X-Y工作台
目录
一、课程设计的题目及要求…………………………………2
二、总体方案的确定…………………………………………2
三、机械部分的设计和计算…………………………………3
四、机床数控系统硬件电路设计……………………………8
五、系统控制软件的设计……………………………………15
六、课程设计的心得和体会…………………………………20
七、参考资料…………………………………………………20
一、课程设计的题目及要求
（一）题目：单片机控制步进电机驱动的多用XY工作台。
已知条件：定位精度：±0.01mm，滚珠丝杠及导轨使用寿命：T=15000h，中等冲击，各题目的有效行程、快速进给速度和工作载荷见下表：
题号有效行程(mm)快速进给速度(mm/min)工作载荷Fz (N)
Lx Ly vmax vymax
10 500 600 2000 2000 450
二、总体方案的确定
根据设计任务确定系统的总体机械和控制系统方案：进行系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择。进行方案的分析、比较和论证。
1.系统运动方式与伺服系统
采用连续控制系统。考虑到运动精度要求不高，为简化结构，降低成本，宜采用步进电机开环伺服系统驱动。
2.计算机系统
采用MCS-51系列中的8031单片机扩展控制系统。MCS-51单片机的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，性价比高。控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进功率放大电路等组成。系统的工作程序和控制命令通过键盘操作实现。显示器采用数码管显示加工数据和工作状态等信息。
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以及结构的紧凑，采用滚珠丝杠螺母传动副。为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加载荷的结构。
由于工作台的运动部件重量和工作载荷不大，故选用滚动直线导轨副，从而减小工作台的摩擦系数，提高运动平稳性。
考虑电机步距角和丝杠导程只能按标准选取，为达到分辨率的要求，以及考虑步进电机负载匹配，采用齿轮减速传动。
工作台电路原理图
