机的实时采集与处理特性,由接口输出步进脉冲,驱动步进电机运转，带动滚珠丝杠转动,从而实现工作台的向的升降运动另方面由口控制伺服电机直接带动滚珠丝杠转动，从而实现向，向的扫描运动。和向的步进电机带动螺杆转动，驱动工作台做下降上升运动。.电气部分基本组成控制系统由单片及部分键盘显示器接口光电隔离电路转换电路伺服电机步进电机功率放大电路等组成。系统的加工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图.电控单元基本组成框图.电气系统参数选择单片机选择在选择单片机适应考虑的因素是时钟频率和字长即控制数据处理的速度可扩展存储器指的容量指令系统的功能是否强即编程的灵活性口扩展的能力即对外设控制的能力开发手段支持开发的软件和硬件电路。此外，还应根据系统应用场合控制对象及各种参数要求选择单片机。系列单片机以片内无程序存储器和片内有程序存储器形式,分为三种基本产品和。单片机以片内含有掩膜型程序存储器,因为这种只读存储器中的程序要由单片机生产厂制作芯片时为用户固化于片内,所以只适用于批量极大,程序要永久性保留且不会修改的场合。片内含有型程序存储器,用户可以把程序固化在中,需要修改时,可用紫外线光照擦除,然后又写入新的用户程序,但该芯片价格较高。片内没有程序存储器,外部扩展片或多片含有用户程序的后,就相当于片。因而使用方便灵活,且价格低廉,目前是应用最广泛的机型。综上所述,考虑到的性能,选用该系列的作为数控系统的中央处理机。单片机属位单片机，它是集端口及部分等为体的控制器，具有价格低功能全体积小编程灵活性大开发手段齐全硬件资源丰富等特点。芯片内部具有个字节的数据存储器，内部地址为，对片内数据存储器有很丰富的操作指令，通过直接寻址或间接寻址方式进行访问。这个字节单元可作为数据缓冲器堆栈和工作寄存器。。采用了芯片,由于无片内程序存储器,需要扩展外部程序存储器,同时,内部只有字节的数据存储器,也不能满足控制系统的要求,故扩展了两片的程序存储器和片数据存储器。芯片的和用来传送外部存储器的地址和数据,口传送高八位地址,口需传送低八位地址和数据,所以要采用地址锁存器,锁存低八位地址,作为选通信号。芯片的和送出的口低八位地址共同组成位地址,和芯片都是,需要根地址线,低八位接的输出,接芯片的,系统采用全地址译码,两片芯片片选信号分别接译码器的和,系统复位后程序从开始执行。的片选信号也接译码器的单片机扩展系统允许程序存储器和数据存储器独立编址。芯片控制信号接的引脚,读写控制信号和分别接芯片的和,以实现外部数据存储器的读写。由于芯片内没有故须接地。存储器选择在选择存储器时，要考虑到与存储器的时序匹配，若不匹配，进行读写操作的数据就不可靠。为解决时间匹配问题，应尽量选用高速存储器芯片。另外，还要考虑最大的读取速，工作温度及存储容量。芯片是种高速容量为的存储器电路，读出时间为，而选用晶振频率为，则读取时间为，都满足要求。为脚器件，其中为位地址线，为位数据线，为片选信号，低电平有效。芯片是的存储器电路，集成度很高，该芯片读写时间为，也为脚器件，其中为位地址线，为位数据线。由于和芯片都是，需要根地址线。低位接芯片的输出，接的，地址锁存器在选通信号为高电平时直接传送口低位地址，当在高电平变低电平的下降沿时，低位地址被锁存，此时，口可用来向片外传送读写数据。单片机对存储器的片选控制是采用全地址译码法，使用译码器来实现的，的口分别与译码器的端相联，译码器的输出端与的端相联，与的端相联，与