东北大学三轴工作平台Word格式.doc

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数控立式铣床工作平台

二．工作范围

通过在控制面板编程，导入数据，由平台定位加工原件，根据程序进行X，Y，Z轴的位移。

启动刀具回转，由平台的X，Y轴水平运动及Z轴的刀具上下运动，达到三轴运动工作。

具体操作为，由程序控制伺服电机进行运转，通过变速，丝杠转动实现XYZ轴位移，达到对原件的切削加工。

三．阐述运动分配方案

运动分配如上所述，通过电机驱动，丝杠传动是滚动导轨带动工作台进行X，Y轴的水平运动，通过程序控制电机，丝杠传动使刀具做Z轴垂直运动。

达到三轴运动。

四．说明采用的驱动方法和控制原理

　　　驱动系统有直线电动机、伺服电动机、步进电动机、开关磁阻电动机等，在经济数控机床上，考虑其成本和性能，通常采用开环步进电机，所以在本设计中选择步进电机。

　　　在控制系统方面，可采用单片机和PLC进行控制，在本设计中采用的是MCS-51系列单片机，因为它价格低廉、性能优越，完全能满足本设计的要求。

控制原理：

根据图上所示：

通过控制台进行光电传感器测距，然后定位坐标系，启动步进电机控制平台水平运动及刀具垂直运动。

反馈元件

输出

执行元件

控制器

放大器

传感器测距

X

加工原件

控制系统示意图：

五．阐述保证运动精度的方法

（1）控制系统中传感器精度，反馈系统的补偿。

（2）选择滚动导轨，摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，定位精度高。

（3）采用滚珠丝杆传动，定位精度高，丝杠的传动精度高。

（4）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。

六．说明关键部件的选择依据

动力部件：

驱动系统有直线电动机、伺服电动机、步进电动机、开关磁阻电动机等，在经济数控机床上，考虑其成本和性能，通常采用开环步进电机，所以在本设计中选择步进电机。

传动部件：

在传动方面有齿轮传动和滚珠丝杆传动等类型。

在本设计中采用滚珠丝杆传动，因为采用滚珠丝杆有一下优点：

　　　　a.承载小；

　　　　b.移动速度快；

　　　　c.噪音低；

　　　　d.定位精度高等。

导向元件：

三轴立式铣床导轨类型分为：

滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等类型。

在本设计中采用滚动导轨，其原因是：

　　　　a.灵敏度高，运动平稳，低速移动时不易出现爬行现象；

　　　　b.定位精度高；

　　　　c.摩擦阻力小，移动轻便，磨损小，精度保持性好，寿命长。

控制元件：

在控制系统方面，可采用单片机和PLC进行控制，在本设计中采用的是MCS-51系列单片机，因为它价格低廉、性能优越，完全能满足本设计的要求。