目 录
一、课程设计目的 . .................................................................................................................. 2
二、课程设计任务及内容 . ...................................................................................................... 2
三、总体方案的确定 . .............................................................................................................. 3
1、机械传动部件的选择 . ................................................................................................ 3
2、控制系统设计 . ............................................................................................................ 4
四、机械传动部件的计算与选型 . .......................................................................................... 4
1、导轨上移动部件的重量估算 . .................................................................................... 4
2、 铣削力的计算 . .......................................................................................................... 4
3、 直线滚动导轨副的计算与选型 . .............................................................................. 6
4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 . ................................................................................ 8
5、 步进电机减速箱的选用 . ........................................................................................ 11
6、 步进电动机的计算与选型 . .................................................................................... 12
7、 增量式旋转编码器的选用 . .................................................................................... 16
五、 工作台机械装配图的绘制 . .......................................................................................... 16
六、 工作台控制系统电路图绘制 . ...................................................................................... 16
七、步进电动机驱动电源的选择 . ........................................................................................ 16
总 结 . ................................................................................................................................ 17
参考文献 . ................................................................................................................................ 18
附 录： . ............................................................................................................................ 19
1、操作控制面板 . .......................................................................................................... 19
2、控制程序 . .................................................................................................................. 19
X-Y 数控工作台机电系统设计
X-Y 数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y 工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。因此，选择X-Y 数控工作台作为机电综合课程设计的内容，对于机电一体化专业的教学具有普遍的意义。
