《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計

1、 HYPERLINK 廣西工學(xué)院院機(jī)械工程程系機(jī)電一體體化系統(tǒng)設(shè)設(shè)計課程設(shè)計說說明書設(shè)計題目： 鉆床改裝裝用數(shù)控XY工作臺設(shè)設(shè)計（190*210mmm2）(C) 班 級： 機(jī)電071班 姓 名： 潘啟靜 指導(dǎo)教師： 梁蔓安 教研室主任任： 設(shè)計要求：設(shè)計要求包包含以下幾幾個部分：1、數(shù)控XXY工作臺機(jī)機(jī)械部分的的設(shè)計計算算2、數(shù)控XXY工作臺機(jī)機(jī)械部分裝裝配圖設(shè)計計（A1）3、基于運(yùn)運(yùn)動控制卡卡的控制系系統(tǒng)硬件系系統(tǒng)設(shè)計圖圖（附在說說明書中）4、編寫設(shè)設(shè)計說明書書（不少于于18頁）廣西工學(xué)院院機(jī)電一體化化教研室2011-1-11機(jī)電一體體化系統(tǒng)設(shè)設(shè)計課程程設(shè)計指導(dǎo)導(dǎo)設(shè)計目的通過本次設(shè)設(shè)計，使學(xué)

2、學(xué)生全面地地、系統(tǒng)地地了解和掌掌握機(jī)電一一體化技術(shù)術(shù)的基本內(nèi)內(nèi)容和基本本知識，初初步掌握機(jī)機(jī)電一體化化系統(tǒng)設(shè)計計方法，并并能學(xué)會運(yùn)運(yùn)用手冊、標(biāo)準(zhǔn)等技技術(shù)資料。同時培養(yǎng)養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)創(chuàng)新意識、工程意識識和動手能能力。設(shè)計內(nèi)容題目：鉆床床改裝用數(shù)數(shù)控XY工作臺設(shè)設(shè)計設(shè)計一套簡簡易數(shù)控XY工作臺，固固定在某個個鉆床的工工作臺上，XY工作臺的的位置控制制采用步進(jìn)進(jìn)電機(jī)數(shù)控控系統(tǒng)，通通過上述方方案將該普普通鉆床改改裝成簡易易的經(jīng)濟(jì)型型數(shù)控鉆床床。設(shè)計要求：改造后的鉆鉆床能夠加加工的最大大面積為：A*B mm2的工件，最最大工件重重量：150kkg.數(shù)控XY工作臺要要求孔的定定位精度在+/-00.02mmm內(nèi)

3、，工作作臺快進(jìn)速速度為2m/mmin,加減速時時間為0.2秒。三、機(jī)械部部分改裝設(shè)設(shè)計計算1、初步確確定工作臺臺的尺寸及及其重量 根據(jù)據(jù)設(shè)計要求求，所取的的能夠加工工的最大面面積為，最最大工件的的重量為。因此我初初定工作臺臺的。工作作臺的材料料為號鋼，其其密度為。（?。┮蛞虼耍?.1、工工作臺（X向托板）重量=體積積密度1.2、取取Y向托板=X向托板1.3、上上導(dǎo)軌座（連連電機(jī)）重重量 初步取導(dǎo)導(dǎo)軌座的長長，寬為，高高為。因此此所以根據(jù)上上面所求，得XY工作臺運(yùn)動部分的總重量為：根據(jù)要求所所知，其最最大加工工工件為，因因此：2、傳動系系統(tǒng)設(shè)計2.1、脈脈沖當(dāng)量是是一個進(jìn)給給指令時工工作臺的位位

4、移量，應(yīng)應(yīng)該小于等等于工作臺臺的位置精精度的1/2，由于定定位精度在在內(nèi)，因此此：，2.2、取取聯(lián)軸器傳傳動，因此此它的傳動動比為,取絲杠的的導(dǎo)程為。取步距角角為0.9度，所以 脈沖當(dāng)量量 3、滾珠絲絲杠的設(shè)計計計算及選選擇3.1求絲絲杠的靜載載荷已知其計算算公式 數(shù)控機(jī)機(jī)床系統(tǒng)設(shè)設(shè)計公式5-2 式中的硬度度系數(shù)，取取1.0 數(shù)控控機(jī)床系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計表表5-2 載荷系系數(shù)，取1.55 數(shù)數(shù)控機(jī)床系系統(tǒng)設(shè)計表5-2 ：絲杠杠工作時的的軸向阻力力根據(jù)：其中為0.003-0.0004 因此： 3.2、確確定動載荷荷及其使用用壽命根據(jù)絲杠動動載荷公式式：式中：額額定動載荷荷 ：動載載荷系數(shù)，輕輕微沖擊取取

