数控车床工作台二维运动伺服进给系统设计
院系工程技术学院
专业年级08级机化
设计者周少程
指导教师谭为民
成绩
2011年5月28日
目录
一、设计的目的 (3)
二、设计任务 (3)
三、总体方案的确定 (4)
四、机械传动部件的计算与选型 (4)
五、控制系统设计 (13)
六、总结 (14)
一、设计的目的
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相关知识，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4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
题目：X —Y 数控工作台机电系统设计
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=3；
3）最大铣削宽度mm a e 15=；
4）最大背吃刀量mm a p 10=；
5）加工材料为碳素钢；
6）X、Y 方向的脉冲当量mm y x 005.0==δδ/脉冲；
7）X、Y 方向的定位精度均为mm 02.0±；
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min /2000mm v v y x ==；
10）工作台进给最快移动速度min /250max max mm v v f y f x ==；
11）移动部件总重量为1000N；
12）每齿进给量mm
f z 1.0=13）铣刀转速n=300r/min
三、总体方案的确定
1机械传动部件的计算与选型
1.1导轨副的选用要设计的X-Y工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
1.2丝杆螺母副的选用伺服电动机的旋转运动需要通过丝杆螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm的脉冲当量mm
±和的定位精度，滑动滑动丝
02
.0
杆副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到。滚珠丝杆副的传动精度高、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。
1.3减速装置的选用选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了使机床精度更高决定不使用减速装置，而选择步距角较小的步进电机或用运动控制卡进行细分。
1.4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，空载最快速度也只有2000mm/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，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性价比。
1.5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。任务书所给的精度对于步进电动机来说不是很高的，为了节约成本，决定采用开
环控制。
2.控制系统的设计
1)设计的X-Y 工作台准备用在数控铣床上，其控制系统应该具有单坐标定位、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，选用8031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，还需要扩展程序储存器、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。四、机械传动部件的计算与选型
1.导轨上移动部件的重量估算
按照下导轨上面移动部件的重量来进行
估算。包括工件、夹具、工作平台、上层电
动机、减速箱、滚珠丝杠副、直线滚动导轨
副、导轨座等，估计重量约为1000N。
2.铣削力的计算
设零件的加工方式为立式铣削，采用硬
质合金立铣刀，工件的材料为碳素钢。则由
表3-7查得立铣时的铣削力计算公式为：
Z n a d f a F p z e c 13.00.173.075.085.0118?=(1)
今选择铣刀直径d=20mm，齿数Z=3，为了计算最大铣削力，在不对称铣削的情况下，取得最大铣削宽度mm a e 15=，背吃刀量mm a p 10=，每齿进给量mm f z 1.0=，铣刀转速n=300r/min。则由(1)式求得最大铣削力：
N
N F c 1482330010201.01511813.00.173.075.085.0≈××××××=?采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可由表3-5查得，结合图3-4a，考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为：N F F c f 16311.1≈=，
N F F c e 56338.0≈=，。图3-4a 为卧铣情况，现在考虑立铣，则工作台受到垂直方向的铣削力N F F e z 563==，受到水平方向的铣削力N F F c fn 37125.0≈=分别f F 和fn F 。今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向（丝杆轴线方向），则纵向铣削力N F F f x 1631==，径向铣削力N F F fn y 563==。
3.直线滚动导轨副的计算与选型
（1）滑块承受工作载荷max F 的计算及导轨型号的选取工作载荷是影响直线滚动导轨副使用寿命的重要因素。本设计中的X-Y 工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所受的最大垂直方向载荷为：
F G F +=4max (2)
其中，移动部件重量G=1000N，外加载荷N F F z 563==，代入式（2），得最大工作载荷kN N F 813.0813max ==。
（1）查表3-41，根据工作载荷KN F 813.0max =，初选直线滚动导轨副的型
号为KL 系列的JSA-LG15型，其额定动载荷kN G a 94.7=，额定静载荷kN G a 5.90=。
（2）由于工作台面尺寸为mm mm 230230×，加工范围为mm mm 250250×，考虑工作行程应留有一定余量，查表3-35得，选取导轨的长度为520mm 。（3）距离额定寿命L 的计算
上述选取的KL 系列JSA —LG15型导轨副的滚道硬度为60HRC ，工作温度不超过100摄氏度，每根导轨上配有两只滑块，精度为4级，工作速度较低，载荷不大，查表分别取，硬度系数
5.19.081.000.10.1=====W R c T H f f f f f 、载荷系数、精度系数、接触系数、温度系数，得距离寿命:
km F C f f f f f L a W R c T H 534650(3max
≈×?=远大于期望值50km ，故距离额定寿命满足要求。
4滚珠丝杠螺母副的计算与选型
（1）最大工作载荷m F 的计算
已知工作台受到进给方向的载荷N F x 1631=，受到横向方向的载荷N F y 371=，受到垂直方向的载荷N F z 563=。
已知移动部件的总重量G=1000N ，按矩形导轨进行计算，查表，取颠覆力矩影响系数K=1.1，滚动导轨上的摩擦因数005.0=μ。求得滚珠丝杠副的最大载荷：N
N G F F KF F y z x m 1804)]1000371563(005.016311.1[)(≈++×+×=+++=μ（2）最大动载荷Q F 的计算
工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度min /250mm v =，初选丝杠导程mm P h 5=，则此时丝杠转速min /50r P v n h
==取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h ，代入6010/60nT L =，得丝杠寿命系数450=L （单位为r 610）。