模块化的X-Y 数控工作台，通常有导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其外观形式如图1所示。其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杆的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X 、Y 方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杆的螺母副和伺服电动机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制系统根据需要，可以选用标准的工业控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。
图1 X-Y数控工作台外形
一、课程设计目的
机电一体化技术又称为机械电子技术，它不是一门独立的工程学科，是机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术等相关技术综合。机电一体化课程设计是针对机电一体化系列课程的要求，继机电一体化课程后的一门设计实践性课程。它是理论与实践的结合，是培养学生机电一体化产品综合设计能力必不可少的教学环节。
机电一体化课程设计的目的主要包括以下几个方面：
（1）培养学生综合运用所学的理论知识与实践技能，解决实际问题的能力；树立正确的设计思想，掌握机电一体化产品设计的一般方法和规律，提高机电一体化产品设计的能力。
（2）通过设计实践，熟悉设计过程，学会设计资料的正确使用；掌握机械传动系统的设计计算方法，掌握系统的设计，检查模块和动力驱动模块的计算和选用及工程图纸的绘制等，从而在机电一体化产品设计基本技能的运用上得到训练。
（3）为学生提供一个较为充分的设计空间，使其在巩固所学知识的同时，强化创新意识，在设计实践中深刻领会机电一体化课程设计的内涵，培养学生的专业技术能力和综合素质。
二、课程设计任务及内容
机电一体化产品覆盖面很广，机关在系统的构成上有着不同的层次，但在系统设计方面有着相同的规律。机电一体化系统设计是根据机电融合的设计思想，运用现代设计方法和设计手段构造产品的结构、赋予产品的性能、完成产品设计的全过程。机电一体化课程设计的
任务是以几种典型的机电一体化产品，如数控机床、机器人等为设计方案，讨论其机械传动系统的设计步骤、设计方法，电机的选用和相关参数的设计计算，控制器的选择及控制方案的制定，工程图的绘制以及编写设计说明书等。使学生通过机电一体化课程设计，掌握机电一体化产品设计的全过程。
主要设计参数：
1、立铣刀最大直径d=10mm；
2、立铣刀齿数Z=3；
3、最大铣削宽度a c =10mm；
4、最大铣削深度a p =6mm；
5、加工材料为碳素钢；
6、X ，Y 方向的脉冲当量都为0.005mm/脉冲；
7、X ，Y 方向的定位精度都为±0.01mm ；
8、工作台面尺寸为400mm ³400mm, 加工范围为500mm³500mm ；
9、X,Y 方向工作台空载最快移动速度都为2000mm/min；
10、X ，Y 方向工作台进给速度都为250mm/min；
设计内容：
1、机械传动部件的计算、选型与设计：
a 、导轨上移动部件的重量估算；
b 、铣削力的计算；
c 、直线滚动导轨副的计算与选型；
d 、滚珠丝杆螺母副的计算与选型；
e 、步进电动机减速箱的选用；
f 、步进电动机的计算与选型；
g 、步进驱动器与驱动电源选择；
2、绘制工作台X 或Y 方向进给传动机构装配图一张；
3、工作台的进给控制系统设计（控制器选用运动控制卡）；
4、进给控制系统硬件配置图一张；
5、设计说明书一份。
三、总体方案的确定
1、机械传动部件的选择
（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。
（2）、丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量和 0. 01的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应块、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
（3）、减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，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，且应有消间隙机构。为此，本人决定采用无间隙齿轮传动减速箱。
（4）、伺服电动机的选用 任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm ，定位精度也未到微米级，空载最快移动速度也只有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。
（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，也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不收切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式的旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。
考虑到X 、Y 两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X 、Y 两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机，以及检测装置拟采用相同的型号与规格。
2、控制系统设计
（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MCS-51系列的8位单片机AT89C52作为控制系统的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，还需要扩展程序存储器、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）、选用合适的驱动电源，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
