機(jī)電一體化系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)XY數(shù)控工作臺設(shè)計(jì)說明書邊緣冰點(diǎn)

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1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 總體方案設(shè)計(jì) 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)一個數(shù)控 X-Y 工作臺及其控制系統(tǒng)。 該工作臺可用于銑床上坐標(biāo)孔的加工和臘摸、 塑料、 鋁合金零件的二維曲線加工 , 重復(fù)定位精度為 0.01mm, 定位精度為 0.025mm。 設(shè)計(jì)參數(shù)如下 : 負(fù)載重量 G=150N; 臺面尺寸 CBH＝ 145mm 160mm12mm; 底座外形尺寸 C1 B1 H1＝ 210mm220mm 140mm; 最大長度 L=388mm; 工作臺加工范圍 X=55mm, Y=50mm; 工作

2、臺最大快移速度為 1m/min 。 1.2 總體方案確定 ( 1) 系統(tǒng)的運(yùn)動方式與伺服系統(tǒng) 由于工件在移動的過程中沒有進(jìn)行切削 , 故應(yīng)用點(diǎn)位控制系統(tǒng)。 定位方式采用增量坐標(biāo)控制。 為了簡化結(jié)構(gòu) , 降低成本 , 采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動 X-Y 工作臺。 ( 2) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)采用了與 MCS-51 系列兼容的 AT89S51 單片機(jī)控制系統(tǒng)。它的主要特點(diǎn)是集成度高 , 可靠性好 , 功能強(qiáng) , 速度快 , 有較高的性價(jià)比。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、 鍵盤、 LED 、 I/O 接口、 光電偶合電路、 步

3、進(jìn)電機(jī)、 電磁鐵功率放大器電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令經(jīng)過鍵盤操作實(shí)現(xiàn)。 LED 顯示數(shù)控工作臺的狀態(tài)。 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 ( 3) X-Y 工作臺的傳動方式 為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性 , 又要求結(jié)構(gòu)緊湊 , 因此選用絲 杠螺母傳動副。為提高傳動剛度和消除間隙 , 采用預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。 由于工作臺的運(yùn)動載荷不大 , 因此采用有預(yù)加載荷的雙 V 形滾珠 導(dǎo)軌。采用滾珠導(dǎo)軌可減少兩個相對運(yùn)動面的動、 靜摩擦系數(shù)之差 , 從而提高運(yùn)動平穩(wěn)性 , 減小振動。 考

4、慮電機(jī)步距角和絲桿導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取 , 為達(dá)到分辨率的要 求 , 需采用齒輪降速傳動。 圖 1-1 系統(tǒng)總體框圖 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 二、 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1、 工作臺外形尺寸及重量估算 X 向拖板 ( 上拖板 ) 尺寸 : 長 寬 高 14516050 重量 : 按重量 =體積材

5、料比重估算 145 160 50 10 3 7.8 10 2 90 N Y 向拖板 ( 下拖板 ) 尺寸 : 145 160 50 重量 : 約 90N。 上導(dǎo)軌座 ( 連電機(jī) ) 重量 : (220 140 38 2 155 82 ) 7.8 10 2 10 3 1.1 10 107 (N ) 夾具及工件重量 : 約 150N 。 X-Y 工作臺運(yùn)動部分的總重量 : 約 287N。 2.2、 滾動導(dǎo)軌的參數(shù)確定

6、⑴、 導(dǎo)軌型式 : 圓形截面滾珠導(dǎo)軌 ⑵、 導(dǎo)軌長度 ①上導(dǎo)軌 ( X 向 ) 取動導(dǎo)軌長度 動導(dǎo)軌行程 支承導(dǎo)軌長度 ②下導(dǎo)軌 ( Y 向 )  lB 100 l 55 L lB l 155 l 50 l B 100 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 L 150 選擇導(dǎo)軌的型號 : GTA16 ⑶、 直線滾動軸承的選型 ①上導(dǎo)軌 GX 240( N ) ②下導(dǎo)軌

7、 GY 287( N ) 由于本系統(tǒng)負(fù)載相對較小 , 查表后得出 LM10UUOP 型直線滾動軸承的額定動載荷為 370N, 大于實(shí)際動負(fù)載 ; 但考慮到經(jīng)濟(jì)性等因素最后選擇 LM16UUOP 型直線滾動軸承。 并采用雙排兩列 4 個直線滾動軸承來實(shí)現(xiàn)滑動平臺的支撐。 ⑷、 滾動導(dǎo)軌剛度及預(yù)緊方法 當(dāng)工作臺往復(fù)移動時 , 工作臺壓在兩端滾動體上的壓力會發(fā)生變 化 , 受力大的滾動體變形大 , 受力小的滾動體變形小。當(dāng)導(dǎo)軌在位置Ⅰ時 , 兩端滾動體受力相等 , 工作臺保持水平 ; 當(dāng)導(dǎo)軌移動到位置Ⅱ 或Ⅲ時 , 兩端滾動體受力不相等 , 變形

8、不一致 , 使工作臺傾斜 α角,由此造成誤差。另外 , 滾動體支承工作臺 , 若工作臺剛度差 , 則在自重和載荷作用下產(chǎn)生彈性變形 , 會使工作臺下凹 ( 有時還可能出現(xiàn)波浪形 ) , 影響導(dǎo)軌的精度。 2.3、 滾珠絲杠的設(shè)計(jì)計(jì)算 滾珠絲杠的負(fù)荷包括銑削力及運(yùn)動部件的重量所引起的進(jìn)給抗 力。應(yīng)按銑削時的情況計(jì)算。 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。 ⑴、 最大動負(fù)載 Q 的計(jì)算 Q 3 L f f H P 查表得系數(shù) f 1 , f H 1 , 壽命值 60nT L

9、106 查表得使用壽命時間 T=15000h, 初選絲杠螺距 t=4mm, 得絲杠轉(zhuǎn) 速 1000Vmax 1000 1 250( r / min) n 4 t 因此 60 250 15000 225 L 106 X 向絲杠牽引力 Px 1.414 f當(dāng)Gx ( f當(dāng) —— 當(dāng)量摩擦系數(shù) ) 1.414 0.01 240 3.39( N ) Y 向絲杠牽引力 Py 1.414 f當(dāng)Gy 1.414 0.01 287 4.06(N) 因此最大動負(fù)荷 X 向 Y 向  Qx 3 225 1 1 3.39 20.6(N ) Qy 3 225 1 1 4.06 24.7(N ) 查表 , 取滾珠絲杠公稱直徑 d0 10mm , 選用滾珠絲杠螺母副 的型號為 SFK1004, 其額定動載荷為 390N, 足夠用。 ⑵、 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)計(jì)算 表 2-1 滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù) 名 稱 符 號 計(jì)算公式和結(jié)果