机电传动单向数控平台设计
机电传动单向数控平台矿大机械电子有图
机械工程及自动化专业机械电子方向专业课程设计说明书设计题目：机电传动单项数控平台设计设计者：班级：学号：指导教师：中国矿业大学机电工程学院2014年12月目录一.设计任务1.1设计任务介绍及意义∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2 1.2设计任务∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2 1.3设计参数明细∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2 1.4课程设计基本要求∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙··∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3二．总体方案设计2.1电动机的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3 2.2传动方式的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4 2.3电气控制的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5 2.4总体方案确定，参数初设∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5三．机械传动系统设计3.0机械传动装置的组成及原理∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6 3.1导轨的选择∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙6 3.2步进电机的选型∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙8 3.3同步皮带的选择及校核∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙9 3.4联轴器的选用∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11 3.5键的校核∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙12 3.6滚动轴承的选用与校核∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13 3.7润滑与密封装置∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15四．电器控制系统设计4.1设计的基本原则∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙164.2 PLC控制系统的具体设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙174.3 PLC高速脉冲输出控制∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙24五.结束语∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙30六.参考文献∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙30一设计任务1.1设计任务介绍及意义通过课程设计培养学生综合运用所学知识和技能、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是建立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：（1）培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统(产品)的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
机电数控传动平台设计
机电数控传动平台设计一、引言机电数控传动平台是一种能够自动化控制各种机械运动的平台。
它通过电气控制系统控制机械部件的运动，实现自动化的加工、运输、装配等任务。
本文将从机电数控传动平台的设计要求、设计原理和设计流程等方面进行详细介绍。
二、设计要求1.可靠性：传动平台需要具备稳定可靠的性能，确保能够长时间运行，并能适应各种工作环境。
2.精度：传动平台需要具备高精度的定位和运动控制能力，确保加工、装配等操作的准确性。
3.节能环保：传动平台需要具备低能耗和低噪声的特点，减少对环境的影响。
4.可维护性：传动平台需要设计简单、易于维护，方便故障排除和零部件更换。
5.适应性：传动平台需要适应各种工作要求，可以灵活拆卸、改装和组合，满足不同的生产需求。
三、设计原理1.机械结构设计：根据传动平台的功能需求和工作空间要求，设计合理的机械结构，包括框架、导轨、传动装置等，以确保平台具备稳定的运动性能和高精度的定位能力。
2.传感器与执行器选型：根据传动平台的运动控制需求，选用合适的传感器和执行器，如编码器、位置传感器、驱动电机等，实时监测和控制传动平台的位置和速度。
3.联动控制：通过电气控制系统对传感器和执行器进行联动控制，实现对传动平台的精准控制。
可以采用闭环控制算法，根据传感器反馈信号对控制系统进行调节，以实现高精度运动控制。
四、设计流程1.需求分析：明确传动平台的功能需求和工作空间要求，包括工作载荷、运动范围、定位精度等指标。
2.总体设计：确定传动平台的总体结构和主要技术指标，包括机械结构设计、传感器与执行器选型和电气控制系统设计等。
3.详细设计：根据总体设计方案，进行详细设计，包括传动装置设计、驱动电机选型和控制系统设计等。
4.验证测试：制造出样机进行仿真和实验验证，检验设计方案的可行性和性能指标是否达到要求。