按照小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，估算重量约为800N 。
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，工件材料为碳素钢。则由《机电一体化工程专业课程》实践教程表10-7查得立铣时的铣削力计算公式为：
F c =118a e
0. 85f z 0. 75d -0. 73a p 1. 0n 0. 13Z （4-2）
今选择铣刀直径d=10mm，齿数Z=3，为了计算最大铣削力，在不对称铣削情况下，取最大铣削宽度a c =10mm，最大铣削深度即背吃刀量a p =6mm，每齿进给量f z =0.1mm，铣刀转速n =300r/min。则由式（4-2）求得最大铣削力：
Fc =118⨯100.85⨯0.10.75⨯10-0.73⨯61.0⨯3000.13⨯3≈1046N
采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可有表10-5查得，结合图10-4a ，考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为:
F f =1.1F c ≈1151N ；F e =0.38F c ≈398N ；F fn =0.25F c ≈262N
F z =F e =398N 图10-4a 为卧铣情况，现考虑逆铣，则工作台收到垂直方向的铣削力为： 受到水平方向的铣削力分别为：
F f =1.1F c ≈1151N ；F fn =0.25F c ≈262N
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），则纵向铣削力为：
径向铣削力为：
F x =F f =1151N F y =F f n =
262N
（立铣）
图10-4a
表10-5各铣削力之间的比值
3、直线滚动导轨副的计算与选型
直线滚动导轨副的内外形状：
直线滚动导轨副具有摩擦系数小、不易爬行、便于安装和预紧、结构紧凑等优点，广泛应用于精密机床、数控机床和测量仪器等。其缺点是抗振性较差、成本较高。直线滚动导轨
副的外观和内部结构如图3-24所示。
直线滚动导轨副由导轨和滑块两部分组成，如上图3-24和图3-25所示。一般在滑块中装有两组滚珠，当滚珠从工作轨道滚到滑块端部时，会经端面挡板和滑块中的返回轨道返回，在轨道和滑块之间的滚道内循环滚动。
装配时常将两根导轨固定在支承件上，每根导轨上一般有两个滑块，滑块固定在移动件上。若移动件较长，可在一根导轨上装两个以上的滑块；若移动件较宽，可选用两根以上的导轨。两根导轨中，一根为基准导轨，另一根为从动导轨，基准导轨上有基准面A ，其上滑块有基准面B 。安装时先固定基准导轨，之后以基准导轨校正从动导轨，达到装配要求时再紧固从动导轨。
（1）、滑块承受工作载荷 F max 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。此课程设计中的X-Y 工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承方式。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载荷为：
F max =G +F 4 （4-3）
其中，移动部件重量G=800N,外加载荷为：
F =F z =398N
将其代入式（4-3），得最大工作载荷为：
F max =598N =0.598KN
查表10-41，根据工作载荷F max 为0.598KN ，初选直线滚动导轨副的型号为ZL 系列的JSA-LG20型，其额定动载荷为C a =11. 5KN ，额定静载荷为C a 0=14. 5KN 。
由于任务书规定工作台尺寸为400mm ⨯400mm ，加工范围为500mm ⨯500mm ，考虑工作行程留有一定余量，查表10-35按标准系列，选取导轨长度为：1000mm 。
（2）、距离额定寿命L 的计算 上述选取的ZL 系列JSA-LG15型导轨副的滚道硬度为60HRC ，工作温度不超过100℃，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10-36至表10-40，分别取硬度系数f H =1. 0，温度系数f T =1. 00, 接触系数为f C =0. 81，精度系数f R =0. 9, 载荷系数f W =1. 5。查公式（10-33）得： ⎛f f f f C ⎫L = H T C R ∙a ⎪⨯50（注P 为工作载荷）f W P ⎭⎝
将上述数据代入上式得： 3
⎛1.0⨯1.00⨯0.81⨯0.97.94⎫L = ∙⎪⨯50≈13435km 1.50.598⎭⎝
因为常见的球导轨距离期望寿命为50Km ，故其计算值远大于球导轨距离期望寿命50km ，则该距离额定寿命满足设计要求。
4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型
（1）最大工作载荷F max 的计算 如前面所述，在立铣时，工作台收到进给方向的
F x =1151N , 受到横向载荷F y =262N ，载荷（与丝杠轴线平行）为：（与丝杠轴线垂直）为：
受到垂直方向的载荷（与工作台面垂直）为：F z =398N 。
10-29，取颠覆力矩影响系数已知移动部件总重量G =800N , 按矩形导轨计算，查表3
K =1. 1, 滚动导轨上的摩擦因数为：μ=0. 005。求得滚珠丝杠副最大工作载荷为：
（2）最大动载荷F Q 的计算 已知工作台承受最大铣削力的最快进给速度为：F m =KF x +u (F z +F y +G )=1.1⨯1151+0.005⨯(398+262+800)N ≈1274N v =250mm /min ，初选丝杠导程为：P h =5mm ，则此时丝杠转速为：
n =v =50r /min P h
6取滚珠丝杠的使用寿命为：T =15000h ，代入下式得丝杠寿命系数为：（单位为10r ）
L 0=
