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1、摘 摘 要要 本文旨在设计一台简单、经济型的 XY 数控工作台。一般来说，XY 数控工作台的 机电系统设计都是通过开环控制系统实现的，所以其结构简单，实现方便而且能够保证 一定的精度，降低了设计制造过程中的成本，因此可以说 XY 数控工作台是微机控制技 术中最常见的应用。 本文设计的 XY 数控工作台充分地利用了可编程序控制技术来实现对机床的控制， 在扩大了其加工范围的同时，精度和可靠性也得到了进一步的提高。该设计完全围绕数 控机床工作原理而展开，充分体现了数控机床机械设备与电气设备部分的紧密结合。主 要设计内容包括总体方案的设计；步进电机的选用；传动装置的设计；丝杠螺母副的设 计； 滚动导轨
2、的选用和电气控制部分的设计。 本设计的经济型数控工作台采用开环系统， 机械传动部分采用步进电机通过同步带一级减速传动，减速器输出轴连接到滚珠丝杠 上，丝杠上的丝杠螺母副带动工作台实现 XY 方向进给。 关键词：关键词：XY 数控工作台，可编程序控制技术，机械传动部件，控制系统Abstract This design is the design with a simple and economical CNC of xy tables. Xy tables CNC machinery system design is an openloop control system. Its simple
3、structure, convenient and can ensure the precision of certain, reduced cost, is the most simple of microcomputer control technology of application. It fully utilize the PLC to realize the control of machine tools, expanding the scope of machining accuracy and reliability, and further improved. Desig
4、n task is complete on nc machine tools and working principle of the design, fully embodies the CNC machinery and electrical equipment parts. XY tables include overall scheme design of CNC design, selection of stepping motor driving device, the design, the design of ball screw nut pair, the selection
5、 and design of electric controlling part. The design of the economical nc workbench precision request is not high, the open loop system. Mechanical transmission through adopting stepmotor synchronous belt transmission, connect to slow level on the ball screw, thus the driver. Keywords: XY tables, PL
6、C, transmission machinery parts and control system目 目 录 录 摘 摘 要要.I AbstractAbstract. II 1 1 绪 绪 论论.1 1 1.1 X-Y 1.1 X-Y 数控工作台研究背景数控工作台研究背景.1 1 1.2 X-Y 1.2 X-Y 数控工作台研究意义数控工作台研究意义. . 1 1 1.3 X-Y 1.3 X-Y 数控工作台的现状与发展 数控工作台的现状与发展 .2 2 2 X2 X-Y -Y 数控工作台总体方案确定数控工作台总体方案确定. . 4 4 2.1 传动系统方案的确定 2.1 传动系统方案的确定 .
7、4 4 2.2 控制电机的确定2.2 控制电机的确定.5 5 2.3 控制系统方案的确定 2.3 控制系统方案的确定 .7 7 2.4 其他零部件的选择 2.4 其他零部件的选择 .8 8 3 X3 X-Y -Y 数控工作台机械系统设计 数控工作台机械系统设计 .10 10 3.1 X-Y 3.1 X-Y 数控工作台的整体结构设计数控工作台的整体结构设计. . 10 10 3.2 主要设计参数及其依据3.2 主要设计参数及其依据.11 11 3.3 工作载荷分析及计算 3.3 工作载荷分析及计算 .11 11 3.4 直线滚动导轨副的计算与选型3.4 直线滚动导轨副的计算与选型.12 12 3
8、.5 滚珠丝杠螺母副的选型和校核3.5 滚珠丝杠螺母副的选型和校核.14 14 3.6 同步带轮传动的设计和计算 3.6 同步带轮传动的设计和计算 .17 17 3.7 驱动电机的选择3.7 驱动电机的选择.19 19 3.8 其它零部件的确定 3.8 其它零部件的确定 .23 23 4 4 控制系统的设计控制系统的设计.27 27 4.1 PLC 4.1 PLC 的组成的组成与工作原理 与工作原理 .27274.2 PLC 4.2 PLC 的选型的选型.29 29 4.3 PLC 4.3 PLC 控制步进电机的梯形图程序设计控制步进电机的梯形图程序设计.30 30 4.4 程序的分析与比较
9、4.4 程序的分析与比较 .36 36 总 总 结结.38 38 致 致 谢谢.39 39 参考文献参考文献.40 40 附录一 英语论文附录一 英语论文.41 41 附录二 汉语翻译附录二 汉语翻译.46461 绪 绪 论 论 1.1 1.1 X-Y X-Y 数控工作台研究背景数控工作台研究背景 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域 的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展,及其向 机械工业的渗透,而形成的机电一体化， 使机械工业的技术结构、 产品机构、 功能与构成、 生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体 化”为特征的发展阶段。 随着科学技术的不断进步
