立式銑床X-Y工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計.doc
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- 摘 要
兩軸數(shù)控工作臺機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計是一個開環(huán)控制系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單，實現(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)的最簡單的應(yīng)用。開環(huán)控制能充分的利用微機(jī)的軟件、硬件功能以實現(xiàn)對機(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)電動機(jī)通過齒輪減速器帶動滾珠絲杠拖動工作臺在直線滾動導(dǎo)軌副上運動，其中，步進(jìn)電動機(jī)選用110BYG22602型號。工作臺控制部分以AT89C51單片機(jī)為核心，作為主控器；利用8155H芯片實現(xiàn)與鍵盤/顯示器的連接；選擇步進(jìn)電機(jī)配套驅(qū)動器BD28Nc 驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī)實現(xiàn)加、 減速、急停等操作，從而實現(xiàn)對工作臺的控制。
關(guān)鍵詞：X-Y工作臺；步進(jìn)電動機(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 5
2 總體方案設(shè)計 7
2.1確定主要參數(shù) 7
2.2機(jī)械傳動部件的選擇 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 8
2.4系統(tǒng)總體框圖 9
3 機(jī)械設(shè)計部分 10
3.1工作臺的外形尺寸及重量初步估算 10
3.2鉆削力和銑削力的計算 11
3.2.1鉆削力（軸向）的計算 11
3.2.2銑削力的計算 11
3.3滾動導(dǎo)軌的選用(X,Y方向) 12
3.3.1導(dǎo)軌工作負(fù)載計算 12
3.3.2塊承受工作載荷的計算 13
3.3.3距離額定壽命L的計算 13
3.4滾珠絲杠的計算和選擇 14
3.4.1最大工作載荷Fm的計算 14
3.4.2最大動工作載荷FQ的計算 14
3.5型號的選擇與校核 15
3.5.1規(guī)格型號的初選 15
3.5.2傳動效率η的計算 15
3.5.3剛度的驗算 16
3.5.4壓桿穩(wěn)定性校核 16
3.6步進(jìn)電動機(jī)減速箱的選用 17
3.7步進(jìn)電動機(jī)的計算與選型 17
3.7.1計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量Jeq 17
3.7.2計算加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq 18
3.7.3步進(jìn)電動機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 20
3.7.4步進(jìn)電動機(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 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 29
5.4I/O口的分配 30
5.5驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 31
5.6傳感器和控制面板設(shè)計 32
致 謝 33
參考資料 34
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