查表10-30得，取载荷系数f W =1. 2, 滚道硬度为60HRC 时，则取硬度系数f H =1. 0, 代入式10-23，求得最大动载荷为：
F Q =L 0f W f H F m =45⨯1. 2⨯1. 0⨯1274N ≈5438N (10-23)
（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10-32得，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G 系列2005-3型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器单螺母式，其公称直径为20mm ，导程为5mm ，循环滚珠为3圈⨯1列，精度等级取5级，额定动载荷为9309N ，大于F Q ，满足要求。
其外形如下所示：
60nT =45 106
（单螺母型）
（4）传动效率η的计算 将公称直径d 0=20mm ，导程为：P h =5mm ，代入下式得出传动效率为：
tan λtan 4 33' λ==≈96. 4% tan λ+ϕtan 433' +10' 式中： λ———丝杠螺旋升角为433' ；
ϕ———摩擦角为10' 。
（5）刚度验算
1）X-Y 工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用“单推——单推”的方式，见装配图。丝杠两端各采用一对推力角接触球轴承，面对面组配，左右支承的中心距约为：
5a =600mm ；钢的弹性模量E =2. 1⨯10MPa ；查表10-32，得滚珠直径D W =3. 175mm ，
丝杠底径d 2=16. 2mm ，则丝杠截面积为： S =πd 22
4=206. 12mm 2
根据式（10-25），算得丝杠在工作载荷F m 作用下产生的拉、压变形量为： F m a Ma 2
±≈0. 0205mm δ1=±ES 2πIE
⎛2）根据公式：Z = ⎝πd 0⎫-3, 求得单圈滚珠数Z =20；该型号丝杠为单螺母，滚W ⎪⎭
3⨯1，珠的圈数⨯列数为：代入公式：得滚珠总数量为：Z ∑=Z ⨯圈数⨯列数，Z ∑=60。丝杠预紧时，取轴向预紧力为：F YJ =
滚道间的接触变形量为：
F m ，求得滚珠与螺纹≈425N 。则由式（10-27）
δ2==≈0.0286mm =28.6μm 因为丝杠加有预紧力，切为走向负载的1，所以实际变形量可减小一半，取3
δ2=0. 0143mm 。
将以上算出的δ1和δ2代入下式，求得丝杠总变形量为：
δ总=0.0205+0.0143mm =0.0348mm =34.8μm
在本次设计任务中，丝杠的有效行程为600mm ，由表10-27可知，5级精度的滚珠丝杠
的有效行程在500至630毫米之间的行程偏差允许达到32mm 。可见该丝杠的刚度满足设计要求。
（6）稳定性的验算 根据公式（10-28），计算失稳时的临界载荷F k 。查表10-31，取丝杠支承系数f k =1；由丝杠底径d 2=16. 2mm ，求得界面惯性矩
2πd ；滚动螺母至I =2≈3380. 88mm 4；压杆稳定安全系数k 取3（丝杠卧式水平安装）
轴向固定处的距离a 取最大值500mm 。代入式（10-28），得临界载荷为：
f k π2EI
F k =≈9343N ≥F m =1274N 2
Ka （10-28）
由此看来，故该丝杠不会失稳。
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
为满足脉冲当量的设计要求，增大步进电动机的输出转矩，同时也为了是滚珠丝杠和工作台的转动惯量折算到电动机转轴上尽可能地小，今在步进电动机的输出轴上安装一套齿轮减速箱。采用一级减速，步进电机的输出轴与小齿轮联接，滚珠丝杠的轴头与大齿轮联接。其中大齿轮设计成双片结构，采用图10-8所示的弹簧错齿法消除间隙。
已知工作脉冲当量δ=0. 005mm /脉冲，滚珠丝杠的导程P h =5mm ，初选步进电动机的步距角α=0. 75。根据式（10-21），算得减速器的传动比为：
i =
αP h 0.75⨯525
==
360δ360⨯0.00512 （10-21）
本设计选用常州市新月电机有限公司生产的JBF-3型齿轮减速箱。大小齿轮模数均为1mm ，齿轮比为75:36，材料为45调质钢，齿表面淬硬后达55HRC 。减速箱中心距为：
[(75+36)⨯]mm =55. 5mm ，小齿轮厚度为20mm ，双片大齿轮厚度均为10mm 。
6、步进电动机的计算与选型
步进电动机的计算与选型参见《机电一体化工程专业课程》实践教程第十一章节相关内容。
（1）步进电动机转轴上的总转动惯量J eq 的计算 已知：滚珠丝杠的公称直径
d 0=20mm ，总长l =640mm ，导程P h =5mm ，材料密度ρ=7. 85⨯10-3kg /cm 3；移
动部件总重量G =800N ; 小齿轮宽度b 1=20mm ，直径d 1=36mm ；大齿轮宽度
b 2=20mm ，直径d 2=75mm ；传动比为i =
25。12
如表11-1所示，算得各个零部件的转动惯量如下： 滚珠丝杠的转动惯量J s =0. 617kg ∙cm 2；
托板折算到丝杠上的转动惯量J W =0. 517kg ∙cm 2； 小齿轮的转动惯量J z 1=0. 259kg ∙cm ； 大齿轮的转动惯量J z 2=4. 877kg ∙cm 。
初选步进电动机型号为110BYG3502，为三相反应式，由常州宝马集团公司生产，三相八拍驱动时步距角为0. 75，从表11-5查得该型号电动机转子的转动惯量为：
2
2
J m =15kg ∙cm 2。
则加在步进电动机转轴上的总转动惯量为：
J eq =J m +J z 1+
(J
z 2
+J w +J s
2
=15+0. 259+(4. 877+0. 517+0. 617)
2
≈16. 64kg ∙cm 2
（2）步进电动机转轴上的等效负载转矩T eq 的计算 分快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩T eq 1和最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩T eq 2。
