毕业设计计（论文文）内容：数数控XYY工作台台与控制制系统设设计院(系)、部：学生姓名名： 学 号: 专 业： 机 电电 一 体 化化班 级： 05机机电班指导教师师：完成时间间： 摘要当今世界界电子技术术迅速发发展，微微处理器器、微型型计算机在在各技术术领域得得到了广广泛应用用，对各各领域技技术的发发展起到到了极大大的推动动作用。一一个较完完善的机机电一体体化系统统，应包包含以下下几个基基本要素素：机械械本体、动动力与驱驱动部分分、执行行机构、传传感测试试部分、控控制及信信息处理理部分。机机电一体体化是系系统技术术、计算算机与信信息处理理技术、自自动控制制技术、检检测传感感技术、伺伺服传动动技术和和机械技技术等多多学科技技术领域域综合交交叉的技技术密集集型系统统工程。新新一代的的CNCC系统这这类典型型机电一一体化产产品正朝朝着高性性能、智智能化、系系统化以以及轻量量、微型型化方向向发展。关键字：机电一一体化的的基础 基本组组成要素素 特点点 发展展趋势目录第一章 前言言4第二章 课程程设计的的目的、意意义及要要求6第一节 课程程设计的的目的、意意义6第三章 课程程设计的的内容77第一节 课程程设计题题目7第二节 课程程设计内内容7第四章 数控控系统总总体方案案的确定定8第五章 机械械部分设设计9第一节 确定系统脉脉冲当量量9第二节 工作作台外形形尺寸及及重量初初步估算算9第三节 滚动动导轨副副的计算算、选择择9第四节 滚珠珠丝杠计计算、选选择111第五节 齿轮轮计算、设设计133第六节 步进进电机惯惯性负载载的计算算14第七节 步进进电机的的计算选选择155第六章机机床数控控系统硬硬件电路路设计117第一节 设计内容177第二节 设计计步骤117第三节 机床床数控系系统硬件件电路设设计211第七章系系统控制制软件设设计222第八章 结束束语与致致谢299第九章参参考文献献30第一章 前言言一、当今今世界数数控技术术及装备备发展的的趋势及及我国数数控装备备技术发发展和产产业化的的现状在我国对对外开放放进一步步深化的的新环境境下 ,发展我我国数控控技术及及装备、提提高我国国制造业业信息化化水平和和国际竞竞争能力力的重要要性 ,并从战战略和策策略两个个层面提提出了发发展我国国数控技技术及装装备的几几点看法法。装备备工业的的技术水水平和现现代化程程度决定定着整个个国民经经济的水水平和现现代化程程度 ,数控技技术及装装备是发发展新兴兴高新技技术产业业和尖端端工业的的使能技技术和最最基本的的装备 ,又是是当今先先进制造造技术和和装备最最核心的的技术。数数控技术术是用数数字信息息对机械械运动和和工作过过程进行行控制的的技术 ,而数数控装备备是以数数控技术术为代表表的新技技术对传传统制造造产业和和新兴制制造业的的渗透形形成的机机电一体体化产品品 ,其其技术范范围覆盖盖很多领领域。（一）、数数控技术术的发展展趋势。数控技术术的应用用不但给给传统制制造业带带来了革革命性的的变化 ,使制制造业成成为工业业化的象象征 ,而且随随着数控控技术的的不断发发展和应应用领域域的扩大大 ,他他对国计计民生的的一些重重要行业业 ITT、汽车车、轻工工、医疗疗等的发发展起着着越来越越重要的的作用。从从目前世世界上数数控技术术及其装装备发展展的趋势势来看 ,其主主要研究究热点有有以下几几个方面面:(1)、 高速、高高精加工工技术及及装备的的新趋势势效率、质质量是先先进制造造技术的的主体。高高速、高高精加工工技术可可极大地地提高效效率 ,提高产产品的质质量和档档次 ,缩短生生产周期期和提高高市场竞竞争能力力。