查表得载荷系数2.1=W f ，滚道硬度为60HRC 时，取硬度系数0.1=H f ，代入N
F f f L F m H W Q 770030≈=(3）初选型号
根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，查表得，选择深圳市赛瑞德精工机械技术有限公司G 系列内循环单螺母滚珠丝杠G3206-3，其公称直径为32mm ，导程为6mm ，丝杠底径mm d 2.273=，循环滚珠为列圈23×，额定动载荷为14283N ，大于Q F ，满足要求。
（4）传动效率的计算
将公称直径mm mm d h 5P ,200==导程，代入)]/(arctan[0d P h πλ=，得丝杠螺旋升
角'334?=λ，将摩擦角'10=?代入)tan(/tan ?λλη+=，得传动效率%
4.96=η（5）刚度的验算
1）X —Y 工作台上下两层滚珠丝杠副的支撑均采用“单推—单推”的方式，丝杠的两端各采用一对推力角接触轴承，面对面组配，左右支撑的中心距离约为a=500mm ，钢的弹性模量MPa E 5101.2×=，丝杠截面积22212.2064/mm d S ==π。丝杠在工作载荷m F 作用下产生的拉/压变形量
mm ES a F m 0208.0)]12.206101.2/(5001804[)/(51=×××==δ。
2）查表得滚珠直径mm D W 175.3=，所以根据公式)/(0W D d Z π=，求得单圈滚珠数Z=20，该型号丝杠为单螺母，滚珠的圈数x 列数为3x2，代入公式列数圈数××=∑Z Z ，得滚珠总数量为120。丝杠预紧时，取轴向预紧力N F F m YJ 6013/==，则由式mm Z F D F YJ W m
0017.010/100013.032
2=∑=δ。
因为丝杠存在预紧力，且为轴向负载的1/3，所以实际变形量可减小一半，取00085.02=δ。
将以上算出的
m mm mm mm μδδδδδ35.2102135.000085.00205.02121==+=+=总代入和。
丝杠的有效行程为330mm ，查上表得5级精度滚珠丝杠有效行程在315~400mm 时，行程偏差允许达到m μ25，可见丝杠刚度足够。
（6）压杆稳定性核对根据公式22Ka
EI f F k k π=计算失稳时的临界载荷，查表得，取支撑系数1=k f ；由丝杠底径mm d 2.162=，求得截面惯性矩44388.338064/mm d I ≈=π；压杆稳定安全系数K 取4（丝杠卧式水平安装），滚动螺母至轴向固定处的距离a 取最大值500mm ，得临界载荷N F k 9340=，远大于工作载荷N F m 1804=，故丝杠不会失
稳。
综上所述，初选的滚珠丝杠副满足使用要求。
5.步进电机减速箱的选用
已知工作台的脉冲当量mm 005.0=δ，滚珠丝杠的导程mm P h 5=，初选步进电动机的步距角075.0=α，算得减速比
12/25)360/()(==δαh P i ，本设计选用JBF-3型减速齿轮箱。大小齿轮模数均为1mm ，齿数比36:75，材料为45调制钢，齿表面淬硬后达55HRC.减速箱中心距为55.5mm 。小齿轮厚度为20mm ，直径为d=36mm;双片大齿轮厚度均为10mm 。
6.步进电机的计算和选型
（1）根据最大工作负载状态下电机转轴所承受的负载转矩初选步进电机型号
最大工作负载状态下电机转轴所承受的负载转矩1eq T 包括三部：一部分是折
算到电动机转轴上的最大工作负载转矩t T ;一部分是移动部件运动时折算到电动机转轴上的摩擦转矩f T ;还有一部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的
附加摩擦转矩0T ，0T 相对于t T 和f T 很小，可以忽略不计。则有：
f
t eq T T T +=1其中m N m N i P F T h f t ?=×××==79.0.12
/258.02005.016312ππηm N m N i P G F T h z f ?≈?×××+×=+=0037.012
/258.02005.0)1000563(005.02)(ππημ则Nm
T T T f t eq 7937.01=+=考虑到步进电动机的驱动电源受电网电压影响较大，当输入电压降低时，其输出转矩会下降，可能造成丢步，甚至堵转。因此需要考虑安全系数，取安全系数K=5，则步进电动机的最大静转矩应满足
m
N m N T T eq .97.3.7937.0541max =×=≥
初选步进电动机型号为90BYG2602，为两相混合式，二相八拍驱动时步距角为075.0=α，由表查得该型号电动机转子的转动惯量J=4kg·cm 2。计算各零部件的转动惯量滚动丝杆的转动惯量：
2
23
440s 617.032
1085.750232cm kg cm kg l d J ?=?××××==?πρπ（式中长度单位均为cm）拖板折算到丝杆上的转动惯量：
222
2633.025.08.910002cm kg cm kg P g W J h w ?=???????=??????=ππ（式中长度单位均为cm）
2259.01cm Kg J z ?=,2877.42cm Kg J z ?=.
则进电机转轴上的总转动惯量：
2
2267.5/)633.0617.0877.4(259.00.4/)(21cm kg i i J J J J J J s z w m z eq ?=++++=++++=快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩包括三部分：一部分是快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩max a T ；一部分是移动部件运动时
折算到电动机转轴上的摩擦转矩f T ；还有一部分是滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩0T 。因为滚珠丝杠副传动效率很高，0T 相对于max a T 和f T 很小，可以忽略不计。则有：
快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩
f
a eq T T T +=max 2其中：
n m =v max α/360δ=833r/min 其中快速空载起动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩
m N m N t n J T a m eq a ?≈?××××××==×=?124.012
/258.05.0608331067.5216024max πηπ（假设该滑台系统要求步进电机能在0.5s内使滑台由静止加速至空载最快移动速度，传动链总效率
约取η=0.8）移动部件运动时，折算到电动机转轴上的摩擦转矩为：
m N m N i P G F T h z f ?≈×××+×=+=0024.0.12
/258.02005.0)8000(005.02)(ππημ则快速空载起动时电动机转轴所承受的负载转矩
m
N Nm Nm T T T f a eq ?=+=+=1264.00024.0124.0max 2可见，快速空载起动时电机转轴所承受的负载转矩远小于所选型号的步进电机的最大静转矩m N ?6，因此，该电机可以空载时快速起动。
（3）步进电动机其他性能校核
1）最快工进速度时电动机输出转矩校核
工作台进给最快移动速度为min /052=maxf mm v ，脉冲当量为0.005mm/脉冲，
则电动机对应的运行频率833Hz = 0.005)]Hz *[250/(60=f maxf ，从90BYG2602的步
进电机的运行矩频特性表可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩m N T f .6.5max ≈，远远大于最大工作负载转矩m N T eq ?=7937.01，满足要求。
2)最快空载移动时电动机输出转矩校核
工作台最快空载移动速度min /2000=max mm v ，则电动机对应的运行频率
6667Hz = 0.005)]Hz *[2000/(60=f maxf 。从90BYG2602的步进电机的运行矩频特性
