十字滑台系统设计
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的 间隙。
4. 设计步骤 4.1 总体方案的选择与确定； 4.2 设计方案论证后查阅资料。 5. 工作量 5.1 零号装备图一张； 5.2 设计说明书一个（30 页以上）。 6. 工作台结构及参数设计 6.1 数控工作台采用步进电机驱动的开环控位结构，其单项驱
动系统结构简图如图 1-1 所示。
2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电通，力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置，机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2，荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷，3各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资；中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整，高核或中对者资定对料值某试，些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位，卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置，地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中，案资要，料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气，设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术，技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式；资，对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资，件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调，并试合且技理进术利行，用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活：。。在对对分于于线调差盒试动处过保，程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试，题技应，术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进，变行需压隔要器开在组处事在理前发；掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时，、，强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试，卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用，关高要技中进术资行资料检料试查，卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
十字滑台设计
目录1.序言 (2)2.技术要求 (2)2.1 设计题目 (2)2.2 技术数据 (2)2.3 设计要求 (2)3.总体结构设计 (2)3.1 丝杠选取 (3)3.1.1 计算动载荷 (3)3.2 滚珠丝杠副的选取 (4)3.2.1计算载荷 (4)3.2.2根据Ca选择滚珠丝杠副 (4)3.2.3计算额定动载荷计算值Ca (4)3.2.4滚珠丝杠副校核 (5)3.3稳定性运算 (5)3.3.1计算临界转速n (5)K3.3.2压杆稳定性计算 (6)3.4 滚动导轨 (6)3.4.1计算行程长度寿命 Ts (6)3.4.2计算动载荷C………………………………………………………6、j3.5 选取电机 (8)3.5.1 电机的初选 (8)3.5.2 步进电机转动的校核 (8)4.结语 (11)5.参考文献 (11)1.序言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。
实现方便而且能够保证一定的精度。
降低成本,是微机控制技术的最简单的应用。
它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大,精度和可靠性进一步得到提高。
X-Y数控工作台机电系统设计是利用8031单片机,及2764,6264存储器及8155芯片等硬件组成,在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。
其基本思想是:通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工,每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转,同时通过8155(1)将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀,电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。
该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。
中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。
X-Y数控工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。
步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。
《十字滑台机电一体化系统》电气部分课程设计
1
2
3
4
A 建议3X2.5mm2 BK
3-AC380V 50Hz N
B PE
电源开关
QS1
L01 1
2
L02 3
4
L03 5
6
16A
主轴电动机
QS2
10A
135
246
T2
S2
R2
C
变频器
设备界线
W1
V1
U1
D
3X1.5mm BK
(U20) (V20) 2 U2 (W20) V2 W2
3X0.5mm BK
A+ 3
A4
B+ 5
B6
A
AC
C
B
D
BD
