机电一体化系统设计课程总结

目 录

摘要 （ 1 ） 1、数控铣床的组成与进给系统概述 （1-2） 2、数控铣床X方向进给伺服系统总体结构设计2.1 技术参数 2.2 系统结构和工作原理 3、X方向滚珠丝杠副的设计

3.1 X方向滚珠丝杠副的计算 3.2 伺服电机的选择计算 3.3 确定滚珠丝杠副的型号 3.4 滚珠丝杠副的校验 3.5 轴承的选择及校核 4、总结 参考文献

1

（ 2 ） （2-3） （3-6） （6-8） 8-10） 10-11） 11-13） （ 13 ） （ 13 ）

（（（

目 录

摘要 （ 1 ） 1、数控铣床的组成与进给系统概述 （1-2） 2、数控铣床X方向进给伺服系统总体结构设计2.1 技术参数 2.2 系统结构和工作原理 3、X方向滚珠丝杠副的设计

3.1 X方向滚珠丝杠副的计算 3.2 伺服电机的选择计算 3.3 确定滚珠丝杠副的型号 3.4 滚珠丝杠副的校验 3.5 轴承的选择及校核 4、总结 参考文献

1

（ 2 ） （2-3） （3-6） （6-8） 8-10） 10-11） 11-13） （ 13 ） （ 13 ）

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机电一体化系统综合课程设计

X-Y数控工作台设计说明书

学校名称： 杭州电子科技大学信息工程学院

学生姓名： 郑群波 周益民 朱建伟 缪建立

专 业： 机械设计制造及其自动化

指导老师： 张巨勇、金成柱、季国顺、刘薇

二〇一一年一月

一、设计目的

机电一体化系统综合课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的：

1. 通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪

知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。

2. 通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设

计计算及选用的方式。

3. 通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控

制驱动方式。

4. 培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想。 5. 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。

二、设计任务

设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.02mm，定位精度为0.04mm。

机电一体化系统综合课程设计

X-Y数控工作台设计说明书

学校名称： 杭州电子科技大学信息工程学院

学生姓名： 郑群波 周益民 朱建伟 缪建立

专 业： 机械设计制造及其自动化

指导老师： 张巨勇、金成柱、季国顺、刘薇

二〇一一年一月

一、设计目的

机电一体化系统综合课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的：

1. 通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想怪

知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。

2. 通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设

计计算及选用的方式。

3. 通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控

制驱动方式。

4. 培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想。 5. 锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。

二、设计任务

设计一个数控X-Y工作台及其控制系统。该工作台可用于铣床上坐标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加工，重复定位精度为±0.02mm，定位精度为0.04mm。

《机电一体化系统设计》曾励 主编

XX大学XX学院XXXXX-XXXX学年 第X学期

《机电一体化系统设计》试卷

班级 学号 姓名

一、填空题：（每空1分，共20分）

1、机电一体化是

2、开发性设计是在既没有

按照 要求进行的设计。

3、滚珠丝杠副的传动效率高达

4、启动或反向时，系统的输入运动与输出运动之间的差值就是系统的

5、对步进电动机进给系统中齿轮传动装置进行传动比分配的原则是

6、据齿轮系传动比最佳分配条件，简化的最佳速比分配关系为

7、在开环步进电机-丝杠系统中，传动比大小与系统步进电机的

8、滚珠丝杠螺母副的结构类型有

9、计算齿轮传动系统时非随机载荷的采用 法。

10、数字式传感器检测系统的传感器输出信号为

11、当传感器的输出信号是电参数形式时，需要采用

成 形式。

12、采样信号变成连续信号必须经过

1、机电一体化与英文单词（ ）

A.Mechanics一致 B.Electronics一致

C.Mechatronics一致 D.Ele

机电一体化系统设计

课程设计报告

姓名： 黄建峰

学号： 09143407

班级： 机械电子工程091

指导老师： 吴福忠、朱烈锋

所在小组： 第3组

2011年7月4日-17日绍兴文理学院工学院机械电子工程专业

目录

一、 课程设计目的……………………………………………………………………….

二、 设计内容与要求…………………………………………………………………….

三、上交的材料

1、课程设计说明书一份……………………………………………………………………………………………… 2、图纸…………………………………………………………………………………………………………………… 3、材料要求………………………………………………………………………………………………………………

四，总体设计思路及方案比较……………………………………………………………………………………..