表可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩m N T ?≈8.1max ，大于快速空载起
动时的负载转矩m N T eq ?=1264.02，满足要求。
3)最快空载移动时电动机运行频率校核
与最快空载移动速度min /2000=max mm v 对应的电动机运行频率
6667Hz = f maxf 相比，由90BYG2602的步进电机的矩频特性表可知，该电机空载运
行频率可达20000Hz，可见没有超出上限。
4)起动频率的计算
已知电动机转轴上的总转动惯量267.5cm kg J eq ?=，电动机转子的转动惯量2.4cm kg J m =，电动机转轴不带任何负载时的空载启动频率Hz f q 1800=。则可以求出步进电动机克服惯性负载的起动频率：
Hz
J J f f m eq q
L 614/1=+=上式说明，要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于614Hz。实际上，在采用软件升降频时，使脉冲频率有一个加速过程，起动频率选得更低，通常只有100Hz(即100脉冲/s)。
综上所述，本例中工作台的进给传动选用90BYG2602的五相混合式步进电机，满足设计要求。
7.驱动电源选择
本例中的电机均为90BYG2602，输入电压生产厂家为常州宝马公司查表4-14，选择与之配套的BD28Nb 型驱动电源，输入电压为100VAC，相电流为4A，分配方式为二相八拍。8.进给传动系统示意图
五、控制系统硬件电路设计
对X-Y工作台的设计要求：
1、能用键盘输入命令控制工作台的运动方向，其运动范围为0~250mm；
2、能实时显示当前运动位置；
3、具有越程指示报警及停止功能；
4、步进电机选用混合式二相八拍，其脉冲当量为0.01mm/step。
单片机控制系统的硬件组成：先选用8031单片机芯片作为主芯片。它有P0，P1，P2，P3四个8位口，P0口可以驱动8个TTL门电路，16根地址总线有它经过地址锁存器（74LS373）提供低八位A0~A7，而高八位则由P2口直接提供。数据总线由P0直接提供。控制总线由P3口的第二功能状态和四根的控制线RESET,EA,ALE,PSEN组成。仅剩P1口可供控制外设，也需要进行扩展，
现采用8155和2764、6264芯片作为I/O口和存储扩展芯片。显示器采用LED 数码显示，从控制要求来看，需要6位数码显示，其中整数部分3位。其他辅助电路有、时钟电路、越位警报电路。延时用8155的定时器的引脚TMRIN和TMROUT。
六、总结
本次课程设计是综合大学很多学科的一次练习，是较大的一次课程设计。这次课程设计跨越机械和电气两大学科。在设计时要联系机械部分和电气控制部分作为一个有机的整体来考虑，本次设计是一个机械和电气有机组合的系统是一个整体。。
这次课程设计时我又一次设计东西，与单纯的机械设计不一样，有了更多的收获，体会也很多。在这次设计中我也学会了很多新东西，包括一些软件的应用。当然最重要的是学到了基于运动控制卡的几点一体化系统设计的一些基本方法。加深了对机械系统设计的理解，初步了解了一些常用工业控制元器件和掌握它们的使用方法。知道了设计一个机电一体化的系统需要考虑到哪些方面，做个部分设计时应该先哪里后哪里的先后顺序，让我在以后的设计中会有一个清晰地思路，而避免走太多弯路。这次设计中那我了解了运动控制卡、驱动器、步进电机的基本特性、使用方法，以及它们之间所需要的匹配关系。
通过这次课程设计我深刻的感到了理论和时间之间巨大的差别及其之间的联系。平时理论知识学的很好，但是在课程设计中并不能得心应手，会遇到很多不能解决的实际问题，这就需要加强实践能力，一个同学的知识变成多个同学的知识，多个同学的知识变成一个同学的知识，这样才能互相促进、相互提高。
Content 前言 (1) 1、绪论 (3) 1.1生活垃圾概述 (3) 1.2生活垃圾处理与处置方法 (4) 2、工程概况 (5) 2.1工艺选择 (5) 2.2项目设计原始资料 (6) 2.3项目设计要求 (8) 3、填埋场的选址 (8) 3.1场址禁设地区 (8) 3.2选址条件 (9) 3.3场址比选与场址确定 (9) 3.4地址的选定与所需的容积 (10) 4.填埋场的地基与防渗 (12) 4.1防渗工程 (12) 4.2水平防渗 (12) 4.3垂直防渗 (16) 5. 渗滤液的产生及收集处理 (18) 5.1垃圾渗滤液概念和来源 (18) 5.2垃圾渗滤液的水质特征 (18) 5.3渗滤液收集系统 (19)
5.4渗滤液产生量的计算 (19) 5.5工艺选择 (21) 6、填埋气体收集导排及利用 (21) 6.1填埋场封场系统设计 (21) 7、填埋作业设备选择 (22) 7.1推土摊铺设备的选择 (22) 7.2压实设备的选择 (22) 7.3取土设备的选择 (23) 7.4喷药和洒水设备的原则 (23) 7.5其他设备的选择 (23) 8、封场工程 (24) 8.1填埋场的封场系统设计 (24) 8.2填埋场封场后的土地回用 (25) 9、环境保护与检测 (26) 附图 (27)
前言 一、设计目的 进一步加强对固体废物固体废物处理与处置课程的认识，通过工程设计训练，强化课堂知识，培养解决复杂工程问题的能力。 二、设计内容 1、城市生活垃圾填埋场的场址选择和总体设计（填埋区库区场底工艺平面布置图、库区堆填规划平面布置图）； 2、填埋场防渗系统设计（包括场底防渗结构布置图、库底与边坡防渗结构布置图、边坡锚固平台处防渗结构布置图、库区周边锚固沟处防渗结构布置图，封场）； 3、垃圾渗滤液处理系统设计（包括工艺流程选择、主要构筑物尺寸、主要设备选型）。 三、设计条件 1、设计题目：阳江市600吨/天城市生活垃圾卫生填埋场主体设计 2、原始数据及操作条件要求：规划用地总面积247400平方米，填埋高度45米。 四、主要工作内容 1、城市生活垃圾填埋场的场址选择和总体设计； 2、填埋场防渗系统设计； 3、垃圾渗滤液处理系统设计； 4、绘制符合规范的工程图； 5、编制课程设计说明书。
机电一体化综合课程设计 《机电一体化课程设计任务书》普通格式 一．课程设计的目的 本次设计是机电一体化和计算机控制课程结束之后进行的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本目的是： 1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。 2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规，编写技术文件（说明书）等。 二．设计任务及要求 设计题目：车辆出入库单片机自动控制系统 1.设计容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书； 2.课题容简介或设计要求：编制一个用单片机控制的车辆出入库管理控制程序，控制要求如下：1）入库车辆前进时，经过1# → 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# → 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2）出库车辆前进时经过2# → 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# → 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库车辆的实际数量。 3.机械部分的设计： 4.计算机控制的设计：设计显示电路图，并按图连接。画出单片机接线图，并按图接线。编制控制程序。 摘要 本次设计车辆出入库单片机自动控制系统的基本功能和设计思路，根据给定的条件，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械和电子方面的知识，完成车辆入库自动控制，并画好元器件的连接图，其中包括装置的原理方案构思和拟定；原理方案的实现，设计计算与说明。 车辆出入库单片机自动控制系统对我们生活很贴近，一个很实用的系统，可以有效地帮助我们管理车库，再加上如果用单片机来实现的话成本低，很实用，这是一个很有意义的设计。车辆入库单片机自动控制系统的难点在于,如何控制