五、总结机电数控传动平台设计是一个复杂而且多学科的综合性工程。
设计者需要综合考虑机械、电气、控制等多个方面的知识，并充分了解传动平台的工作要求，选择合适的技术和材料，确保设计的稳定性和可靠性。
单轴数控平台课程设计
专业课程设计题目：机电传动单向数控平台设计学校：中国矿业大学徐海学院班级：机自07-6班姓名：***学号：********辅导老师：2010-6-2摘要：本课程设计机械部分介绍了数控单向工作平台，减速器以及电机的整个传动系统，给出了系统的总传动方案图，在控制方案的基础上能够完成相对应的执行动作。
电器部分介绍了以AT89C51单片机作为直流电机调速系统的控制核心的结构框图，对几个主要控制电路进行了分析，给出了控制系统的程序流程图。
该系统解决了以往复杂的模拟电路设计问题，增强了电机速度的可控性，提高了调速系统的精度。
该系统造价低廉，适合广泛应用于各类直流电机调速系统。
目录1设计任务1.1 设计任务介绍及意义 (4)1.2 设计任务明细 (4)2总体方案设计2.1 设计的基本依据 (5)2.2 可行性方案的比较 (5)2.3 总体方案的确定 (6)3机械传动系统设计3.1机械传动装置的组成及原理3.1.1 滚珠丝杠的设计 (7)3.1.2 单级闭式齿轮减速器的设计 (10)3.1.3 联轴器的选择 (12)3.1.4 轴承的选择 (13)3.1.5 电机的选择 (14)3.2主要部件的结构设计计算3.2.1 机架的设计 (15)3.2.2 平台的设计 (16)4电气控制系统设计4.1 控制系统的基本组成 (16)4.2 电器元件的选型计算 (17)4.3 电气控制电路的设计 (19)4.4 控制程序的设计及说明 (22)5 结论 (25)参考书目1设计任务1.1设计任务介绍及意义：随着工业自动化的大力度的推进，数控平台被越来越多的应用于各个领域当中。
对于数控平台的开发也随着技术的发展逐步过渡到复杂化，多样化。
微处理器的研制极大的推动了自动化机械的力度，大大促进了机械向自动化，可编程化过渡。
本课程设计采用了美国ATMEL公司研制的AT89C51芯片作下位机配合触屏控制面板实现对数控平台的单向闭环反馈控制。
机电工程学院机械电子方向课程设计：机电传动单向数控平台设计
机械电子方向课程设计题目：机电传动单向数控平台设计学院：机电工程学院班级：机自07-2班学生姓名：。
学号: 03071004指导教师：XXCV目录第一章前言 (3)第二章课程设计的目的、内容、要求及具体任务 (3)第一节课程设计的目的 (3)第二节课程设计的内容 (4)第三节课程设计的要求 (4)第四节课程设计的具体任务 (4)第三章总体方案设计 (5)第四章机械部分设计 (6)第一节滑动导轨的简单选择 (6)第二节螺旋丝杠的计算 (6)第三节交流伺服电机的选择 (14)第五章电气控制系统设计 (15)第一节电气控制系统设计的基本原则和设计步骤 (15)第二节PLC控制系统具体设计 (16)第三节PLC程序：语句表和梯形图 (21)第六章结束语 (30)参考文献 (30)应该改动为：3.1.。
3.2.。
等等不用第几章第一章前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。
数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,其技术范围覆盖很多领域。
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、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、丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。
其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠或螺旋丝杠，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。
单轴数控工作台机电系统设计---副本
重庆理工大学机电一体化课程设计单轴数控工作台机电系统设计说明书班级：113120110学号：11312011036专业：机械设计制造及其自动化姓名：刘畅教师：张晓宇时间：2016年8月29日-2016年9月19日目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计任务 (2)三、课程时间安排…………………………………………………………………………………四、设计任务要求……………………………………………………………………………………五、设计参数…………………………………………………………………………………………六、总体方案的确定 (5)1、机械传动部件的选择..........................................................................................................2、控制系统的设计..................................................................................................................