5、1 ：硬度度系數(shù)，取取1 ：當(dāng)量動載載荷，N：壽命根據(jù)：使用用壽命使用用壽命所以式中的絲杠杠的最高轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，因題題目中所給給其工作臺臺快進(jìn)的速速度為，因因此其計算算為：所以：3.3滾珠珠絲杠的選選取根據(jù)動載荷荷及動載荷荷和公稱導(dǎo)導(dǎo)程值的核核對，最后后選取的滾滾珠絲杠的的型號為FF12204-33 ，其公稱稱直徑為12mm，公稱導(dǎo)導(dǎo)程為4mm，動靜載載荷分別為4KN和6.7KKN。滾珠直直徑2.3381mmm,剛度208，外徑111.3mmm,絲杠底徑徑9.5mmm,循環(huán)圈數(shù)3。 滾道道半徑=11.2388mm 機(jī)電一體體化技術(shù)基基礎(chǔ)及應(yīng)用用表2-4 偏心距 絲杠內(nèi)徑徑9.6mmm穩(wěn)定性計算算 式

6、中E=2.06 長度度系數(shù)，兩兩端用鉸鏈鏈時=1 =0.3mm所以 因因?yàn)?2.554 是安全的的剛度驗(yàn)算 按最不利情情況考慮，螺螺紋螺距因因受軸向力力引起的彈彈性變形與與受轉(zhuǎn)矩引引起彈性變變形方向是是一致的。所以 式中 , 機(jī)電一體體化技術(shù), S=P=44mm, 9.6mmm,G=83.33.每米螺紋長長度上距離離彈性變形形為。滾動螺旋可可按滑動螺螺旋（同精精度等級）的的一半，根根據(jù)有關(guān)表表得出=15m/mm，所以： 我所需要要的0.02268。其外形結(jié)構(gòu)構(gòu)及尺寸如如下圖所示示：6、聯(lián)軸器器的選擇6.1、聯(lián)聯(lián)軸器的介介紹 聯(lián)聯(lián)軸器屬于于機(jī)械能用用零誤了件件范疇，用用來聯(lián)接不不同機(jī)構(gòu)中中的兩根

7、軸軸（主動軸軸和從動軸軸）使之共共同旋轉(zhuǎn)以以傳遞扭矩矩的機(jī)械零零件。在高高速重載的的動力傳動動中，有些些聯(lián)軸器還還有緩沖，減減振和提高高軸系動態(tài)態(tài)性能的作作用。聯(lián)軸軸器由兩半半部分組成成，分別與與主動軸和和從動軸聯(lián)聯(lián)接。6.2、聯(lián)聯(lián)軸器的選選擇由選擇出絲絲杠的型號號和步進(jìn)電電機(jī)的型號號綜合考慮慮聯(lián)軸器的的尺寸大小小并選擇相相應(yīng)的型號號。絲杠軸軸端=122mm，電機(jī)軸端端=9.55mm，由網(wǎng)址：查得：根據(jù)軸徑選選擇聯(lián)軸器器的規(guī)格型型號為：LLK7-225-SLK77-257、軸承座座的選擇根據(jù)滾珠絲絲杠的公稱稱直徑為12mm，因此我我先擇的軸軸承座為：查htttp:/ 其外觀圖為為：其參數(shù)為：根