目录 1.机械手与PLC介绍 (1) 1.1机械手的介绍 (1) 1.2 PLC的介绍 (2) 1.3 机械手设计任务书 (2) 2.电器控制部分设计 (4) 2.1系统的整体设计分析 (4) 2.2主电路设计 (4) 2.3操作面板设计 (5) 2.4 PLC选型 (6) 2.5 I/O地址分配 (8) 2.6 电器原件 (9) 3.机械手程序设计 (11) 3.1机械手电气控制系统流程图 (11) 3.2 梯形图程序设计 (11) 4.设计小结 (20) 【参考文献】 (21)
机械手电气控制系统设计 班级：20121057班学号：2012129232 姓名：周毅指导老师：钟先友 【摘要】机械手是工业控制和加工中经常用到的执行部件，具有能适应恶劣工作环境、效率高、安全稳定和可进行高强度工作的优点，在自动化生产线上有广泛的应用。机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。 PLC 设计的机械手采用电气可编程控制技术与液压技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；电气方面有交流电机、热继电器、变压器、熔断器等器件组成。机械手的程序设计分为用户程序、调试程序、自动运行程序。用户程序主要实现对电机的启动以及调用子程序，调试程序可以实现单步执行动作，通过按钮可以调节机械手的每一个动作，自动运行程序，可以实现机械手的自动运行。 【关键词】：机械手 PLC 电气控制 1.机械手与PLC介绍 1.1机械手的介绍 工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。按用途分：机械手可分为专用机械手和通用机械手两种: 专用机械手，它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大附属，如自动机床、自动线的上、下料机械手和加工中心批量的自动化生产的自动换刀机械手。通用机械手，它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。通过调整可在不同场合使用，驱动系统和性能范围内，其动作程序是可变的，控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。按控制方式分点位控制，它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能
课程名称：固体废物处理与处置课程设计 设计题目：崇明县生活垃圾填埋场设计 班级：55388799 学号：05793346 学生姓名：XXX 设计时间：2011.11.5-2011.11.14 指导教师：XX XXX
目录 一■前言------------------------------------------------------ P 1-2 1.1固体废物的来源与分类 1.2固体废物的危害 1.3固体废物处理的方法 二■工程概况--------------------------------------------------- P 2-3 2.1项目背景 22课程设计目的 2.3设计要求 2.4项目设计原始资料 三■设计计算-------------------------------------------------- P 4-7 3.1填埋场容积计算 3.2渗滤液产生量的计算 3.3填埋气体产生量的计算 四■卫生填满场的设计------------------------------------------ P 7-8 4.1处理对象 4.2填埋场的选址 五. 填埋场的防渗 ---------------------------------------------- P 8-12 5.1防渗方式 5.2防渗材料 5.3防渗结构 六. ------------------------------------------------------------ 渗滤液的产生及收集处理---------------------------------------------- P 12-13 6.1渗滤液的特点 6.2渗滤液的收集 6.3渗滤液的处理 七. ------------------------------------------------------------ 填埋气体的产生与收集处理-------------------------------------------- P 13-14 7.1填埋气的组成 7.2填埋气的收集系统 7.3填埋场气的导排 八■终场覆盖-------------------------------------------------- P 14 8.1填埋场封场系统设计 8.2填埋场封场后的土地回用
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (3) 1.1课程设计目的意义 (3) 1.2课程设计任务描述 (3) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (3) 第二节总体方案设计 (4) 2.1主轴驱动系统设计方案 (4) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (4) 2.3电气系统设计方案 (4) 第三节传动系统设计 (5) 3.1主轴传动系统的设计 (5) 3.1.1主轴电机选择 (5) 3.1.2变频器的选择 (5) 3.1.3主轴传动系统设计 (5) 3.2伺服驱动系统设计 (6) 3.2.1伺服传动机构设计 (6) 3.2.2伺服电机选择 (6) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (6) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (8) 3.3设计验算校核 (8) 3.3.1惯量匹配验算 (8) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (9) 3.3.3系统的刚度计算 (9) 3.3.4固有频率计算 (10) 3.3.5死区误差计算 (11) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (11) 第四节电气系统设计 (12) 第五节总结 (15) 参考文献 (15) 附：6张系统框图和元器件图
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc 公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min （4）系统分辨率：0.0005mm,重复精度0.02mm。
机电一体化系统课程设计 设计说明书 设计题目：X－Y数控工作台机电系统设计 院校： 班级： 姓名： 学号： 2011年 12 月 24 日
目录 机电一体化系统设计课程设计任务书1．总体方案 1.1导轨副的选用 1.2 丝杆螺母副的选用 1.3 减速装置的选用 1.4 伺服电动机的选用 1.5 检测装置的选用 2.控制系统的设计 3.机械传动部件的计算与选型 3.1导轨上移动部件的重量估算 3.2铣削力的计算 3.3直线滚动导轨副的计算与选型 3.4滚珠丝杠螺母副的计算与选型 3.5步进电动机减速箱的选用 3.6步进电动机的计算与选型 3.7增量式旋转编码器的选用 4．工作台机械装配图的绘制 5.工作台控制系统的设计 6.步进电动机驱动电源的选用 7.设计总结 参考文献 [1]张建民.《机电一体化系统设计》第三版.高等教育出版社 [2]尹志强.《系统设计课程设计指导书》.机械工业出版社