电机
60BYGH802AA 混合步进电机
数控系统与驱动器及X轴步进电机连接原理图
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
XS10
1,2, 24VG 14,15,
1,2, 14,15,
I19 16
16 X2.3
I18 4
4 X2.2
B
I17 17
二、课程设计控制要求
1、电源输入线：2相380VAC+地线； 2、数控系统：华中HNC-21MD； 3、进给轴系统：
混合步进电动机：60BYGH802AA； 驱动器：2HB404D； 滚珠丝杆导程：5mm； 4、进给轴最小位移量≤0.5μm； 5、要有硬超程保护和显示超程轴及方向 的报警信息。
三、图纸设计举例说明
A
Y0.7
Y0.5
Y1.1
Y1.4 Y1.0
十字滑台设计方案
十字滑台设计方案引言十字滑台是一种常用于机械系统中的运动机构，它具有简单、可靠、高精度等特点，被广泛应用于各种工业机械中。
本文将介绍一个十字滑台的设计方案，包括设计原理、结构和材料选用等内容。
设计原理十字滑台的设计原理基于直线运动与旋转运动的组合，通过多个组件的协同工作，实现平移和转动的综合运动。
其主要由导轨、滑块、连接杆、传动杆等组成。
首先，导轨是十字滑台的基础组件，用于固定与支撑滑块。
导轨一般采用高强度的金属材料制造，如铝合金或不锈钢。
导轨具有高精度的加工要求，以保证滑块的平稳移动。
滑块是十字滑台的核心组件，它与导轨相配合，在导轨上实现平移运动。
滑块一般采用铝合金材料，具有良好的刚性和耐磨性。
滑块内部可以设置滚珠轴承或直线导轨轮等零部件，以提高平移的精度和稳定性。
连接杆用于将滑块与传动杆连接起来，使得滑块的平移运动可以通过传动杆传递给被控制的机构。
连接杆的长度和角度需要根据具体应用要求进行设计。
传动杆用于将导轨和滑块的平移运动转化为旋转运动。
传动杆可以采用螺旋齿轮、伞齿轮等传动机构，确保导轨的平稳、可靠运动。
结构设计十字滑台的结构设计需要考虑以下几个方面：滑块的尺寸和形状、连接杆的长度和角度、传动杆的类型和传动比、导轨的选用和固定等。
滑块的尺寸和形状需要根据具体应用场景和被控制的机构来确定。
一般来说，滑块越大，能够承载的负荷越大，但滑动阻力也相应增大。
滑块的形状可以根据导轨的形状来设计，常见的有槽型、V型等。
连接杆的长度和角度需要根据被控制的机构的位置和运动要求来确定。
连接杆的长度需要考虑机构之间的安全距离，保证工作过程中的安全性。
传动杆的类型和传动比需要根据具体应用的平移和旋转运动要求来选择。
螺旋齿轮传动可以实现高精度的转动，而伞齿轮传动则适用于大负荷、高速运动的场景。
传动比的选取要根据实际要求进行计算和优化。
导轨的选用和固定需要考虑滑块的平稳移动和固定的稳定性。
根据滑块的尺寸、负荷和运动方式来选择合适的导轨类型，如滑动导轨、滚动导轨等。
十字工作台控制系统设计
课程设计说明书题目：十字工作台控制系统设计学号：姓名：班级：2008级（3）班专业：机械设计制造及其自动化指导教师：学院：机械工程学院答辩日期：2012年5月27日毕业设计说明书摘要基于单片机STC89C52RC的示教十字工作台控制系统。
通过检测独立按键，可进行坐标输入，点动控制；以LCD12864液晶显示器为人机交互界面，显示坐标；可用手摇脉冲发生器对X、Y轴步进电机进行控制，在上面几个功能的基础上，开发了示教功能，当运动到极限位置时能够通过限位开关限制运动。
主要有手摇脉冲发生器，独立按键，液晶显示，步进电机等模块组成。
本设计完成了控制系统的全部硬件系统，开发了系统的软件程序，绘制了原理图，PCB图，通过调试，达到了设计的要求。
关键词：STC89C52RC；单片机；十字工作台；液晶显示器；步进电机I毕业设计说明书Abstract5The features of the CNC lathe control system which based on SCM STC89C52RC is detecting the independent button, you can coordinate input, jog control,interactive interface to LCD12864 LCD display, showing the coordinates; manual pulse generator available on the X, Y axis stepper motor control; be able to restrict movement through the limit switch when the movement to limit the location.The main system consists of manual pulse generator, independent keys, LCD modules. Designed control system hardware systems, the development of a system software program, draw a schematic diagram, PCB diagram, through commissioning, to achieve the design requirements.Key words: STC89C52RC MCU; CNC lathe control system; LCD display; stepper motorII毕业设计说明书目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1设计的背景和意义 (1)1.2设计的内容和思路 (1)1.3解决的主要问题 (2)第2章总体设计方案 (3)2.1主要芯片介绍 (3)2.2硬件方案的选择和确定 (4)2.3 硬件的总体方案 (5)2.4设计电路原理图 (6)2.5软件方案的选择和确定 (6)第3章十字工作台的硬件设计 (7)3.1最小系统设计 (7)3.2端口分配 (8)3.3 按键电路 (8)3.4 液晶显示电路 (9)3.5 74ls165芯片电路 (11)3.6 步进电机接线 (11)3.7 限位开关电路 (12)3.8 24C08存储器电路 (12)第4章十字工作台的软件设计与分析 (13)4.1控制部分主程序 (14)4.2 74ls165芯片的读取和识别 (15)4.3按键处理程序 (16)4.4手摇脉冲发生器程序 (18)4.5 直线插补程序 (20)4.6 液晶显示程序设计 (22)III毕业设计说明书4.7示教程序 (26)第5章调试 (30)5.1硬件调试 (30)5.2软件调试 (31)第6章结束语 (31)参考文献 (32)附录1原理图 (34)附录2 PCB图 (36)附录3实物图 (38)附录4示教效果图 (40)附录5元器件清单 (41)附录6控制系统使用说明书 (42)附录7源代码 (45)致谢 (65)IV毕业设计说明书第1章绪论1.1设计的背景和意义我国数控工作台的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业发展迅速，1998~2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。
