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目 录
一、课程设计目的 2
二、课程设计任务及内容 3
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、 步进电机减速箱的选用 12
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 17
五、 工作台机械装配图的绘制 18
六、 工作台控制系统电路图绘制 18
七、步进电动机驱动电源的选择 18
总 结 18
参考文献 19
附 录: 20
1、操作控制面板 20
2、控制程序 21
1 / 29
X-Y 数控工作台机电系统设计
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。
因此,选择 X-Y 数控工作台作为机电综合课程设计的内容,对于机电一体化专业的教学具
有普遍的意义。
模块化的 X-Y 数控工作台,通常有导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副,以及
伺服电动机等部件构成。 其外观形式如图 1 所示。 其中, 伺服电动机作为执行元件用来驱动
滚珠丝杠, 滚珠丝杆的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。 导轨副、 滚珠丝杆的螺母副和伺服电动机等均已标准化,由专门厂家生产, 设计
时只需根据工作载荷选取即可。 控制系统根据需要, 可以选用标准的工业控制计算机, 也可
以设计专用的微机控制系统。
图 1 X-Y 数控工作台外形
一、课程设计目的
机电一体化技术又称为机械电子技术, 它不是一门独立的工程学科, 是机械技术、 电子
技术、 信息技术、 自动控制技术等相关技术综合。 机电一体化课程设计是针对机电一体化系
列课程的要求, 继机电一体化课程后的一门设计实践性课程。 它是理论与实践的结合, 是培
养学生机电一体化产品综合设计能力必不可少的教学环节。
机电一体化课程设计的目的主要包括以下几个方面:
(1)培养学生综合运用所学的理论知识与实践技能,解决实际问题的能力;树立正确
的设计思想, 掌握机电一体化产品设计的一般方法和规律, 提高机电一体化产品设计的能力。
(2 )通过设计实践,熟悉设计过程,学会设计资料的正确使用;掌握机械传动系统的
设计计算方法, 掌握系统的设计, 检查模块和动力驱动模块的计算和选用及工程图纸的绘制
等,从而在机电一体化产品设计基本技能的运用上得到训练。
(3)为学生提供一个较为充分的设计空间,使其在巩固所学知识的同时,强化创新意
识,在设计实践中深刻领会机电一体化课程设计的内涵, 培养学生的专业技术能力和综合素
质。
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