设 计 计 算 与 说 明 主要结果 设计任务： 题目：X-Y 数控工作台机电系统设计 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=15mm ； 2）立铣刀齿数Z=3； 3）最大铣削宽度mm a e 15=； 4）最大背吃刀量mm a p 8=； 5）加工材料为碳钢； 6）X 、Y 方向的脉冲当量mm y x 005.0==δδ/脉冲； 7）X 、Y 方向的定位精度均为mm 01.0±； 8）工作台导轨长度为1260mm ； 9）工作台空载最快移动速度min /3000mm v v y x ==； 10）工作台进给最快移动速度min /400max max mm v v f y f x ==； 11）移动部件总重量为800N ； 12）丝杆有效行程为920mm 。 一、总体方案的确定 1 机械传动部件的选择 1.1导轨副的选用 要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床的，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。 1.2丝杆螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杆螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量mm 01.0±和的定位精度，滑动滑动丝杆副无能为力，只有选用滚珠丝杆副才能达到。滚珠丝杆副的传动精度高、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。 1.3减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杆副以后，为了圆整脉冲当量，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
沈阳航空航天大学 课程设计任务书 机电工程学院机械设计制造及自动化专业 班：学号：姓名： 一、课程设计课题某型号卧式镗床的电气控制系统设计 二、课程设计工作自至 三、课程设计技术说明和控制要求 1、设备机械部分运动说明 某型号卧式镗床主要有床身、前立柱、镗头架、工作台、后立柱和尾架等部分组成。其运动形式有三种：镗轴与花盘的旋转运动为主运动；进给运动包括镗轴的轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头的垂直进给、工作台的纵向与横向进给；辅助运动为工作台的旋转、后立柱的水平移动、尾架的垂直移动及各部分的快速移动。 2、设备电气控制要求及技术参数 1）主运动与进给运动由同一台双速电动机M1拖动，各方向的快速运动由另一台电动机M2拖动 2）主轴旋转和进给都有较大的调速范围 3）要求M1能正反转，能正反向点动，并带有制动，各方向的进给都能快速移动，正反向都能短时点动 4）必要的保护环节、连锁环节、照明和信号电路 5）电动机的功率 M1：5.2KW M2：3KW
四、课程设计的主要内容 1、分析设备的电气控制要求，制定设计方案、绘制草图； 2、进行电路计算，选择元器件，并列出元器件目录表，绘制电气原理图（包 括主电路和控制电路）； 3、通电调试、故障排除、任务验收，编写设计说明书 五、课程设计时间安排 六、主要参考资料 1、齐占庆. 机床控制技术. 北京: 机械工业出版社，1999 2、邓星中主编. 机电传动控制. 武汉：华中科技大学出版社，2001 3、齐占庆. 王振臣主编. 电器控制技术. 北京：机械工业出版社, 2002 4、陈远龄. 机床电气自动控制. 重庆：重庆大学出版社，1997 5、方承远.工厂电气控制技术. 北京: 机械工业出版社，2000 6、张万奎主编.机床电气控制技术.北京：中国林业出版社，北京大学出版社， 2006
《固体废物处理与利用》 课程设计 ————垃圾填埋场设计 （45万人口） 院系：生化工程系 学生：朱会朱婷婷 专业：环境监测与治理技术 班级： 09 环监（2）班 学号：0905010239 0905010240 指导老师：于卫东
前言 随着城市的发展，城市人口激增，生活垃圾产生量呈迅速上升趋势，为解决堆放问题，筹建一座垃圾卫生填埋场，主要用于填埋生活垃圾，采用厌氧填埋。其结构简单，操作方便，工程造价低，可回收甲烷等气体，故设计厌填埋方式。 对产生的滤液采用厌氧+MBR+纳滤等工艺，处理后确保出水达标，还能适应不同季节，年份渗滤液浓度波动，工艺流程简单，占地少运行维护费用低，自动控制程度高，对气体进行收集，用于发电或供热。通过卫生填埋实现城市生活垃圾的减量化，无害化，以改善市环境质量现状，快速现代化进程。 某地区垃圾填埋场
目录 1.概论 1.1设计背景…………………………………………………………………… 1.1．城市生活垃圾 1.1.1生活垃圾的定义…………………………………………………………………… 1.1.2生活垃圾的组成………………………………………………………… 1.1.3生活垃圾处理的主要特点……………………………………………… 1.1.4城市垃圾处理概论………………………………………………………………… 1.1.5城市垃圾成份…………………………………………………………… 1.1.6城市垃圾处理存在的问题……………………………………………… 1.2.垃圾卫生填埋 1.2.1垃圾卫生填埋的定义……………………………………………………………… 1.2.2垃圾卫生填埋的容……………………………………………………………… 1.2.3垃圾填埋场的分类………………………………………………………………… 1.2.4垃圾卫生填埋场的选址…………………………………………………………… 1.3填埋场的防渗 1.3.1垃圾卫生填埋场的防渗系统……………………………………………………… 1.3.2渗滤液的产生与污染控制………………………………………………………… 1.3.3渗滤液的处理系统………………………………………………………………… 1.4垃圾填埋气及其利用 1.4.1垃圾填埋气的特点………………………………………………………………… 1.4.2填埋气体的利用…………………………………………………………………… 1.5垃圾卫生填埋场的运行管理 1.5.1拉圾卫生填埋场运行前的准备……………………………………………… 1.5.2垃圾填埋操作……………………………………………………………………… 1.5.3垃圾填埋辅助工程………………………………………………………………… 1.5.4垃圾填埋设备……………………………………………………………… 1.6垃圾卫生填埋场的封场及封场后维护……………………………………… 1.6.1填埋场封场………………………………………………………………………… 1.6.2填埋场封场后的维护……………………………………………………………… 1.6.3防洪、导排系统………………………………………………………………………总结及建议 1.7设计规与注意事项 1.8结论及建议 1.9参考文献 总体设计 2.1总体设计……………………………………………………………………… 2.2.1服务人口……………………………………………………………………………… 2.2.2人均垃圾日产生率……………………………………………………………………
机电一体化课程设计报 告
机电一体化系统设计基础 课程设计报告 专业：机械电子工程 班级：机电0811 学号： 2008716022 姓名：陈智建 指导教师：刘云、柯江岩 2012 年 1 月 13 日
目录 第一节绪论 (4) 1.1课程设计目的意义 (4) 1.2课程设计任务描述 (4) 1.3数控铣床的性能指标设计要求 (4) 第二节总体方案设计 (5) 2.1主轴驱动系统设计方案 (5) 2.2 X/Y/Z轴控制系统方案设计 (5) 2.3电气系统设计方案 (5) 第三节传动系统设计 (6) 3.1主轴传动系统的设计 (6) 3.1.1主轴电机选择 (6) 3.1.2变频器的选择 (6) 3.1.3主轴传动系统设计 (6) 3.2伺服驱动系统设计 (7) 3.2.1伺服传动机构设计 (7) 3.2.2伺服电机选择 (7) 3.2.3 滚珠丝杠的选择 (8) 3.2.4滚珠丝杠支承的选择 (9) 3.3设计验算校核 (9) 3.3.1惯量匹配验算 (9) 3.3.2伺服电机负载能力校验 (10) 3.3.3系统的刚度计算 (11) 3.3.4固有频率计算 (11) 3.3.5死区误差计算 (12) 3.3.6系统刚度变化引起的定位误差计算 (12) 第四节电气系统设计 (13) 后附6张系统框图和元器件图。 (15) 第五节心得体会 (16) 参考文献 (17)