四、机械传动部件的计算与选型 (6)1、导轨上移动部件的重量估算..............................................................................................2、铣削力的计算......................................................................................................................3、直线滚动导轨副的计算与选型..........................................................................................4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型..........................................................................................5、交流伺服电动机减速机构的计算与选用………………………………………………6、交流伺服电动机的计算与选择……………………………………………………7、减速器的选择与计算………………………………………………………………8、轴承的选择与计算………………………………………………………………9、控制方式的选择………………………………………………………………………五、工作台机械装配图的绘制 (19)六、工作台控制系统的设计 (19)七、结语 (21)参考文献 (21)），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。
单轴数控工作台机电系统设计
单轴数控工作台机电系统设计一、引言数控工作台是一种高精度、高效率的自动化设备，广泛应用于汽车制造、航空航天等行业。
是一种多种功能的机电系统。
本文将对单轴数控工作台的机电系统设计进行详细阐述。
二、机电系统结构1.电机驱动2.传动装置传动装置是将电机的转速和转矩传递到工作台的关键部件，常见的传动装置有滚珠丝杠传动、同步带传动和齿轮传动等。
滚珠丝杠传动具有精度高、传动效率高等优点，适用于要求较高精度和转速的场合；同步带传动具有传动平稳、噪音小等优点，适用于要求间歇工作和较低转矩的场合；齿轮传动具有承载能力大、结构简单等优点，适用于高转速和大转矩的场合。
3.测量系统测量系统是数控工作台实现精度控制的重要组成部分，其主要功能是测量工作台位置的变化，并将测量结果反馈给控制系统进行处理。
常用的测量系统有光电编码器、线性位移传感器和角度编码器等。
光电编码器由发射器和接收器构成，通过测量工作台的位移来确定其位置，具有测量范围大、精度高等优点；线性位移传感器是一种接近型传感器，通过测量工作台位置和速度来控制驱动器，具有动态响应快、测量精度高等优点；角度编码器通过测量工作台的角度来确定其位置，具有测量范围大、结构简单等优点。
4.控制系统控制系统是数控工作台的大脑，其主要功能是接收测量系统的测量结果，根据工艺要求控制电机驱动器实现工作台的精度控制。
常见的控制系统有基于PLC的控制系统和CNC数控系统两种。
基于PLC的控制系统具有可扩展性强、稳定性高等优点，适用于简单的控制任务；CNC数控系统具有功能强大、控制精度高等优点，适用于复杂的控制任务。
三、机电系统设计方法1.电机驱动选型根据工作台的负载条件，确定所需驱动器的额定功率和额定电流，然后按照功率和电流的要求，选择合适的电机驱动器。
2.传动装置设计根据工作台的工作范围、精度要求和转速要求，选择合适的传动装置，并进行传动比计算，确定其结构参数。
3.测量系统设计根据工作台的位置和速度要求，选择合适的测量系统，并进行测量范围和精度的计算，确定其结构参数。
数控平台课程设计机电传动单向数据平台设计
目录一设计任务 (1)设计任务介绍及意义 (1)设计题目说明： (1)●机电传动单向数控平台设计 (1)设计的大体要求 (2)课程设计时刻安排及设计进程的相关环节 (2)2 整体方案设计 (3)设计大体依据 (3)整体方案确信 (6)3 机械传动系统设计及核算 (7)滚珠丝杠、轴承的选用及核算 (7)步进电机选用及核算 (13)联轴器校核 (15) (15)联轴器校核 (16)增量式旋转编码器的选用 (16)4 电气操纵系统设计 (17)环形脉冲分派器CH250 (17)功率放大器 (19)PLC高速脉冲输出操纵 (20)一设计任务设计任务介绍及意义1.1.1课程设计题目机电传动单向数据平台设计1.1.2要紧内容包括(1)机械传动结构设计(2)电气测控系统1.1.3课程设计意义：课程设计是培育学生综合运用所学知识和技术、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计是成立在专业基础课和专业方向课的基础上的，是依照所学课程进行的工程大体训练，通过课程设计能够达到以下目标：(1)培育学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电操纵系统(产品)的初步设计工作，并结合设计或实验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
(2)培育学生搜集、阅读和综合分析参考资料，运用各类标准和工具书籍和编写技术文件的能力，提高计算、画图等大体技术。
(3)培育学生把握机电产品设计的一样程序和方式，进行工程师大体素养的训练。
(4)树立正确的设计思想及严肃认真的工作作风。
设计题目说明：●机电传动单向数控平台设计（1)电机驱动方式：步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机；(2)机械传动方式：螺旋丝杆、滚珠丝杆、同步皮带、链传动等；(3)电气操纵方式：单片微机操纵、PLC操纵；(4)功能操纵要求：速度操纵、位置操纵；(5)要紧设计参数：单向工作行程——1800、1500、1200 mm；移动负载质量——100、50 kg；移动速度操纵——0-3、0-6 m/min；负载移动阻力——50、100 N；设计的大体要求课程设计的大体要求：1）方案设计：依照课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的要紧功能，确信实现系统要紧功能的原理方案，并对各类方案进行分析和评判，进行方案选优。
机电传动单向数控平台设计
目录——机械工程及自动化专业课程设计说明书错误！未定义书签。
