X-Y数控工作台设计 - 图文

吉林化工学院

课程设计说明书

X－Y数控工作台结构设计

X-Y NC table design

教 学 院： 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期：

机电工程学院 12410127 侯磊 机自1201 田爱华 教授

2015.6.29～2015.7.10

系 别： 机械设计制造及其自动化

吉 林 化 工 学 院

Jilin Institute of Chemical Technology

吉林化工学院课程设计说明书

摘 要

X-Y数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵—横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。 模块化的X-Y数控工作台，通常由导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其中伺服电动机做执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X、Y方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杠螺母副和伺服电动机等均以标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制系统根据需要，可以选取用标准的工作控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。

关键词：X-Y数控工作台；机电一体化；导轨；滚珠丝杠螺母副；伺服电动机

- I -

侯磊：X－Y数控工作台结构设计

Abstract

XY CNC table are a number of basic components mechatronics equipment such as vertical CNC lathes - transverse feed mechanism, CNC milling machines and CNC drilling machine XY table, a table of laser processing equipment, electronic components and other surface mount devices.Modular CNC XY table, usually consists of guide seat, move the slider, work platform, the ball screw nut, and a servo motor and other components. Wherein the servo motors as actuators for driving the ball screw, ball screw nut drive slider and work platform on the rail movement, complete table straight in X, Y direction of movement. Guideways, ball screw nut and servo motors are standardized, produced by specialized manufacturers, you can just select the design according to the work load. Control system as needed, you can choose to work with a standard control computer, you can also design special computer control system.

Key Words：XY CNC table; mechatronics; rails; ball screw nut; servo motor

- II -

吉林化工学院课程设计说明书

目 录

摘 要 ............................................................................................................................................ I Abstract .............................................................................................................................................. II 金属切削机床课程设计任务书 ...................................................................................................... 1 第1章 总体方案的确定 ................................................................................................................. 3

1.1 机械传动部件的选择 ........................................................................................................ 3

1.1.1 导轨副的选用 ......................................................................................................... 3 1.1.2 丝杆螺母副的选用 ................................................................................................ 3 1.1.3 减速装置的选用..................................................................................................... 3 1.1.4伺服电动机的选用 ................................................................................................. 3 1.1.5 检测装置的选用..................................................................................................... 3

第2章 机械传动部件的计算与选型 ............................................................................................ 4

2.1 导轨上移动部件的重量估算 ........................................................................................... 4 2.2 铣削力的计算 .................................................................................................................... 4 2.3 直线滚动导轨副的计算与选型 ....................................................................................... 4

2.3.1 滑块承受工作载荷Fmax的计算及导轨型号的选取 .......................................... 4 2.3.2 距离额定寿命L的计算........................................................................................ 5 2.4 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 ....................................................................................... 5

2.4.1 最大工作载荷Fm的计算 ...................................................................................... 5 2.4.2 最大动载荷FQ的计算 ........................................................................................... 5 2.4.3 初选型号 ................................................................................................................. 6 2.4.4 传动效率η的计算 ................................................................................................ 6 2.4.5 刚度的验算 ............................................................................................................. 6 2.4.6 压杆稳定性校核..................................................................................................... 7 2.5 步进电动机减速箱的选用 ............................................................................................... 7 2.6 步进电动机的计算与选型 ............................................................................................... 7

2.6.1 计算加在步进电机转轴上的总转动惯量Jeq ..................................................... 7 2.6.2 计算加子在步进电机转轴上的等效负载转矩Teq ............................................. 8

2.6.3 步进电动机最大静转矩的选定.............................................................................9 2.6.4 步进电动机的性能校核.........................................................................................9 2.7 增量式旋转编码器的选用 ..................................................................................................... 10

- III -

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