五，课程设计具体内容

1， 小车车体的设计…………………………………………………………

第一章 绪论

课程设计是《机电一体化系统设计》课程的重要实践环节，其目的是使学生能在传统的机电产品更新换代和新的机电一体化产品研制开发领域掌握必要的实验技能，目的在于培养学员对机电一体化产品的设计能力，另外还包括：

1）通过课程设计，理解机电一体化系统设计的基本知识。 2）掌握元部件的正确选择方法和特性参数的实验方法。

机电一体化系统的硬件一般由机械主体部分、传感器、信息处理、计算机及电路部分和执行元件等构成，其设计内容和设计方法基本上可归纳为以下几个方面：

1）采用微型计算机（包括单片机）进行数据采集、处理和控制 主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用、接口电路、软件编制。

2）选用驱动控制电路，对执行机构进行控制 主要考虑电动机的选择及驱动力矩的计算及控制电动机电路的设计。

3）精密执行机构的设计 主要考虑数控机床工作台传动装置的设计问题。要弄清机构或机械执行的主要功能（如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力（力矩）、负载转矩、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。提出装配图和零件加工图。提出电动机和计算机控制要求。

4）采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感部位。 5）学会使用手册和图表资料。

本次

题目一： C616车床工作台纵向数控化改造

参考文献：

机械部分设计参考文献：

http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/4a2f470ff12d2af90242e6d6.html 控制部分设计参考文献：

http://wenku.http://www.wodefanwen.com//view/9f758d4c767f5acfa1c7cd63.html（参照其中的第三部分） 论文书写格式参照： 《数控X-Y工作台设计》

题目二：

数控铣床X—Y进给伺服系统设计

任务：设计一种供立式数控铣床使用的X-Y数控工作台，主要参数如下：

1）立铣刀最大直径d=20mm； 2）立铣刀齿数Z=4； 3）最大铣削宽度ae4）最大背吃刀量ap?15mm?12mm； ；

5）加工材料为碳素钢； 6）X、Y方向的脉冲当量?x??y?0.005mm/脉冲；

7）X、Y方向的定位精度均为?0.01mm；

8）工作台尺寸230mmX230mm,加工范围为250mmX250； 9）工作台空载最快移动速度vx?vy?2000mm/min?vymax；

；

10）工作台进给最快移动速度vxmaxff?300mm/mi

第4章 机电一体化检测系统 4.1 概述 4.2 位移检测 4.3 速度、加速度检 测 4.4 力、扭矩和流体 压强检测 4.5 传感器前级信号 处理 4.6 传感器接口技术

4.1 概述 4.1.1 检测系统的组成  (1) 把各种非电量信息转换为电信号,这 就是传感器的功能,传感器又称为一次仪表。  (2) 对转换后的电信号进行测量,并进行 放大、运算、转换、记录、指示、显示等 处理,这叫作电信号处理系统,通常被称为二 次仪表。 非电量检测系统的结构形式如图 4-1 所 示。 

图 4-1 非电量检测系统的结构形式

4.1.2 传感器的概念及基本特性 1.传感器的构成 传感器一般由敏感元件、传感元件和 转换电路三部分组成,如图4-2所示。 

图4-2 传感器的组成框图

(1)敏感元件: 是一种能够将被测量 转换成易于测量的物理量的预变换装置 , 其输入、输出间具有确定的数学关系 (最好为线性)。如弹性敏感元件将力 转换为位移或应变输出。  ( 2 )传感元件：将敏感元件输出的 非电物理量转换成电信号(如电阻、电 感、电容等)形式。 ( 3 )基本转换电路：将电信号量转换 成便于测量的

机电一体化系统设计复习资料

机

电一体化

系统设计

资料

机电一体化系统设计复习资料

目录

第一章 机电一体化的概念

第二章 机电一体化系统中的机械模块

第三章 测量模块(检测)

第四章 驱动模块(执行)

第五章 控制模块(闭环伺服系统和顺序控制及指令)

第六章 接口模块 (通信)

第七章 考试重点

第八章 参考文献

第九章 谢谢

机电一体化系统设计复习资料

第一章机电一体化系统的概念

1、机电一体化的概念:微电子技术、信息技术的快速发展并向传统机械产品渗透和融合和结果。

2、机电一体化系统组成模块：机械本体、动力部份、测试传感、执行机构、驱动部分、控制及信息处理单元、接口（或五大功能控制功能、动力功能、传感检测功能、操作功能、构造功能）。

3、4A革命：工厂自动化、；办公自动化、家庭自动化、社会服务自动化。

4、典型的机电一体化系统：机械手关节伺服系统、数控机床（NC）工业机器人、自动导引车、顺序控制系统、数控自动化制造系统及微机电系统。

5、设计依据与评价标准：系统功能、性能指标、使用条件、社会经济效益。

6、设计思想：替代机械系统、简化机械、增强机械系统、综合机械系统。

1市场调研、需求分析和技术预测7、设计过程方法：○

2现代模具加工装备的结构形式○3用户对开发设计新○

4市场情况○5