1）快速空载启动时电动机转轴所承受的等效负载转矩T eq 1由式（11-8）可知，T eq 1包括三部分：一部分是快速空载启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩T a max ；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T f ；还有一部分式滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩T 0。因为滚珠丝杠副传动效率很高，根据式（11-12）可知，
T 0相对于T a max 和T f 很小，可以忽略不计。则有：
T eq 1=T a max +T f （6-1）
根据式（11-9），考虑传动链的总效率η，计算快速空载启动时折算到电动机转轴上的最大转矩T a max 为：
T a max =
2πJ eq n m 60t a
⨯
1
（6-2） n
式中： n m ———电动机转速，单位r /min ；
t a ———电动机加速所用时间，单位s ，一般在0. 3s -1s 之间。 其中：
n m =
v max α
（6-3） 360δ
式中： v max ———空载最快移动速度，任务书指定为2000mm /min ； α———步进电动机步距角，预选电动机步距角为0. 75； δ———脉冲当量，任务书指定为0. 005mm /脉冲。 将以上各值代入式（6-3）中，算得n m =834r /min
设步进电动机由静止到加速至n m 转速所需时间t a =0. 4s ，传动链总效率η=0. 7。则由式（6-2）求得：
由式（11-10）可知，移动部件运动时, 折算到电动机轴上的摩擦转矩为：
T a max =
2π⨯16.64⨯834
⨯10-4N ∙m ≈0.519N ∙m
60⨯0.4⨯0.7
T f =
F 摩P h 2πηi
=
μ(F c +G )P h
2πηi (6-4)
式中： μ———导轨的摩擦系数，滚动导轨取0.005； F c ———垂直方向的工作负载，单位N , 空载时为0； G ———运动部件的总重量，单位N ；
η———传动链总效率，取0.7. 则由式（6-4），得：
T f =
最后由式（6-1），求得快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩：
0.005⨯(0+800)⨯0.005
N ∙m ≈0.002N ∙m
2π⨯0.7⨯
T eq 1=T a max +T f =0.519N ∙m +0.002N ∙m =0.521N ∙m
2）最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩T eq 2由式（11-13）可知，T eq 2包括三部分：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T f ；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T 0。T 0相对于T t 和T f 很小，可以忽略不计。则有： T eq 2=T t +T f （6-5）
其中，折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩T t 由式（11-14）计算。在此设计中对滚珠丝杠进行计算的时候，已知沿着丝杠轴线方向最大进给载荷F x =F f =1151 N ，则有：
T t =
F f P h 2πηi
=
1151⨯0.005
N ≈0.628N 2π⨯0.7⨯
再由式（11-10）计算垂直方向承受最大工作负载F z =F e =398N 的情况，移动部件运动时，折算到电动机转轴上的摩擦转矩为：
T f =
F 摩P h 2πηi
=
最后由式（6-5），求得最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩为：
μ(F c +G )P h 0.005⨯(398+800)⨯0.005
=N ∙m ≈0.0033N ∙m
2πηi 2π⨯0.7⨯
T eq 2=T t +T f =0.628+0.0033N ∙m =0.6313N ∙m
T eq =max {T eq 1,T eq 2}=T eq 1=0.521N ∙m
经过上述计算后，可知家在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩应为：
（3）步进电动机最大静转矩的选定 考虑步进电动机的驱动器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，可能造成丢步现象，甚至堵转。因此，根据
T eq 来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。在此设计任务中取安全系数
K =4，则步进电动机最大静转矩应满足：
T j max ≥4T eq =4⨯0.947N ∙m =3.788N ∙m （6-6）
上述初选的步进电动机型号为110BYG3502，由表11-5查得该型号电动机的最大静转矩
T j max =16N ∙m 。由此可见，满足式（6-6）的要求。
（4）步进电动机的性能校核
1）最快工进速度时电动机输出转矩校核 任务书给定工作台最快工进速度为：
v max f =250mm /min ，脉冲当量为：δ=0. 005mm /脉冲，由式（11-16）求出电动机的
运行频率为：
f max f =
v max f 60δ
=60⨯0.005)
Hz ≈833Hz
从110BYG3502电动机的运行矩频特性曲线图可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩
T max f ≈5. 6N ∙m ，远远大于最大工作负载转矩T eq 2=0. 6313N ∙m ，故满足要求。
（110BYG3502电动机的运行矩频特性曲线图）
2）最快空载移动时电动机输出转矩校核 任务书给定工作台最快移动速度为：
v max =2000mm /min ，仿照式（11-16）求出电动机对应的运行频率为：
f max =
v max =Hz ≈6667Hz
60⨯0.005)60δ