十字滑台设计
重庆理工大学课程设计X-Y数控工作台的机电系统设计学院：重庆机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机电 2班教师：张明德学号：学生：目录1、引言： (3)2、设计任务 (4)3、总体方案的确定 (4)3.1 机械传动部件的选择 (4)3.1.1导轨副的选用3.1.2丝杠螺母副的选用3.1.3减速装置的选用3.2 控制系统的设计 (5)3.3 绘制总体方案图 (5)4、机械传动部件的计算与选型 (6)4.1 导轨上移动部件的重量估算 (6)4.2 铣削力的计算 (6)5、直线滚动导轨副的计算与选型（纵向） (6)F的计算及导轨型号的选取5.1 块承受工作载荷max5.2 距离额定寿命L的计算6、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (7)6.1 最大工作载荷Fm的计算6.2 最大动工作载荷FQ的计算6.3 初选型号6.4 传动效率η的计算6.5 刚度的验算6.6 压杆稳定性校核7、步进电动机减速箱的选用 (9)8、步进电动机的计算与选型 (9)8.1 转矩的计算8.2.等效转动惯量的计算8.3速度的验算9、进给传动系统示图 (12)参考文献 (12)X-Y数控工作台机电系统设计1.引言：现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。
模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作、滚珠丝杠螺母副，以及步进电动机等部件构成。
其中步进电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。
双坐标十字滑台设计及控制
郑州大学现代远程教育毕业设计题目：双坐标十字滑台设计及控制入学年月__2013年9月_____________姓名__朱爱新________________学号_____________专业__机电一体化____________联系方式______________学习中心__邢台市________________指导教师________________________完成时间_2015_年_06_月_10_日目录目录 (1)第一章绪论 (2)1 .课程设计的目的和要求 (2)2 .课程设计的实施规则 (3)3 .课程设计过程及方式 (5)4 .时间安排及考核方法 (7)第二章课程设计内容 (10)1. 设计方案的确定 (10)2. 本次设计的主要内容 (11)3.设计步骤 (11)3（1）.总体设计方案的选择及确定 (12)3（2）.硬件设计 (12)3（3）.软件设计 (13)第一章绪论1课程设计的目的和要求1、课程设计的目的课程设计是重要的教学环节之一，是学生将课堂教学知识用于实践的有效途径。
本次课程设计的核心目的是：通过对数控十字滑台控制部分的设计，使学生能够综合运用自己学过的微机原理及其接口技术、数控技术等专业课程知识，初步掌握单片机控制系统的设计原理、设计过程及应用，为后续的毕业设计与参加工作后的科研设计工作打下坚实基础。
2、本次设计的要求1.加深理解和掌握《机电一体化系统设计》这门专业课程的基本知识，提高学生综合运用所学知识的能力。
2.培养学生根据设计课题的需要，选用参考书、查阅有关工程手册的技术数据、图表和文献资料的能力，提高学生独立解决工程实际问题的能力。
3.设计方案的分析和比较、设计计算、元器件选择及电路设计等环节，初步掌握对有一定应用价值的小规模电路的设计方法。
4.学会对简单实用电路的设计方法，提高学生的设计能力。
5.了解与课题有关的电路以及元器件的工程设计规范，整理相关资料，按设计任务书的要求编写设计说明书和设计报告，正确反映设计和设计报告，正确绘制电气原理图和编制程序等。
十字滑台系统设计
重庆理工大学机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台说明书班级：学号：专业：机械设计制造及其自动化姓名：教师：时间：2015年6月22日-7月10日目录一、设计目的 (2)二、设计任务 (2)三、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择 (3)2、控制系统的设计 (4)四、机械传动部件的计算与选型 (4)1、导轨上移动部件的重量估算 (4)2、铣削力的计算 (4)3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7)4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)5、步进电动机减速箱的选用 (13)6、步进电动机的计算与选型 (13)7、增量式旋转编码器的选用 (19)8、步进电机驱动器的选择 (19)9、联轴器的选择 (21)五、工作台机械装配图的绘制 (22)六、工作台控制系统的设计 (22)七、十字滑台运动控制程序的编制 (22)八、结语 (25)参考文献 (26)一、设计目的课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行设计训练，主要目的：1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其思想知识，学习总体的方案拟定，分析与比较的方法。
2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式3、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想4、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力二、设计任务1、设计题目X-Y数控工作台机电系统设计2、任务设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台。