从 EMOO20001 展展会情况况来看 ,高速速加工中中心进给给速度可可达 880m/ miin ,甚至更更高 ,空运行行速度可可达 1100mm/ mmin左左右。目目前世界界上许多多汽车厂厂 ,包包括我国国的上海海通用汽汽车公司司 ,已已经采用用以高速速加工中中心组成成的生产产线部分分替代组组合机床床。在加加工精度度方面 ,近 10 年来 ,普通通级数控控机床的的加工精精度已由由 100m提高高到 55m ,精密级级加工中中心则从从 35m ,提 高高到 111.5m并且且超精密密加工精精度已开开始进入入纳米级级 00.1m 。为为了实现现高速、高高精加工工 ,与与这配套套的功能能部件如如电主轴轴、直线线电机得得到了快快速的发发展 ,应用领领域进一一步扩大大。(2) 、5 轴联动动加工和和复合加加工机床床快速发发展采用 55 轴联联动对三三维曲面面零件的的加工 ,可用用刀具最最佳几何何形状进进行切削削 ,不不仅光洁洁度高 ,而且且效率也也大幅度度提高。但但过去因因 5 轴联动动数控系系统、主主机结构构复杂等等原因 ,其价价格要比比 3 轴联动动数控机机床高出出数倍 ,加之之编程技技术难度度较大 ,制约约了 55 轴联联动机床床的发展展。当前前由于电电主轴的的出现 ,使得得实现 5 轴轴联动加加工的复复合主轴轴头结构构大为简简化 ,其制造造难度和和成本大大幅度降降低 ,数控系系统的价价格差距距缩小。因因此促进进了复合合主轴头头类型 5 轴轴联动机机床和复复合加工工机床 含 55 面加加工机床床 的发发展。(3) 、智能能化、开开放式、网网络化成成为当代代数控系系统发展展的主要要趋势21世纪纪的数控控装备将将是具有有一定智智能化的的系统 ,智能能化的内内容包括括在数控控系统中中的各个个方面:为追求求加工效效率和加加工质量量方面的的智能化化 ,如如加工过过程的自自适应控控制 ,工艺参参数自动动生成;为提高高驱动性性能及使使用连接接方便的的智能化化 ,如如前馈控控制、电电机参数数的自适适应运算算、自动动识别负负载自动动选定模模型、自自整定等等。数控控系统开开放化已已经成为为数控系系统的未未来之路路。所谓谓开放式式数控系系统就是是数控系系统的开开发可以以在统一一的运行行平台上上 ,面面向机床床厂家和和最终用用户 ,通过改改变、增增加或剪剪裁结构构对象 数控功功能 ,形成系系列化 ,并可可方便地地将用户户的特殊殊应用和和技诀窍窍集成到到控制系系统中 ,快速速实现不不同品种种、不同同档次的的开放式式数控系系统 ,形成具具有鲜明明个性的的名牌产产品。目目前开放放数控系系统的体体系结构构规范、通通信规范范、配置置规范、运运行平台台、数控控系统功功能库以以及数控控系统功功能软件件开发工工具等是是当前研研究的核核心。网网络化数数控装备备是近两两年国际际著名机机床博览览会的一一个新亮亮点。数数控装备备的网络络化将极极大地满满足生产产线、制制造系统统、制造造企业对对信息集集成的需需求 ,也是实实现新的的制造模模式如敏敏捷制造造、虚拟拟企业、全全球制造造的基础础单元 ,反映映了数控控机床加加工向网网络化方方向发展展的趋势势。（二）、对对我国数数控技术术及其产产业发展展的基本本估计我国数控控技术起起步于 19558 年年 ,近近 500 年的的发展历历程大致致可分为为三个阶阶段：第第一阶段段从 119588 年到到 19979 年 ,即封闭闭式发展展阶段。在在此阶段段 ,由由于国外外的技术术封锁和和我国的的基础条条件的制制 ,数数控技术术的发展展较为缓缓慢。第第二阶段段是在国国家的“六五”、“七五”期间以以及“八五”的前期期 ,即即引进技技术 ,消化吸吸收 ,初步建建立起国国产化体体系阶段段。