8、據(jù)參數(shù)，我我所選的型型號為EK-112裝配參數(shù)：四、硬件系系統(tǒng)設(shè)計 1、DMMC30000 DDMC30000系列是一一種性能優(yōu)優(yōu)越、功能能強(qiáng)大的運(yùn)運(yùn)動控制卡卡，特別適適合于多軸軸插補(bǔ)聯(lián)動動等復(fù)雜用用途。由于于卡上帶有有硬件插補(bǔ)補(bǔ)處理器，兩兩軸圓弧插插補(bǔ)和多軸軸直線插補(bǔ)補(bǔ)均可在卡卡上進(jìn)行處處理，PC機(jī)公需向向卡上寫入入插補(bǔ)運(yùn)動動的終點(diǎn)和和圓心值即即可?？ㄉ仙系念A(yù)置寄寄存器可預(yù)預(yù)先存儲下下一運(yùn)動的的數(shù)據(jù)，待待當(dāng)前運(yùn)動動執(zhí)行完畢畢后，即自自動裝載并并執(zhí)行下一一動動，因因此本卡能能很好地執(zhí)執(zhí)行多段連連續(xù)路徑插插補(bǔ)動動。此卡還有有許多其它它高級功能能，如T/S形速度曲曲線、編碼碼器或光柵柵計數(shù)、手手輪

9、輸入、精密Z信號找零零、非對稱稱速度曲線線、動態(tài)可可改速度和和目標(biāo)位置置等DMC30000 特點(diǎn)1） 四軸軸獨(dú)立同時時或插補(bǔ)運(yùn)運(yùn)動 2）任意兩兩軸和三軸軸線性插補(bǔ)補(bǔ)功能3）常矢量量速度連續(xù)續(xù)插補(bǔ)功能能 4）T/S 對稱或非非對稱速度度曲線5）兩種編編碼器輸入入脈沖類型型：A/BB 相或雙雙脈沖6）位置管管理和軟件件限位開關(guān)關(guān)功能 7）運(yùn)動中中可光滑改改變速度和和目標(biāo)位置置8）四軸可可同時起動動功能 9）功能強(qiáng)強(qiáng)大的MOOTIONN30000 測試軟軟件10）最多多可達(dá)166 進(jìn)16 出I/O 11）每軸最最大輸出脈脈沖頻率44MPPSS12）兩軸軸圓弧插補(bǔ)補(bǔ)功能 113）由上位位機(jī)控制的的位圖

10、插補(bǔ)補(bǔ)功能14）兩種種脈沖輸出出類型：雙雙脈沖或脈脈沖/方向15）每軸軸編碼器輸輸入脈沖頻頻率最大11MHZ16）板卡卡號ID 設(shè)置 ，同一電電腦最多可可插12 塊卡17）支持持手輪和JJOG 功功能 188）可編程程中斷源19）DMMC34000 DLLL 函數(shù)數(shù)庫和適用用于Winndowss 95/98/NT/2000020）可用用VB/VVC/C+ BUUILDEER 等編編程控制卡原理理結(jié)構(gòu)見下下圖XY工作臺臺控制系統(tǒng)統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖四、總結(jié)經(jīng)過10天天時間的課課程設(shè)計完完成了整個個鉆床XY工作臺的的機(jī)械部分分的設(shè)計、計算及選選取。在結(jié)結(jié)構(gòu)上看似似簡單，但但是真正在在著手的時時候發(fā)現(xiàn)自自己還有很很多方面不不懂，因此此需要努力力加強(qiáng)自己己的專業(yè)方方面的理論論知識及實(shí)實(shí)踐能力。本次設(shè)計的的主要內(nèi)容容包括，滾滾珠絲杠，滾滾動導(dǎo)軌及及步進(jìn)電動動機(jī)的計算算及選取和和軸承座、聯(lián)軸器的的選取。在在其計算方方面我采用用了最常規(guī)規(guī)的方法，因因此對于所所設(shè)計的工工作臺的實(shí)實(shí)用性有一一定的保障障。另外在在導(dǎo)軌座，工工作臺及其其配裝的設(shè)設(shè)計中，加加入了自己己的一些想想法，有所所創(chuàng)新，也也希望能夠夠經(jīng)的住實(shí)實(shí)踐的考驗(yàn)驗(yàn)。在設(shè)計中也也遇到了一一些問題，感感謝梁蔓安安老師的精精心指導(dǎo)，由由于本人經(jīng)經(jīng)驗(yàn)不足，專專業(yè)水平有有限以及一一些不可預(yù)預(yù)見的因素素，所以設(shè)設(shè)計中也必必定會出現(xiàn)現(xiàn)一些問題題