X-Y数控工作台设计说明 ㊣ 精品文档 值得下载

方向工作台垂直进给方向工作台横向进给方向滚珠丝杠螺母副的选型和校核最大工作载荷的计算滚珠丝杠上的工作载荷为走刀抗力，移动体重力和作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。

由于选择的导轨要求结构紧凑，间隙调整方便，摩损小，有良好的精度保持性且运动平稳，故选择直线滚动导轨，在此设计中还要求导轨能承受定的颠覆力矩，所以选择燕尾导轨的实验公式进行计算，查机械制造基础课程设计指导书由式得将所得数据代入公式有最大动负载的计算及主要尺寸初选滚珠丝杠最大运动载荷由机电综合设计指导可知转速，其中为最大切削力条件下的进给速度，由前面算出其值为，取。

工作寿命为单位额定使用寿命为。

由机电体化设计基础得额定动载荷取运转状态系数。

由机电体化设计基础表初选系列滚珠丝杠，其额定动载荷，公称直径，导程，螺旋角，滚珠直径。

由机电体化设计基础按表中的尺寸公式计算滚道半径偏心距丝杠内径而且额定动载荷，故初选滚珠丝杠满足使用要求。

传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率其中为摩察角滚珠丝杆副的滚动摩檫系数，则刚度验算丝杠的拉压变形量的计算满载时拉压变形量由机电综合设计指导式得滚珠与螺纹滚道间的接触变形量式中滚珠直径滚珠总数量列数圈数其中，内循环预紧力故个则滚珠丝杠副刚度的验算丝杠总变形量变形量要至少于定位精度的半，即因此所选滚珠丝杠符合设计要求。

压杆稳压性验算由机电综合设计指导式失稳时的临界载荷为丝杆材料弹性模量，对钢，为丝杆最大工作长度，取丝杠横截面惯性矩由机电综合设计指导表得支撑方式系数安全系数则稳定性安全系数故所选滚珠丝杠符合要求。

滚动导轨的参数确定导轨的选型和计算由于选择的导轨为直线滚动导轨由机电综合设计指导式滚动体为滚球时每个滑块的工作载荷取硬度系数，温度系数，接触系数，载荷速度系数预设导轨寿命则根据此寿命可算出预选轨道所受额定动载荷故查机电综合设计指导表选导轨型号，其，因此所选导轨符合要求。

步进电机的选用根据脉冲当量和最大静转矩选择电机。

步距角的选择已知脉冲当量脉冲，使传动比，这时步进电机直接与丝杠联接，有利于简化结构，提高精度。

由公式，由机电综合设计指导查表初选电机步距角，代入数据得，故所选电机步距角符合要求。

其中为步距角，为丝杠导程。

步进电机输出转矩的选择预选四相八拍步进电动机，由机电综合设计指导查表可知，其启动转矩与最大静转矩的关系为加速力矩加速力矩式中为传动系统各部件惯量折算到电机轴上的总等效转动惯量为电机最大角加速度为运动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间。

电机最大转速因为电机转子转动惯量查机电综合设计指导表，初选步进电机的型号为，得，丝杠的转动惯量由机电综合设计指导公式有，得，工作台的转动惯量由式其中为工作台质量，由于联轴器的转动惯量小，故可忽略不计。

所以总转动惯量所以空载摩擦力矩取传动系统总效率由机电综合设计指导中式得空载摩擦力矩，其中工作台丝杠故附加摩擦力矩其中为滚珠丝杠为预紧时的传动效率故电机空载启动力矩，必须在轴的方向各加上两个行程开关。

这里行程开关作用有两个防止工作台超过最大行程，使电机损坏可以用与定位。

所以这个行程开关就充当了传感器。

人机界面设计的准则就是要有良好的人机交互能力，般要求操作简便，界面简洁明了。

此系统中共有个，灯亮表示轴负方向禁止通行，图电磁铁驱动电路图电源转换电路灯亮表示轴正方向禁止通行，灯亮表示轴负方向禁止通行，灯亮表示轴正方向禁止通行，灯亮表示手动使工作台向轴负方向通行，灯亮表示手动使工作台向轴正方向通行，灯亮表示手动使工作台向轴负方向通行，灯亮表示手动使工作台向轴正方向通行，亮表示系统通电运行。

界面上的个按扭意义为按扭是通断电开关，按扭是向轴负方向运行的点动开关，按扭是向轴正方向运行的点动开关，按扭是向轴负方向运行的点动开关，按扭是向轴正方向运行的点动开关，按扭是复位开关，按扭是执行绘制圆弧开关。

图人机界面图本章小节本章着重介绍了数控工作台控制系统的硬件设计。

板介绍了的选择及其外围的接口设计和控制流程驱动系统介绍了步进电机和电磁铁的驱动电路设计此外还叙述了人机界面各个按扭和的意义。

四控制系统软件设计总体方案对于的程序设计，由于所需实现的功能较简单，采用汇编的形式。

编译器采用。

该编译器是系列单片机程序设计的常用工具，既可用汇编，也支持语言编译。

同时具有完善的调试功能。

主流程图外部中断入口定时器中断口外部中断入口定时器中断出口外中断负跳沿图口输入，口输出，口输入允许外中断允许外中断设置优先级开总中断等待中断在等待中断的过程中，如果有中断到来，先检查中断的状态，是中断则进入中断的中断服务，是中断则进入中断的中断服务。

中断服务是由个行程开关触发的，它触发后通过单片机读取口内容，然后将结果反馈到口的上。

中断服务有个中断源，这六个中断源分别是手动正方向运行，手动负方向运行，手动正方向运行，手动负方向运行，复位和绘制圆弧。

中断服务流程图上电复位，吸合电磁铁，绘笔抬起外部中断，初始化开外部中断，开总中断等待中断读口内容取反屏蔽高位，，图