从110BYG3502电动机的运行矩频特性曲线图可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩为：
T max =2. 6N ∙m ，大于快速空载时的负载转矩T eq 1=0. 521N ∙m ，满足设计要求。
3）最快空载时电动机的运行频率校核 与最快空载时的移动速度
v max =2000mm /min 对应的电动机运行频率为：f max =6667Hz 。查表11-5可知，
110BYG3502电动机的空载运行频率可达20000Hz ，可见没有超出其范围。
4）起动频率的计算 已知电动机转轴上的总转动惯量为：J eq =16.64kg ∙cm
，电动机的转动惯量为：J m =15kg ∙cm 2，电动机转轴不带任何负载时的空载启动频率为：。由式（11-17）可以计算出步进电动机克服惯性负载的起动f q =2700Hz （查表11-5得）
2
频率为：
f L =
f =
Hz ≈1859Hz
上述说明，要想保证步进电动机起步时不丢步，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，起动频率选得更低，通常只有100Hz （即100脉冲/s）。
本设计工作台的进给传动选用110BYG3502型步进电动机，完全满足设计要求。 综上所述，
7、增量式旋转编码器的选用
本设计所选用步进电动机采用半闭环控制，可在电动机尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。由步进电动机的步距角为0.75°，可知电动机转动一转时，需要控制系统发出
360/0.75=480个步进脉冲。考虑到增量式旋转编码器输出的A 、B 相信号，可以送到四倍频电路进行电子四细分，因此，编码器的分辨力可选120线。这样控制系统每发一个步进脉冲，电动机转动一个步距角，编码器对应输出一个脉冲信号。
此设计选择编码器的型号为ZLK-A-120-05VO-10-H ；盘状空心型，孔径10mm ，与电动机尾部出轴相匹配，电源电压+5v，每转输出120个A/B脉冲，信号为电压输出，生产厂家为长春光机数显技术有限公司。
五、工作台机械装配图的绘制
见A1装配图图纸。
六、工作台控制系统电路图绘制
见A3图纸所示。
七、步进电动机驱动电源的选择
由于选用的是永磁式步进电动机90BYG2602，查表《机电一体化工程专业课程实践教
程》（11-14），选择BD28Nb 型，其输入电压为：20——100VAC ，相电流为：2——4A ，分配方式为：二相八拍。其电源与接线图的联接方式见下图。
总 结
专业课程设计对每一位同学来说，都将变成他们一生中难忘而有益的经历，虽然在设计的过程中会遇见很多困惑，但是它们都将在你努力和坚持的方式下迎刃而解。我对此次课程设计有以下见解和感受。
学会怎么查阅资料是首要条件，在老师给出的课程设计题目后，查找相关资料作为设计的垫脚石；然后是学会学习资料，资料找到后要进行自学，将其有用的信息运用到自己的专业课程设计论文中；其次是认真且细心地完成每一步骤，因为设计的数据和内容都有可能环环相扣；最后是非常重要的就是坚持，不怕困难，敢于挑战。
半个月来的努力就要画上一个圆满的句号了，我的心情无法平静。这半个月来在设计过程中经历的困惑、艰辛和努力都将变成永久的美好回忆。专业课程设计对我们来说是我们大学所学习的专业课程的总结和检验，在此过程中，我不仅巩固了了所学的专业知识，而且还会了不少做人的道理，增强了团队的协作能力，同时锻炼了我的意志和品质。从开始进行课题到论文的顺利完成，无不凝聚着师长和同学们的关心和帮助，让我至诚难忘。在此之际，我首先要感谢我尊敬的导师张晓宇教授，在他精心和悉心的指导下，我的专业课程设计才能顺利的完成；感谢一直在身边帮助我的同学，没有你们我也无法顺利完成课程论文。
参考文献
【1】曾亿山，刘征宇主编²机电一体化工程专业课程实践教程²合肥：合肥工业大学出版社，2007.6
【2】张建民²机电一体化系统设计（第二版）²北京：高等教育出版社，2001 【3】尹志强²机电一体化系统课程设计指导书²北京：机械工业出版社，2007 【4】成大先²机械设计手册 单元体 机械传动²北京：化学工业出版社，2004 【5】王玉琳²步进电动机的软件脉冲分配²制造技术与机床，2006（7） 【6】秦曾煌主编²电工学（上册）²第五版²北京：高等教育出版社，2002
【7】杨裕根，诸世敏主编²现代工程图学（第3版）²北京：北京邮电大学出版社，2008.6
附 录：
1、操作控制面板
2、控制程序
void CWuhuanhuanDlg::OnButton8() { // TODO: Add your control notification handler code here auto_set(); init_board();//控制卡初始化 }
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck1() { // TODO: Add your control notification handler code here CString Str1; m_Check1.GetWindowText(Str1); int x; x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck2() { // TODO: Add your control notification handler code here CString Str2; m_Check2.GetWindowText(Str2); int y; y=atoi(Str2); //设置选择y 轴； }
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck4() { CString Str1; m_Check1.GetWindowText(Str1); int x; x=atoi(Str1); set_dir(x,1); //设置x 轴正转 CString Str2; m_Check2.GetWindowText(Str2); int y; y=atoi(Str2); set_dir(y,1); //设置y 轴正转； }