要求可以设定工作台的运动速度，实现正向/反向点动、正向/反向连续运动、启动、停止、急停、软硬限位等功能。
3、主要设计参数1.立铣刀最大直径d=16mm2.立铣刀齿数Z=33.最大铣削宽度a c=10mm4.最大铣削深度a p=8mm5.加工材料为碳素钢6.X，Y方向的脉冲当量都为0.01mm/脉冲7.X，Y方向的定位精度都为±0.02mm8.工作台面尺寸为350mm×350mm,加工范围为450mm×450mm9.X,Y方向工作台空载最快移动速度都为2500mm/min10. X，Y方向工作台进给速度都为400mm/min三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择（1）导轨副的选用要设计的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(pmm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/minx f y f v v mm ==），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。
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十字滑台系统设计
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重庆理工大学机电一体化课程设计X-Y水平十字滑台
说明书
班级：
学号：
专业：机械设计制造及其自动化
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教师：
时间：2015年6月22日-7月10日
目录
1、机械传动部件的选择 (3)
2、控制系统的设计 (4)
1、导轨上移动部件的重量估算 (4)
2、铣削力的计算 (4)
3、直线滚动导轨副的计算与选型 (7)
4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)
5、步进电动机减速箱的选用 (13)
6、步进电动机的计算与选型 (13)
7、增量式旋转编码器的选用 (19)
8、步进电机驱动器的选择 (19)
9、联轴器的选择 (21)
六、工作台控制系统的设计 (22)
七、十字滑台运动控制程序的编制 (22)
八、结语
.............................................................................................................................. . (25)
(26)
三、总体方案的确定 1、机械传动部件的选择
（1）导轨副的选用
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(p mm y x /01.0==δδ)，定位精度高（max max 400/min x f y f v v mm ==），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。
选直线滚动导轨副
（2）丝杠螺母副的选用
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，要满足的脉冲当量和±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。
选滚动丝杠螺母副
（3）减速装置的选用
选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了圆整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消除间隙机构。
拟采用减速器
（4）伺服电动机的选用
任务书规定的脉冲当量尚未达到，定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有2500mm/min 。
因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。
伺服电机选步进电机
（5）检测装置的选用
选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制，也可选闭环控制。
任务书所给精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，并在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。
增量式旋转编码
检测装置的选用：增量式旋转编码器
丝杠的有效行程为
2h i
πη
=
F摩——导轨的摩擦力，
八、结语：
为期三个星期的课程设计转瞬即逝，通过紧张的计算和设计，我顺利的完成了此次机电一体化系统设计的课程设计。
《机电一体化系统设计》是一门综合性课程，它是一门机械技术与微电子技术的交叉学科。
随着机械技术、微电子技术的飞速发展，机械技术与微电子技术的相互渗透越来越快。
本次设计的数控十字滑台就是机电有机结合的产品。
在设计过程阶段，遇到了许多困难。
在老师和同学的帮助下，最终把问题一一解决了。
在做控制系统设计时遇到了较大的难题。
由于以前对微机计算机控制部分知识没有掌握扎实，所以在控制程序设计也比较困难。
通过本次课程设计之后也使自己更深一步的了解程序编写。
通过本次课程设计之后，使自己对课本上的东西有更加深刻的的认识。
由于自己的能力有限，设计中难免也存在不少细节上的错误，希望老师指出改正。
感谢老师在这段时间对我们耐心的指导，使我懂得了学以致用的道理，我也因此明白了理论联系实际的重要性。
九、参考文献
【1】姜培刚，盖玉先机电一体化系统设计【M】机械工业出版社，
【2】杨裕根，诸世敏现代工程图学【M】北京邮电大学出版社，2007
【3】尹志强、王玉林机电一体化系统设计课程设计指导书[M] 机械工业出版社，2010
【4】高林、周海燕 Visual Basic 程序设计教程【M】人民邮电出版社，
【5】（美）Scott Warner 着Visual Basic 程序教程汉明工作室译【M】人民邮电出版社，
【6】leetro MPC2810运动控制卡用户手册【M】乐创自动化有限公司
【7】leetro MPC2810运动控制卡编程手册【M】乐创自动化有限公司。