数控机床X─Y工作台的设计论文1.doc

数控步进X─Y工作台设计 目 录 摘要……………………………………………………………………………………………Ⅰ 1绪 论…………………………………………………………………………………………1 1.1我国数控车床的发展和产业化的现状及当今世界数控车床的发展的趋势……………1 1.2 C616数控步进改造设计的目的及意义……………………………………………………2 2总体方案设计……………………………………………………………………………5 2.1设计任务……………………………………………………………………………………5 3机械部分设计……………………………………………………………………………7 3.1进给系统的设计计算………………………………………………………………………7 3.2钻削力的计算………………………………………………………………………………9 3.3铣削力的计算………………………………………………………………………………11 3.4滚动导轨的选用……………………………………………………………………………13 3.5滚珠丝杆的计算和选用……………………………………………………………………14 3.6滚珠丝杠支座设计与计算…………………………………………………………………16 3.7确定齿轮传动比……………………………………………………………………………18 3.8确定齿轮模数及有关尺寸…………………………………………………………………22 3.9步进电机惯性负载的计算…………………………………………………………………25 4 系统硬件设计……………………………………………………………………………26 4.1确定硬件电路的总体方案………………………………………………………………27 4.2机床数控系统硬件电路设计……………………………………………………………29 4系统软件设计……………………………………………………………………………31 5.1系统控制功能分析…………………………………………………………………………31 5.2系统管理程序控制…………………………………………………………………………32 5.3自动加工程序设计…………………………………………………………………………29 5.4步进电机控制子程序设计…………………………………………………………………30 5.5编语言程序设计……………………………………………………………………………30 5.6直线插补程序设计…………………………………………………………………………32 5.7圆弧插补程序………………………………………………………………………………32 结束语…………………………………………………………………………………………33 致 谢……………………………………………………………………………………………34 参 考 文 献…………………………………………………………………………………35 摘 要 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8155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。 其工作原理是每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场;由于步进电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用。 关键词：步进电机，数控系统 1 绪论 1.1 X-Y工作台的发展趋势及产业化的现状 当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极