机械自动化系统课程设计.ppt
机械自动化系统设计机械自动化系统设计专业课程设计专业课程设计机械自动化系统（典型机电一体化系统）:机械机构部件、电气（弱电和强电）控制硬件、监控软件。设计这类设备，可在完成总统方案设计后，分别进行设计这类设备，可在完成总统方案设计后，分别进行三个方面的设计。三个方面的设计。由于三个方面的内容是不可分割的、是统一个整体，由于三个方面的内容是不可分割的、是统一个整体，设计时必须统筹兼顾，并且，在整个设计、制造、装配、设计时必须统筹兼顾，并且，在整个设计、制造、装配、调试过程中始紧密联系，反映了其机电一体化设备的整调试过程中始紧密联系，反映了其机电一体化设备的整体性。体性。需要的知识：基础知识、专业基础知识和专业知识。需要的知识：基础知识、专业基础知识和专业知识。涉及机械、电气、电子、软件、数控、涉及机械、电气、电子、软件、数控、工艺、机床、公工艺、机床、公差等多门学科的知识，是各门课程的差等多门学科的知识，是各门课程的总复习和综合应用总复习和综合应用。1.专业课程设计任务1.1 设计题目：教学用简易数控铣床教学用简易数控铣床1.2技术指标详见下述附表1.3设计的任务(1)系系统整体方案整体方案设计 (2)机械部件机械部件设计 (结构构图)0号号图一一张(3)电气部件气部件设计 (电气气逻辑原理原理图)1号号图一一张(4)系系统控制控制软件件设计 (系系统软件框件框图)一一张(5)系系统整体整体调试(6)编写写设计说明明书 一份一份2.课程程设计步步骤（1）按）按设计任任务规定明确定明确设计任任务按任按任务书的的技技术要求（或技要求（或技术条件）条件）进行技行技术分析分析,明确明确设计要求。要求。（2）系）系统方案方案设计（3）机械部件）机械部件（4）电气部件气部件（5）控制）控制软件件设计（6）制造）制造设备后，要后，要进行行设备调试，排除（，排除（设计、制造）故障，、制造）故障，发现问题则需要更改需要更改设计。（7）整理技）整理技术文件（文件（设计说明明书）3专业课程设计安排（1）设计日程安排（共（共20个工作日）个工作日）（2）时间安排 8：30-11:30 13:00-16:00（3）设计室地点安排 阶阶 段段时时 间间总体设计1 天电气设计3-4 天软件设计及调试2天-3天机械结构设计11-11天编写设计说明书1-2 天答辩1 天教学用简易数控铣床技术参数1.工作行程 X=100mm、Y=120 mm、Z=40mm；2.脉冲当量 0.01 mm/P；3.重复定位精度 0.02 mm；4.用户指令存储量 999 条ISO数控代码；5.主机转速 3000 r.p.m.；6.铣刀直径5；7.X-Y二轴联动；8.切削材料：有机玻璃等。系系统方案方案设计教育用教育用简易数控易数控铣床控制系床控制系统方案方案数控箱控制方案数控箱控制方案微机控制方案微机控制方案单片机方案片机方案微机微机-单片机混合控制方案片机混合控制方案教育用简易数控铣床系统方案教育用简易数控铣床系统方案1 单片机普通丝杠步进电机开环方案；2 单片机普通丝杠伺服电机闭环方案；3 单片机滚珠丝杠步进电机开环方案；4 单片机滚珠丝杠伺服电机闭环方案；5 微机普通丝杠步进电机开环方案；6 微机滚珠丝杠伺服电机闭环方案；7（微机）-单片机普通丝杠步进电机开环方案（混合控制方案）；8（微机）-单片机滚珠丝杠伺服电机闭环方案（混合控制方案）。系系统方案方案（一）（一）单片机控制方案片机控制方案(二二)微机控制方案微机控制方案（三）微机（三）微机单片机控制方案片机控制方案 机械部分机械部分设计数控铣床机构的功能主要是围绕控制轨迹的精确实现与保持：（1）丝杠螺距杠螺距计算算 实现脉冲当量脉冲当量（2）力矩）力矩计算算确定确定丝杠直径、步杠直径、步进电机机（3）结构构设计中重点中重点问题直直线导轨（过定位定位问题）。）。丝杠支承。杠支承。传动结构的消隙机构（水平、垂直）。构的消隙机构（水平、垂直）。联轴器。器。工件工件夹紧机构（正常机构（正常夹紧和快和快紧）。）。手手动机构。机构。丝杠与工作台之杠与工作台之间转矩矩传递。主主轴系系统轴承的承的润滑与防滑与防尘。铣刀的刀的夹紧与快与快换。结构工构工艺性（制造、拆装方便）。性（制造、拆装方便）。考虑制造工艺性：轴上有不同的配合因此采用基轴制使轴上尺寸相同。铜套（动导轨）外尺寸采用基孔制。（4）结构构图中的中的问题 （结构构图即，装配即，装配图，完成，完成结构构图又称又称设计结构构图）图面布置（主面布置（主视图、左、左视图或右或右视图、比例）。、比例）。剖剖视图（反映全部装配关系）与向（反映全部装配关系）与向视图（反映所有（反映所有零件）。零件）。标注（所有装配注（所有装配时的零部件之的零部件之间的技的技术要求）。要求）。技技术要求（要求（写装配、写装配、调试、入、入库、运、运输、安装、安装、维护等注等注意事意事项）。）。标题栏明明细表表机械系统设计方案VMOS选用IFR540,Vgs大于4.5伏，Id大于3安。