第一节绪论 1.1课程设计目的意义 机电一体化是一门实践性强的综合性技术学科，所涉及的知识领域非常广泛，现代各种先进技术构成了机电一体化的技术基础。机电一体化系统设计基础课程设计属于机械电子工程专业的课程设计，培养学生综合应用所学的知识，进行机电一体化系统设计的能力。 1.2课程设计任务描述 本课程设计主要要求学生设计一数控铣床的传动系统跟控制系统，即在已有数控系统的基础上，根据实际加工要求，进行二次开发。由于生产数控系统，伺服电动机的驱动器，伺服电机的厂家很多，即使同一厂家，其生产的产品系统和型号也很多。为了避免在设计过程中选型过于宽广，并考虑到本设计的目的主要是为了训练从事设计的基本能力，数控系统规定选用Fanuc OI MATE MC。根据该数控系统控制性能，可控制3个伺服电动机轴和一个开环主轴（变频器），满足4轴联动数控铣床的控制要求。考虑到CNC控制器，驱动器和电机之间电器接口的相互匹配，在该设计中，要求3轴伺服驱动器，伺服电动机都采用Fanuc公司生产的产品。 1.3数控铣床的性能指标设计要求 （1）主轴的转速范围：1000—24000 （rpm） （2）主轴电机功率：30/37 kw （3）X/Y/Z轴快速进给速度15/15/15m/min，X/Y/Z轴切削进给速度，1-10000 mm/min
机电传动控制课程设计报 告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
引言 作为通用工业控制计算机，30年来，可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。 可编程控制器的定义可编程控制器，简称PLC，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
1 PLC控制系统设计 PLC控制系统设计的基本原则 任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： 1.最大限度地满足被控对象的控制要求 2.C控制系统安全可靠 3. 力求简单、经济、使用及维修方便 4. 适应发展的需要 PLC机型选择 随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和型号越来越多，功能日趋完善。从美国，日本、德国等国家引进的PLC产品及国内厂商组装或自行开发的PLC 产品已有几十个系列。上百种型号。其结构形式、性能、容量、指令系统，编程方法、价格等各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选择PLC产品，对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。一般来说，各个厂家生产的产品在可靠性上都是过关的，机型的选择主要是指在功能上如何满足自己需要，而不浪费机器容量。PLC的选择主要包括机型选择，容量选择，输入输出模块选择、电源模块选择等几个方面。 1、可编程控制器控制系统I/O点数估算 I/O点数是衡量可编程控制器规模大小的重要指标。根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数，选择相应规模的可编程控制器并留有10%～15%的I/O 裕量。估算出被控对象上I/O点数后，就可选择点数相当的可编程控制器。如果是为了单机自动化或机电一体化产品，可选用小型机，如果控制系统较大，输入输出点数较多，被控制设备分散，就可选用大、中型可编程控制器。 2、内存估计 用户程序所需内存容量要受到下面几个因素的影响：内存利用率；开关量输入输出点数；模拟量输入输出点数。 （1）内存利用率用户编的程序通过编程器键入主机内，最后是以机器语言的形式存放在内存中，同样的程序，不同厂家的产品，在把程序变成机器语言存放时所需要的内存数不同，我们把一个程序段中的接点数与存放该程序段所代表的机器语言所需的内存字数的比值称为内存利用率。高的利用率给用
固废课设垃圾填埋场设 计 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
1.选址和计算 填埋场的选址总原则是应以合理的技术、经济方案，尽量少的投资，达到最理想的经济效益，实现保护环境的目的。必须加以考虑的因素有：运输距离、场址限制条件、可以使用的土地容积、入场道路、地形和土壤条件、气候、地表和水文条件、当地环境条件以及填埋场封场后场地是否可被利用。 （1）运输距离：运输距离是选择填埋场地的重要因素，对废物管理系统起着重要作用。尽管运输距离越短越好，但也要综合考虑其他各个因素。 （2）场址限制条件：场址至少应位于居民区1km（参照德国标准）以外或更远。 （3）可用土地面积：填埋场场地应选择具有充足的可使用面积的地方，以利于满足废物综合处理长远发展规划的需要，应有利于二期工程或其他后续工程兴建使用。尽管没有填埋场大小的法律规定，填埋场地也要有足够的使用面积，包括一个适当大小的缓冲带，并且一个场地至少要运行五年。 （4）出入场地道路：由于通常适合填埋场的场地不再城市已建的道路附近，因此，建设出入填埋场的道路和使用长距离的运输车成为填埋场选址的重要因素。 （5）地形、地貌及土壤条件：不宜选址在地形坡度起伏变化大的地方和低洼汇水处，原则上的地形的自然坡度不应大于5%。 （6）气候条件:填埋场场址的选择应考虑在温和季节的主导风向。 （7）地表水水文:所选场地必须在百年一遇的地表水域的洪水标高泛滥区或最大洪泛区之外，或应在可预见的未来建设水库或人工蓄水淹没和保护区之外。填埋场的场地必须是位于饮用水保护区、水体和洪水区之外，并且必须在春潮区之外、泥炭沉积超过1m 的沼泽区之外。还应建在地下水位以上。最佳的填埋场场址位置是在封闭的流域内，这对地下水资源造成的风险最小。 （8）地质和水文地质条件：场址应选在渗透性弱的松散岩层基础上，天然地层的渗透性系数最好能达到10-8m/s以下，并具有一定厚度。 （9）但地环境条件：填埋场场地位置选择，应在城市工农发展规划区、风景规划区、自然保护区之外；印在供水水源保护区和供水远景规划区之外；应具备较有利交通条件。 （10）地方公众：可通过自发的协议来达到，也可在废物处理合同中加以规定。 选址的程序 （1）资料搜集 （2）野外勘探 （3）预选场地的社会、经济和法律条件调查 （4）预选场地可行性研究报告 （5）预选场地的初堪工作 （6）预选场地的综合地质条件评价技术报告 （7）工程勘察阶段 地址的选定与所需容积 目前该城市人口70万，人口增长率%，垃圾填埋场服务年限为20年，覆土与垃圾压实之比为1:5，填埋高度为10m，地上3m，地下7m，取W为0.6kg/d*人，垃圾增长速率%。该地区主导风向为西北风，因此生活和管理设施宜集中布置并处于夏季主导风向的上风向，即垃圾填埋场的西北角，以减少对人们的影响。 每年所需的场地体积为： 第n年人口=70*（1+）n 单位：万
机电一体化系统课程设计 X-Y数控工作台设计说明书 学校名称：湖北文理学院 班级学号：2013279129 学生姓名：张亮 班级：机电1321 2015年11月
一、总体方案设计 1.1 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±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C×B×H＝145mm ×160mm×12mm；底座外形尺寸C1×B1×H1＝210mm×220mm×140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 1.2 总体方案确定 （1）系统的运动方式及伺服系统 由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。定位方式采用增量坐标控制。为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。 （2）计算机系统 本设计采用了及MCS-51系列兼容的AT89S51单片机控制系统。它的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，有较高的性价比。 控制系统由微机部分、键盘、LED、I/O接口、光电偶合电路、步进电机、电磁铁功率放大器电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现。LED显示数控工作台的状态。