1、设计任务 (2)1.1设计任务介绍及意义 (2)1.2设计任务明细 (2)2、总体方案设计 (2)2.1设计的基本依据 (2)2.2可行性方案的比较 (3)2.3总体方案的确定 (4)3、机械传动系统设计 (4)3.1机械传动装置的组成及原理 (4)3.2主要部件的结构设计计算 (5)4、电器控制系统设计 (18)4.1控制系统基本组成 (18)4.2电器元件的选型计算 (20)4.3电气控制电路的设计 (22)4.4控制程序的设计及说明 (25)5、结论 (33)参考书目 (33)1、设计任务1.1设计任务介绍及意义（1）课程设计题目：机电传动单向数控平台设计（2）主要设计内容：机械传动结构设计和电气控制系统PLC⑤主要设计参数单向工作行程——1800、1500、1200 mm移动负载质量——100、50 kg负载移动阻力——100、50 N移动速度控制——3、6 m/min（3）课程设计意义：通过课程设计，培养综合运用所学知识和能力，提高分析和解决实际问题的能力。
专业课程设计是建立在专业基础课程和专业方向课的基础之上，根据所学课程进行工程基本训练。
1.2设计任务明细（1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各种方案进行分析评价，进行方案选优；（2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图（A2 图纸一张）；（3）电气控制线路图：根据控制功能的要求，完成电气控制设计，给出电气控制电路原理图（A3 图纸一张）；（4）成果展示：课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，应保证独立完成课程设计说明书一份，字数为 3000 字以上，设计图纸不少于两张；（5）绘图及说明书：用计算机绘图，打印说明书；（6）设计分组：设计选题分组进行，每位同学采用不同方案（或参数）独立完成。
单轴数控工作台机电系统设计
重庆理工大学机电一体化课程设计单轴数控工作台机电系统设计说明书班级：113120110学号：11312011036专业：机械设计制造及其自动化姓名：刘畅教师：张晓宇时间：2016年8月29日-2016年9月19日目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计任务 (2)三、课程时间安排…………………………………………………………………………………四、设计任务要求……………………………………………………………………………………五、设计参数…………………………………………………………………………………………六、总体方案的确定 (5)1、机械传动部件的选择..........................................................................................................2、控制系统的设计..................................................................................................................四、机械传动部件的计算与选型 (6)1、导轨上移动部件的重量估算..............................................................................................2、铣削力的计算......................................................................................................................3、直线滚动导轨副的计算与选型..........................................................................................4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型..........................................................................................5、交流伺服电动机减速机构的计算与选用………………………………………………6、交流伺服电动机的计算与选择……………………………………………………7、减速器的选择与计算………………………………………………………………8、轴承的选择与计算………………………………………………………………9、控制方式的选择………………………………………………………………………五、工作台机械装配图的绘制 (19)六、工作台控制系统的设计 (19)七、结语 (21)参考文献 (21)参考课程设计指导书并自行查阅相关资料，设计一种供立式数控铣床使用的单轴数控工作台，要求实现功能： ①启动②停止 ③急停④正向/反向的快速/慢速点动 ⑤正向/反向的快速/慢速连续运动 ⑥软硬件限位 ⑦速度及位置信息反馈五、设计参数1）立铣刀最大直径d=20mm 2)立铣刀齿数z=33)最大铣削宽度e a =15mm 4)最大背吃刀量p a =12mm 5)加工材料为碳素钢或有色金属6)XY 方向的脉冲当量x δ=y δ=0.005/脉冲 7)XY 方向的定位精度为0.01mm ±8)工作台台面尺寸230mm 230mm ⨯，加工范围为mm mm 250250⨯9)工作台空载最快移动速度min /5000max max mm V V y x ==10)工作台进给最快移动速度min /800max max mm V V y x == 11)控制器：单片机 12)控制方式：全闭环 13)驱动方式：变频器+电机六、总体方案的确定1、机械传动部件的选择 选直线滚动导轨副（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(脉冲/005.0mm y x ==δδ)，定位精度高（min /800max max mm V V y x ==），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。
单向滑台设计说明书
机电一体化课程设计学号：1１2040２023８姓名: 邹垒指导教师:甘彬老师成绩:日期：２015.07.12重庆理工大学目录重庆理工大学专业课程设计任务书............................................................... 错误!未定义书签。