取Vgs5V,截止时取Vgs2.5V取 R3的电流IR3=1ma。R3+R4+R6=Vcc/IR3=24/0.001=24000。取R6=6.2K，R4=5.6K，则得R3=12K。取R2=5.6K。(一般4.7-10K)取ICU1=0.2mA,R9=24/0.2=48K,圆整为47KR1=134.6-47=87.6K,圆整为82K.取R8=1.5KR7起到稳定G2电流的作用，一般为0.11.5，现取R7=0.5R001=R002=100R004=1.5KU1=220V U2=U3=25V监控（数控系统）软件设计1、系统软件（监控软件）与用户软件2、数控系统的坐标（绝对坐坐标、编程坐程坐标、步、步进电机的循机的循环坐坐标、屏幕坐、屏幕坐标）3、如何控制步进电机运动（1）步）步进电机的循机的循环坐坐标（2）I/O接口函数接口函数4、如何实现G指令的控制（1）文件的读写（2）G指令的解释执行#include graphics.h *点点动参考程序参考程序 TC源程序源程序 *#include bios.hvoid stepx(void);void stepy(void);void contrl(void);int x0,y0,x,y,x1,y1,DX,DY;main()int gd=VGA,gm=VGAHI;initgraph(&gd,&gm,);x0=320;y0=240;x1=0;y1=0;x=0;y=0;DX=0;DY=0;moveto(x0,y0);contrl();void contrl()int key,basea=0 x280;*基本地址基本地址*int r=1;while(r=1;)key=bioskey(0);switch(key)case 0 x4800:if(y1150|y1=150)outtextxy(270,400,out of scope!);moveto(x0,y0);break;elsesetfillstyle(BLACK,BLACK);setcolor(BLACK);bar3d(200,391,429,410,0,0);setcolor(WHITE);moveto(x0,y0);y-;if(1y|1=y)&(y6|y=6)stepy();elsey=6;stepy();outport(basea,(DY+DX);y0-;lineto(x0,y0);y1+;break;case 0 x5000:if(y1(-150)|y1=(-150)outtextxy(270,400,out of scope!);moveto(x0,y0);break;elsesetfillstyle(BLACK,BLACK);setcolor(BLACK);bar3d(200,391,429,410,0,0);setcolor(WHITE);moveto(x0,y0);y+;if(1y|1=y)&(y160|x1=160)outtextxy(270,400,out of scope!);moveto(x0,y0);break;elsesetfillstyle(BLACK,BLACK);setcolor(BLACK);bar3d(200,391,429,410,0,0);setcolor(WHITE);moveto(x0,y0);x+;if(1x|1=x)&(x6|x=6)stepx();elsex=1;stepx();outport(basea,(DY+DX);x0+;lineto(x0,y0);x1+;break;case 0 x4b00:if(x1(-160)|x1=(-160)outtextxy(270,400,“out of scope”);moveto(x0,y0);break;elsesetfillstyle(BLACK,BLACK);setcolor(BLACK);bar3d(200,391,429,410,0,0);setcolor(WHITE);moveto(x0,y0);x-;if(1x|1=x)&(x6|x=6)stepx();elsex=6;stepx();outport(basea,(DY+DX);x0-;lineto(x0,y0);x1-;break;case 0 x011b:outport(basea,0);break;void stepx(void)int a=1,3,2,6,4,5;/*X 轴三相六拍的数据三相六拍的数据*/DX=ax-1;void stepy(void)int b=8,24,16,48,32,40;/*Y 轴三相六拍的数据三相六拍的数据*/DY=by-1;数控编程00 G00 X-10.00,Y00.0001 G02 X10,00,Y00.00,R10.0002 G01 X10.00,Y-25.00 03 G02 X-10.00,-25.00,R10.00 04 G01 X-10.00,Y00.00 05 G00 X00.00,Y00.00