（3）X-Y工作台的传动方式 为保证一定的传动精度和平稳性，又要求结构紧凑，所以选用丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负荷的结构。 由于工作台的运动载荷不大，因此采用有预加载荷的双V形滚珠导轨。采用滚珠导轨可减少两个相对运动面的动、静摩擦系数之差，从而提高运动平稳性，减小振动。 考虑电机步距角和丝杆导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，需采用齿轮降速传动。 图1-1 系统总体框图
《机电传动控制》课程设计任务书2016
课题1：专用镗孔机床的电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC 实现控制) 1．机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L —6型(1.5kW-4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图2-1所示。 a 镗孔） b 铰孔） 图2-1 加工动作流程图 进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W 、1.9A)，由电磁阀(YVl ～YV4)控制进给速度，为作要求如表2-1所示。 表2-1 液压控制动作要求 为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。 2．设计要求 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制 原位起动SQ3 原位起动SQ4
动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 7)PLC采用三菱FX2n。
课题2：千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC实现控制) 1．专用机床概况介绍本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统已用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制，油泵电动机型号为Y80—4（0.55kW、1.6A）。 机床的工作程序是： 1)零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。 2)零件夹紧。零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。同时定位油缸退出以保证滑台入位。 3)滑台入位。滑台带动动力头一起快速进入加工位置。 4)加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头停转，快速退回原位。 5)滑台复位，左右动力头退回原位后，滑台复位。 6)夹具松压。当滑台复位后夹具松开，取出零件。 以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表2-2所示。 2．设计要求 1)专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作
固废处理课程设计说明书 1010741217 杨菁全一、绪论 （一）服务人口数、生活垃圾产量及特点 上海市奉贤区2012年人口共计112.99万人，根据上海市奉贤区人口调查历年人口调查情况，以6%的人口增长率递增，到2030年有322.51万人左右，按人均垃圾产生量为0.89 kg/（人?d），且该值在15年内保持变化不大，则15年间奉贤区生活垃圾产量为1069.11 万吨。 服务面积人口采用下式计算: \A n=A o x（i + py 式中： A n――第n年的服务人口数，人 A。一一初始服务人口是，人（本区初始服务人口数A0为112.99万人） P ――机械增长率（根据上海奉贤市人口调查历年人口，本次设计中，增长率为6% ） n ------ 第n年，年 历年人口计算结果如下：
其中年的数据明显高于其他年份的原因： 1上海应用技术学院新校区建成，来了很多师生。 2外来人口占了总人口的48.7%，外来人口的增多导致总人口的增多。 预测人口增长率为6%，其原因： 1外来人口显逐年递增的趋势，由于务工经商，工作调动，学习培训，随迁家属，婚姻 婚嫁等原因来此居住的人越来越多 2南桥新城是上海市"十二五"期间重点推进建设的三大新城之一，规划人口为75万,
预计南桥新城建成后将会有更多的入住奉贤。 3随着高校的扩招，学校师生人口数将会增加。 4十八届三中全会提出开放单独二胎的新政策实行后，会有更多的新生儿，人口数量随之增加。 垃圾产生量采用下式计算： Wn= （An a）/1000 式中： Wn ――第n年的日产垃圾量，t/d a ------ 第n年的垃圾人均日产率，kg/（d ? p）
专业：机电一体化 班级： 08—1班 老师：刘顺东 学号： ******** 姓名： **** 日期： 2013年2月
XY工作台部件及单片机控制设计 目录 1.序言 (3) 2.总体方案设计 (3) 2.1.设计任务 (3) 2.2.总体方案确定 (3) 3.机械系统设计 (4) 3.1.工作台外形尺寸及重量估算 (4) 3.2.滚动导轨的参数确定 (5) 3.3.滚珠丝杠的设计计算 (6) 3.4.步进电机的选用 (8) 3.5.确定齿轮传动比 (13) 3.6.确定齿轮模数及有关尺寸 (13) 3.7.步进电机惯性负载的计算 (13) 4.控制系统硬件设计 (14) 4.1.CPU板 (14) 4.2.驱动系统 (16) 4.3.控制系统软件的组成和结构 (18) 5.参考文献 (22)
1.序言 据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。这些机床自动化程度不高，加工精度低，要想在短时期内用自动化程度高的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。但尽快将我国现有的部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行。为此，如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决的重要课题。 在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的设备适应能力加大了许多。这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造的必要性和迫切性。 由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量的资金，而替换下的机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上的资金。从我国的具体情况来讲，一套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的1/3到1/5，一般用户都承担得起。这为资金紧张的中小型企业的技术发展开创了新路，也对实力雄厚的大型企业产生了极大的经济吸引力，起到了事半功倍的积极作用。 据国内资料统计订购新的数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。因此机床的数控改造就成为满足市场需求的主要补充手段。 在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造的基本特征，占有相当大的比重。