在此此阶段 ,由于于改革开开放和国国家的重重视 ,以及研研究开发发环境和和国际环环境的改改善 ,我国数数控技术术的研究究、开发发以及在在产品的的国产化化方面都都取得了了长足的的进步。第第三阶段段是在国国家的“八五”的后期期和“九五”期间 ,即实实施产业业化的研研究 ,进入市市场竞争争阶段。纵观我国数控技术近 50 年的发展历程 ,特别是经过 4 个 5 年计划的攻关 ,总体来看取得的成绩还是不小。（三）、对对我国数数控技术术和产业业化发展展的战略略思考(1) 、战略略考虑。我我国是制制造大国国 ,在在世界产产业转移移中要尽尽量接受受前端而而不是后后端的转转移 ,所以 ,我们们应站在在国家安安全战略略的高度度来重视视数控技技术和产产业问题题。首先先从社会会安全看看 ,因因为制造造业是我我国就业业人口最最多的行行业 ,制造业业发展不不仅可提提高人民民的生活活水平 ,而且且还可缓缓解我国国就业的的压力 ,保障障社会的的稳定;其次从从国防安安全看 ,西方方发达国国家把高高精尖数数控产品品都列为为国家的的战略物物质 ,对我国国实现禁禁运和限限制 ,“东芝事事件”和“考克斯斯报告”就是最好好的例证证。(2)、发发展策略略。从我我国基本本国情的的角度出出发 ,以国家家的战略略需求和和国民经经济的市市场需求求为导向向 ,以以提高我我国制造造装备业业综合竞竞争能力力和产业业化水平平为目标标 ,用用系统的的方法 ,选择择能够主主导 221 世世纪初期期我国制制造装备备业发展展升级的的关键技技术以及及支持产产业化发发展的支支撑技术术、配套套技术作作为研究究开发的的内容 ,实现现制造装装备业的的跨跃式式发展。强强调市场场需求为为导向 ,即以以数控终终端产品品为主 ,以整整机如量量大面广广的数控控车床、铣铣床、高高速高精精高性能能数控机机床、曲曲型数字字化机械械、重点点行业关关键设备备等 带带动数控控产业的的发展。重重点解决决数控系系统和相相关功能能部件 数字化化伺服系系统与电电机、高高速电主主轴系统统和新型型装备的的附件等等 的可可靠性和和生产规规模问题题。没有有规模就就不会有有高可靠靠性的产产品;没没有规模模就不会会有价值值低廉而而富有竞竞争力的的产品;当然 ,没有有规模中中国的数数控装备备最终难难有出头头之日。第二章 课程程设计的的目的、意意义及要要求第一节 课程程设计的的目的,意义机电一一体化系系统设计计课程程设计是是培养学学生设计计能力的的重要实实践性教教学环节节之一，是是综合运运用所学学过的机机械、电电子、自自动控制制、计算算机等知知识进行行的基本本设计训训练。其其目的是是：1. 能够正确确运用机机电一体体化系统统设计课课程的基基本理论论和相关关知识，掌掌握机电电一体化化系统（产产品）的的功能构构成、特特点和设设计思想想、设计计方法，了了解设计计方案的的拟定、比比较、分分析和计计算，培培养学生生分析问问题和解解决问题题的能力力，使学学生具有有机电一一体化系系统设计计的初步步能力；2. 通过机械械部分设设计，掌掌握机电电一体化化系统典典型机械械零部件件和执行行元件的的计算、选型和结构设计方法和步骤；3. 通过测试试及控制制系统方方案设计计，掌握握机电一一体化系系统控制制系统的的硬件组组成、工工作原理理，和软软件编程程思想；4. 通过课程程设计提提高学生生应用手手册、标标准及编编写技术术说明书书的能力力，促进进学生在在科学态态度、创创新精神神、专业业技能等等方面综综合素质质的提高高。第三章 课程程设计的的内容第一节 课程程设计题题目：单片机控控制步进进电机驱驱动的多多用XYY工作台台。已知条件件：定位位精度：0.01mmm，滚滚珠丝杠杠及导轨轨使用寿寿命：TT=1550000h，中中等冲击击工作台的的有效行行程为快快速进给给