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck5() { // TODO: Add your control notification handler code here CString Str1; m_Check1.GetWindowText(Str1); int x; x=atoi(Str1); set_dir(x,-1); //设置x 轴反转 CString Str2; m_Check2.GetWindowText(Str2); int y; y=atoi(Str2); set_dir(y,-1);
//设置y 轴反转；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck3()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
set_outmode(x,1,1);
//设置x 轴单脉冲方式；
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
set_outmode(y,1,1);
//设置y 轴单脉冲方式；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck6()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
set_outmode(x,0,1);
//设置x 轴双脉冲方式；
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
set_outmode(y,0,1);
//设置y 轴双脉冲方式；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton7()
{
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
//设置选择y 轴；
CString Str3;
m_Edit7.GetWindowText(Str3);
int x1;
x1=atoi(Str3);
set_conspeed(x,x1);
//设置x 的初速度；
CString Str5;
m_Edit10.GetWindowText(Str5);
int x2;
x2=atoi(Str5);
set_maxspeed(x,x2);
//设置x 轴的最大速度；
CString Str7;
m_Edit11.GetWindowText(Str7);
int x3;
x3=atoi(Str7);
open_list();
set_s_curve(x, 2); //设置升速模式为用户定制加减速模式
set_profile(x,x1,x2,x3);//设置初速、高速、最大加速度
fast_pmove(x,100000);//启动 x 轴按设置加减速规律运动
close_list();
//设置x 轴的加速度；
CString Str15;
m_Edit13.GetWindowText(Str15);
int x6;
x6=atoi(Str15);
set_maxspeed(x,x2);
set_conspeed(x,x1);
con_pmove(x,x6);
//设置x 轴行程；
CString Str11;
m_Edit3.GetWindowText(Str11);
int x5;
x5=atoi(Str11);
get_rate(x);
//读取x 轴的速度(x轴速度输出) ；
CString Str13;
m_Edit1.GetWindowText(Str13);
get_tan_lastpos;
int x4;
x4=atoi(Str13);
//读取x 轴位移；
CString Str4;
m_Edit8.GetWindowText(Str4);
int y1;
y1=atoi(Str4);
set_conspeed(y,y1);
//设置y 的初速度；
CString Str6;
m_Edit9.GetWindowText(Str6);
int y2;
y2=atoi(Str6);
set_maxspeed(y,y2);
//设置y 轴的最大速度；
CString Str8;
m_Edit12.GetWindowText(Str8);
int y3;
y3=atoi(Str8);
open_list();
set_s_curve(y, 2); //设置升速模式为用户定制加减速模式
set_profile(y,y1,y2,y3);//设置初速、高速、最大加速度
fast_pmove(y,100000);//启动 y 轴按设置加减速规律运动
close_list();
//设置y 轴的加速度；
CString Str16;
m_Edit14.GetWindowText(Str16);
int y6;
y6=atoi(Str16);
set_maxspeed(y,y2);
set_conspeed(y,y1);
con_pmove(y,y6);
//设置y 轴行程；
CString Str12;
m_Edit3.GetWindowText(Str12);
int y5;
y5=atoi(Str12);
get_rate(y);
//读取y 轴的速度(y轴速度输出) ；
CString Str14;
m_Edit2.GetWindowText(Str14);
get_tan_lastpos;
int y4;
y4=atoi(Str14);
//读取y 轴位移；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton2() //设置x 轴常速运动；
{
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
CString Str3;
m_Edit7.GetWindowText(Str3);
int x1;
x1=atoi(Str3);
set_conspeed(x,x1);
//设置x 的初速度；
CString Str5;
m_Edit10.GetWindowText(Str5);
int x2;
x2=atoi(Str5);
