工作台是机器的重要组成部分，自动化工作台可大大降低劳动强度，提高劳动生产率，降低成本。数控X-Y工作台是数控技术，它充分利用了计算机硬件和软件的功能，从而实现机器控制，扩大加工机床的范围等最简单的应用；进一步增强了可靠性和精度。自改革开放以来，机械行业得到了充分的发展，但也有很多老机器在发展的过程中被淘汰，这些设备的改造仍然可以在生产中发挥了重要的作用，不仅提高精度和效率，并能有效地适应市场经济的需要。

关键词：数控；工作台；机床；自动化

ABSTRACT

The purpose of this design is to make the machine table to achieve digital control; CNC machine tools compared to normal hard has many advantages; can process more complex parts, high precision, flexible, high production efficiency, easier to use and so on. And the use of computer control, effectively eliminating human error, so that the processing consistency of parts, stable and reliable quality. Automated machine high labor intensity of workers significantly reduced.

Workbench is an important part of the machine, automated workbench can greatly reduce labor intensity and improve labor productivity and reduce costs. CNC XY table is the simplest application of numerical control technology, which fully utilizes the capabilities of computer hardware and software in order to achieve the machine control, expanding the scope of the processing machine; further improved accuracy and reliability. Since the reform and opening up, the machinery industry has been fully developed, but there are a lot of old machines to be eliminated in the process of development, after the transformation of these devices can still play an important role in the production, not only to improve the precision and efficiency, And can effectively meet the needs of the market economy.

Key world: NC； Workbench； Machine tool； Automation

1 绪论1

1.1 X-Y 工作台的发展趋势及产业化的现状1

1.2数控X-Y工作台设计的意义和目的1

1.3本设计的主要内容和任务2

2 总体方案的设计2

2.1设计参数的确定2

2.2总体方案确定3

2.2.1机械传动部分的计算的选用与选型3

2.2.2控制系统的设计3

3 机械部分的设计3

3.1 导轨上移动部件的重量估算3

3.2 铣削力的计算4

3.3 直线滚动导轨副的计算与选型4

3.3.1 滑块承受工作载荷的计算及导轨型号的选取4

3.3.2 距离额定寿命的计算4

3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型5

3.4.1 最大工作载荷Fm的计算5

3.4.2 最大动载荷FQ的计算5

3.4.3 初选型号5

3.4.4 传动效率η的计算5

3.4.5 刚度的验算6

3.4.6 压杆稳定性校核6

3.5 步进电动机减速箱的选用6

3.6 步进电动机的计算与选型7

3.6.1 计算加在步进电动机转轴上的总转动惯量7

3.6.2 计算加在步进电机转轴上的等效负载转矩Teq7

3.6.3 步进电动机最大静转矩的选定9

3.6.4步进电动机的性能校核9

4 总结10

参考文献11

致谢12

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大齿轮.jpg

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减速器装配图.jpg

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内容简介：: 中国地质大学长城学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名张兴亮学号05211504专业班级机制5班指导教师杨运强职称教授单位工程学院课题性质设计论文课题来源科研教学生产其它毕业设计（论文）题目XY数控工作平台结构的设计一、目的本设计的目的是使工作台实现数控控制；让数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工；提升机床的加工精度、柔性、生产率和操控，实现计算机控制，排除人为误差，使零件的加工一致性好，质量稳定可靠；提升机床自动化程度，降低操作人员劳动强度。二、意义工作台是机床上必不可少的部分，因此工作台的设计具有重要意义，工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产效率，降低成本。是微机控制技术的最简单的应用，它充分的利用了微机的软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提高。随着经济的发展，机械行业的许多落后的设备，经过数控改造以后不但可以提高加工精度和劳动成产率，而且能有效的适应多品种，小批量的市场经济的需要，使之更能有效的发挥经济效益和社会效益。三、发展趋势随着国际上各种技术的突飞猛进，工作台的功能也向多功能复合化发展，工作台也会不断采用数控技术、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着运行高速化、加工高精化、功能复合化、控制智能化等发展方向。四、研究内容主要内容1、机械传动部分的计算的选用与选型（1）导轨副的选用要设计的XY工作平台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承受的荷载不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副。（2）丝杠螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线涌动，要满足0.005.mm的脉冲当量和0.025mm的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高，预紧后可消除反向间隙。（3）减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，为了元整脉冲当量，放大电动机的输出转矩，降低运动部件折算到电动机转轴上的转动惯量，可能需要减速装置，且应有消间隙机构。为此决定采用无间隙齿轮传动减速箱。（4）伺服电动机的选用任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm,定位精度也未达到微米级，空载最快移动速度也只有1000mm/min。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以采用性能好一些的步进电动机，提高性价比。（5）检测装置的选用选用步进电动机作为伺服电动机后，可选开环控制也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不受切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨率应与步进电动机的步距角相匹配。（6）考虑到X、Y两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X、Y两坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机以及检测装置拟采用相同的型号与规格。2、控制系统的设计（1）设计的XY工作平台准备用在数控铣床上，其控制系统应该具有但坐标定位、两坐标直线插补与圆弧插补的基本功能，所以控制系统应该设计成连续控制型。（2）对于步进电动机的半闭环控制，采用MCS-51系列的8位单片机AT89C52作为控制系统的CPU，应该能够满足任务书给定的相关指标。（3）要设计一台完整的控制系统，在选择CPU之后，还需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等。（4）选择合适的驱动电源，与步进电动机配套使用。五、进度安排2014、12、152015、01、04 查阅资料，准备开题2015、02、152015、03、15 总体方案的分析、比较、论证及确定2015、03、152015、04、05 机械系统设计2015、04、052015、04、25 数控系统设计2015、04、252015、05、10 整理归纳，准备答辩六、参考文献1 徐铭，琚海经济型数控雕刻机的控制系统研究J制造技术与机床，2012(9)：74812 李绍林低成本数控雕刻机控制系统研究开发D济南：

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