一、总体方案的确定 (3)1、机械传动部件的选择ﻩ32、控制系统的设计ﻩ4二、机械传动部件的计算与选型ﻩ４１、导轨上移动部件的重量估算ﻩ４2、直线滚动导轨副的计算与选型....................................................................................... ５3、滚珠丝杠螺母副的计算与选型ﻩ64、步进电机的选用。
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1０5、步进电动机的计算和选型........................................................................................... 。
106、增量式旋转编码器的选用ﻩ。
１６7、联轴器的选型及校核.．。
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168、轴承的选用及校核。
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179、各传动部件的预紧．。
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1、设计任务 (2)1.1设计任务介绍及意义 (2)1.2设计任务明细 (2)2、总体方案设计 (2)2.1设计的基本依据 (3)2.2可行性方案的比较 (3)2.3总体方案的确定 (4)3、机械传动系统设计 (4)3.1机械传动装置的组成及原理 (5)3.2主要部件的结构设计计算 (5)4、电器控制系统设计 (18)4.1控制系统基本组成 (18)4.2电器元件的选型计算 (20)4.3电气控制电路的设计 (22)4.4控制程序的设计及说明 (25)5、结论 (33)参考书目 (33)1、设计任务1.1设计任务介绍及意义（1）课程设计题目：机电传动单向数控平台设计（2）主要设计内容：机械传动结构设计和电气控制系统PLC⑤主要设计参数单向工作行程——1800、1500、1200 mm移动负载质量——100、50 kg负载移动阻力——100、50 N移动速度控制——3、6 m/min（3）课程设计意义：通过课程设计，培养综合运用所学知识和能力，提高分析和解决实际问题的能力。
专业课程设计是建立在专业基础课程和专业方向课的基础之上，根据所学课程进行工程基本训练。
1.2设计任务明细（1）方案设计：根据课程设计任务的要求，在搜集、归纳、分析资料的基础上，明确系统的主要功能，确定实现系统主要功能的原理方案，并对各种方案进行分析评价，进行方案选优；（2）总体设计：针对具体的原理方案，通过对动力和总体参数的选择和计算，进行总体设计，最后给出机械系统的控制原理图或主要部件图（A2 图纸一张）；（3）电气控制线路图：根据控制功能的要求，完成电气控制设计，给出电气控制电路原理图（A2 图纸一张）；（4）成果展示：课程设计的成果最后集中表现在课程设计说明书和所绘制的设计图纸上，应保证独立完成课程设计说明书一份，字数为3000 字以上，设计图纸不少于两张；（5）绘图及说明书：用计算机绘图，打印说明书；（6）设计分组：设计选题分组进行，每位同学采用不同方案（或参数）独立完成。
2、总体方案设计2.1设计的基本依据机电传动单向数控平台是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机及拖动控制、检测等技术为一体的自动化设备。
其基本组成包括机械传动系统、数控装置、伺服系统、反馈系统等。
机械传动系统的主传动在数控平台上一般采用丝杆螺母机构。
它是将旋转运动变换为直线运动，也可以将直线运动变换为螺旋运动。
丝杆螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。
滑动摩擦机构结构简单，加工方便，制造成本低，具有自锁功能，但其摩擦阻力打，传动效率低。
滚珠丝杆机构虽然结构复杂，制造成本高，但最大优点是摩擦阻力小，传动效率高。
数控装置是数控平台的核心。
其功能是接受输入装置输入的数控程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理后，发出相应的脉冲送给伺服系统，使伺服系统带动机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。
一般由输入输出装置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的软件组成。
数控装置作为数控机床“指挥系统”，能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。
伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。
驱动机床执行机构运动的驱动部件，包括主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、主轴电动机和进给电动机等。
一般来说，数控平台的伺服驱动系统，要求有好的快速响应性能，以及能灵敏且准确地跟踪指令功能。
数控机床的伺服系统有步进电动机伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系统，现在常用的是后两者，都带有感应同步器、编码器等位置检测元件，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统。
反馈装置是闭环（半闭环）数控机床的检测环节，该装置可以包括在伺服系统中，它由检测元件和相应的电路组成，其作用是检测数控机床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺服驱动中，构成闭环控制系统。
检测装置的安装、检测信号反馈的位置，决定于数控系统的结构形式。
无测量反馈装置的系统称为开环系统。