要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要的。 从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合的基础之上。通过理论上的推导和实践使用的证明，把微机数控系统引入机床的改造有以下几方面的优点：1）可靠性高；柔性强；易于实现机电一体化；2）经济性可观。为此在旧的机床上进行数控改造可以提高机床的使用性能，降低生产成本，用较少的资金投入而得到较高的机床性能和较大的经济效益。 2.总体方案设计 2.1.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±0.01mm，定位精度为0.025mm。 设计参数如下：负载重量G=150N；台面尺寸C3B3H＝145mm3160mm312mm；底座外形尺寸C13B13H1＝210mm3220mm3140mm；最大长度L=388mm；工作台加工范围X=55mm，Y=50mm；工作台最大快移速度为1m/min。 2.2.总体方案确定 2.2.1.系统的运动方式与伺服系统 数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线系统，连续控制系统。如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削，可选用点位控制方式。由于工件在移动的过程中没有进行切削，故应用点位控制系统。对点位系统的要求是快速定位，保证定位精度。定位方式采用增量坐标控制。 为了简化结构，降低成本，采用步进电机开环伺服系统驱动X-Y工作台。
机电一体化系统综合课程设计 课题名称：Ｘ－Ｙ数控工作台设计说明书 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 设计成员： 指导老师：季国顺金成柱聂欣 日期： 2013年1月7日 设计组号： 7 课题号： 14
目录 1、总体方案设计 (3) 1.1 设计任务 (4) 1.2 总体方案确定 (4) 2、机械系统设计 (5) 2.1 工作台外形尺寸及重量估算 (6) 2.2 导轨参数确定 (7) 2.3 滚珠丝杆的设计计算 (8) 2.4 步进电机的选型与计算 (10) 2.5 机械系统结构设计 (12) 3、控制系统硬件设计 (13) 3.1 控制系统硬件组成 (13) 3.2 控制系统硬件选型 (15) 3.3 控制系统硬件接口电路设计 (17) 3.4 驱动系统设计 (18) 4、控制系统软件设计 (19) 4.1 控制系统软件总体方案设计 (21) 4.2 主流程设计 (22) 4.3 中断服务流程设计 (23) 4.4 软件调试 (25) 5、总结 (26) 参考文献 (27)
1、总体方案设计 1.1 设计任务 题目：两坐标X-Y 数控工作台设计 任务：设计两轴联动的数控X-Y 运动平台，完成机械系统设计、控制系统设 计与相应软件编程，根据试验条件进行调试，完成整个开发系统；每组一题，分别由3～4位同学合作完成。其主要技术指标如下： 1）工作台型号为HXY-4030； 2）行程要求X=400mm ，Y=300mm ； 3）工作台面尺寸为C 3B 3H ＝240mm 3254mm 315mm ； 4）底座外形尺寸为C13B13H1＝650mm 3550mm 3184mm ； 5）工作台最大长度L=778mm ； 6）工作台负载重量N=500N ； 7）工作台最快移动速度v xmax =v ymax =1m/min 8）X,Y 方向的重复定位精度为±0.02mm ； 9）X,Y 方向的定位精度为0.04mm ； 10）工作台切削负载小、运动灵敏度高、低速无爬行； 11）定位精度高； 12）结构轻便，建议机座和滑台采用铝合金； 13）标准组件，独立产品； 14）可直接应用于小型钻、铣床。 1.2 总体方案确定 1.2.1 方案确定思想 该工作台设计主要分为机械系统部件和控制系统部件，其中机械系统部件主 要包括导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机和检测装置等，控制系统部件则包括CPU 控制电路、电源设计电路、输入信号电路、输出信号电路、步进电机驱动控制电路等。 因X 向和Y 向机械结构基本相同，故只绘制X 向机械系统部分的结构简图，
学号：0121018700306 课程设计 题目组合机床加工过程PLC自动控制设计 学院物流学院 专业物流工程 班级行政1001班 姓名徐宏华 指导教师徐沪萍 2013 年 6 月29 日
课程设计任务书 学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班 指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院 题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计 初始条件： 1.编程环境：Step7v5.5软件 2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300 3.机电传动的相关资料指导书 4.仿真环境：S7-PLCSIM 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。 时间安排：十八周 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
本科生课程设计成绩评定表姓名徐宏华性别男专业、班级物流行政1001班 课程设计题目：组合机床加工过程PLC自动控制设计 课程设计答辩或质疑记录： 成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年月日
目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 1 1.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 1 1.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 2 1.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 2 1.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 2 1.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 3 1.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 3 1.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 4 1.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 6 2.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 6 2.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 6 3.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 6 3.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 10 4.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 10 4.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 11 4.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 21 5.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 21 5.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26