立式銑床X-Y工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc
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- 摘 要
兩軸數(shù)控工作臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便而且能夠保證一定的精度，降低成本,是微機(jī)控制技術(shù)的最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。開(kāi)環(huán)控制能充分的利用微機(jī)的軟件、硬件功能以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床的控制，使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大, 進(jìn)一步提高機(jī)床的精度和可靠性。本文機(jī)械部分采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪減速器帶動(dòng)滾珠絲杠拖動(dòng)工作臺(tái)在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上運(yùn)動(dòng)，其中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)選用110BYG22602型號(hào)。工作臺(tái)控制部分以AT89C51單片機(jī)為核心，作為主控器；利用8155H芯片實(shí)現(xiàn)與鍵盤/顯示器的連接；選擇步進(jìn)電機(jī)配套驅(qū)動(dòng)器BD28Nc 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)加、 減速、急停等操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái)的控制。
關(guān)鍵詞：X-Y工作臺(tái)；步進(jìn)電動(dòng)機(jī);單片機(jī);8155H芯片
目錄
摘 要 III
ABSTRACT IV
1 緒論 3
1.1前言 3
1.2機(jī)電一體化系統(tǒng)綜述 3
1.2.1機(jī)電一體化系統(tǒng)的基本構(gòu)成 3
1.2.2機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心技術(shù) 5
1.2.3機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì) 5
2 總體方案設(shè)計(jì) 7
2.1確定主要參數(shù) 7
2.2機(jī)械傳動(dòng)部件的選擇 7
2.2.1導(dǎo)軌副的選用 7
2.2.2絲杠螺母副的選用 8
2.2.3減速裝置的選用 8
2.2.4伺服電動(dòng)機(jī)的選用 8
2.2.5控制系統(tǒng)的選用 8
2.3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8
2.4系統(tǒng)總體框圖 9
3 機(jī)械設(shè)計(jì)部分 10
3.1工作臺(tái)的外形尺寸及重量初步估算 10
3.2鉆削力和銑削力的計(jì)算 11
3.2.1鉆削力（軸向）的計(jì)算 11
3.2.2銑削力的計(jì)算 11
3.3滾動(dòng)導(dǎo)軌的選用(X,Y方向) 12
3.3.1導(dǎo)軌工作負(fù)載計(jì)算 12
3.3.2塊承受工作載荷的計(jì)算 13
3.3.3距離額定壽命L的計(jì)算 13
3.4滾珠絲杠的計(jì)算和選擇 14
3.4.1最大工作載荷Fm的計(jì)算 14
3.4.2最大動(dòng)工作載荷FQ的計(jì)算 14
3.5型號(hào)的選擇與校核 15
3.5.1規(guī)格型號(hào)的初選 15
3.5.2傳動(dòng)效率η的計(jì)算 15
3.5.3剛度的驗(yàn)算 16
3.5.4壓桿穩(wěn)定性校核 16
3.6步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速箱的選用 17
3.7步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 17
3.7.1計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jeq 17
3.7.2計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq 18
3.7.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 20
3.7.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核 20
4 MATLAB仿真分析 23
4.1 縱向進(jìn)給伺服系統(tǒng)MATLAB仿真分析 23
5 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 27
5.1主控制器CPU的選擇 27
5.2可編程RAM/IO芯片8155H 29
5.3鍵盤與顯示電路設(shè)計(jì) 29
5.4I/O口的分配 30
5.5驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31
5.6傳感器和控制面板設(shè)計(jì) 32
致 謝 33
參考資料 34
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