由于先进的伺服系统都采用了数字式伺服驱动技术（称为数字伺服），伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接。
反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置，只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动（称为模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。
伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、测速机、光栅和磁尺2.2可行性方案的比较（1）电机驱动方式的选择直流伺服电机主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
步进电机是开环控制，没输入一个脉冲，转过一个角度，精度较低，有时会发生丢步现象。
启动较慢，不具备过载能力。
综上所述，电机选择直流伺服电机。
（2）机械传动方式选择螺旋丝杆（本设计中选定为梯形丝杆）是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。
它的功能是将旋转运动转化成直线运动，效率低、速度低、精度也低，但刚性好、具有自锁功能，用于重载荷。
滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。
由于本系统的负载阻力不是很高，同时考虑到经济的问题，选择螺旋丝杆。
（3）电气控制方式的选择单片机是一种可编程的集成芯片，系统设计要从底层开发，设计较繁琐。
应用系统广泛，开发成本低，开发周期短，可靠性高。
PLC（可编程逻辑控制器）实质是一种专用于工业控制的计算机，是单片机的特例，采用模块化设计，使用方便，编程简单，可靠性高，抗干扰能力强。
本例中采用单片机控制。
2.3总体方案的确定（1（2（3（4（5）主要设计参数①单向工作行程——1200 mm②移动负载质量——150 kg③负载移动阻力——50 N④移动速度控制——3m/min⑤寿命要求：每天开机8h，一年按300个工作日，寿命5年以上。
⑥定位精度——0.01mm图2.1系统原理图3、机械传动系统设计3.1机械传动装置的组成及原理机械传动装置主要包括螺旋丝杆，工作平台，直线导轨，联轴器，轴承等。
其中电机与联轴器、丝杆与联轴器均为键联接。
原理如下图：图3.1机械传动原理图3.2主要部件的结构设计计算3.2.1、导轨的选择表格A图3.2直线滚动导轨3.2.2、螺旋丝杆的选择及校核(1)螺旋丝杆初选表格B设计计算过程通过查阅相关资料，工作载荷F是指丝杆副在驱动工作表格C3.2.3直流伺服电机的选型已知参数：工作台重量=9.8=490G N ⨯50 工作台与导轨间的摩擦系数=0.15μ 工作台行进时动载荷1680a C N = 螺旋丝杆导程4S mm =螺旋丝杆节圆直径20d mm = 螺旋丝杆总长1200l mm =螺旋丝杆传动效率0.9s η=表格DmmmJ）工作台的转动惯量wm图3.4联轴器m，电机等效转动惯量和电机转速n=1500m。
图3.5直流伺服电机为了使电机具有良好的起动能力和较快的响应速度，应图3.6电机动作模式及合成转矩T（1）有效转矩rmsT=1.41N m⋅<T=1.6.N mrmsT（2）瞬时最大转矩I3.2.4、轴承选择及校核α=︒，采用面对面安根据工作情况以及滚珠丝杆的受力，初选轴承为角接触球轴承，其25装，其轴向载荷分析如下：图3.7 轴承轴向载荷分析图表格E3.2.5键的校核表格F4、电器控制系统设计4.1控制系统基本组成4.1.1总体方案确定本系统设计的控制系统的工作过程为：系统开机，电机正转，工作平台正向移动，默认速度3m/min，完成工作行程之后，触碰右限位开关，电机反转，工作平台返回，依此循环。
速度控制采用PWM调节，有3m/min和6m/min两个设定速度。
传感器检测的速度在LCD上显示。
4.1.2电器控制系统原理及组成（1）控制系统原理图如下：图4.1电器控制系统原理图（2）控制流程图如下：图4.2主程序流程图图4.3 PWM流程图图4.4 显示程序4.2电器元件的选型计算4.2.1控制芯片选择89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图4.5 89C51管脚图4.2.2电机驱动芯片选择由于单片机P3口输出的电压最高才有5V，难以直接驱动直流电机。
所以我们需要使用恒压恒流桥式2A驱动芯片L298N来驱动电机。
L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4.5～7V电压。
4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2.5～46V。
输出电流可达2.5A，可驱动电感性负载。
1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。
L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本系统我们选用驱动一台电动机。
5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。
ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。
同时需要加四个二极管在电机的两端，防止电机反转的时候产生强大的冲击电流烧坏电机。
图4.6 L298管脚图4.2.3旋转式编码器选择（1）增量式或绝对式选择增量式只能记住自己走的步数，开机后会回到原点；而绝对式上电后就能知道所处的位置，但其需要更多的线数，成本更高，不如增量式经济。
综上所述，选择增量式编码器。
（2）分辨率精度根据电机选型时确定的最小分辨率400，保证编码器分辨率不小于400.（3）容许最大旋转数由上可知，电机的额定转速为1500r/min，保证容许最大旋转数不低于此值。
（4）最高响应频率数最大响应频率=（旋转数/60）×分辨率=（1500/60）×600=15kHz根据以上参数，选择欧姆龙生产的增量式旋转式编码器E6C2-C。