set_maxspeed(x,x2);
//设置x 轴的最大速度
// TODO: Add your control notification handler code here
set_maxspeed(x,x2); //设置x 轴最大速度
set_conspeed(x,x1); //设置x 轴常速度
con_pmove(x,5000); //启动x 轴常速运动，行程 5000
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton3() //设置x 轴快速运动；
{
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
CString Str3;
m_Edit7.GetWindowText(Str3);
int x1;
x1=atoi(Str3);
set_conspeed(x,x1);
//设置x 的初速度；
CString Str5;
m_Edit10.GetWindowText(Str5);
int x2;
x2=atoi(Str5);
set_maxspeed(x,x2);
//设置x 轴的最大速度
CString Str7;
m_Edit11.GetWindowText(Str7);
int x3;
x3=atoi(Str7);
set_maxspeed(x,x2); //设置最大速度
set_profile(x,x1,x2,x3);//设置初速、高速、最大加速度
fast_pmove(x,100000);//启动 x 轴按设置加减速规律运动
close_list();
//设置x 轴的加速度；
// TODO: Add your control notification handler code here
open_list(); //启动批处理模式
set_s_curve(x,1); //设置 S 形速度模式
set_profile(x,x1,x2,x3); //设置x 轴初速、高速和最大加速度
set_s_section(x,800,800); //设置升降速的 S 段，变化量不能大于高速的 1/2。 fast_pmove (x1,5000); //启动x 轴 S 形快速运动，行程为 5000
close_list(); //停止批处理模式, 编码器属性设置函数
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton4() //设置y 轴常速运动； {
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
//设置选择y 轴；
CString Str4;
m_Edit8.GetWindowText(Str4);
int y1;
y1=atoi(Str4);
set_conspeed(y,y1);
//设置y 的初速度；
CString Str6;
m_Edit9.GetWindowText(Str6);
int y2;
y2=atoi(Str6);
set_maxspeed(y,y2);
//设置y 轴的最大速度；
// TODO: Add your control notification handler code here set_maxspeed(y,y2); //设置y 轴最大速度
set_conspeed(y,y1); //设置y 轴常速度
con_pmove(y,5000); //启动y 轴常速运动，行程 5000
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton5() //设置y 轴快速运动； {
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
//设置选择y 轴；
CString Str4;
m_Edit8.GetWindowText(Str4);
int y1;
y1=atoi(Str4);
set_conspeed(y,y1);
//设置y 的初速度；
CString Str6;
m_Edit9.GetWindowText(Str6);
int y2;
y2=atoi(Str6);
set_maxspeed(y,y2);
//设置y 轴的最大速度；
CString Str8;
m_Edit12.GetWindowText(Str8);
int y3;
y3=atoi(Str8);
set_maxspeed(y,y2); //设置最大速度
set_profile(y,y1,y2,y3);//设置初速、高速、最大加速度 fast_pmove(y,100000);//启动 y 轴按设置加减速规律运动 close_list();
//设置y 轴的加速度；
// TODO: Add your control notification handler code here open_list(); //启动批处理模式
set_s_curve(y,1); //设置 S 形速度模式
set_profile(y,y1,y2,y3); //设置y 轴初速、高速和最大加速度 fast_pmove (y,5000); //启动y 轴 S 形快速运动，行程为 5000 close_list(); //停止批处理模式
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton6()
{
// TODO: Add your control notification handler code here int WINAPI decel_stop2(int x,int y );
//调用急停函数，使想x 、y 轴急停。
}
目 录
一、课程设计目的 . .................................................................................................................. 2
二、课程设计任务及内容 . ...................................................................................................... 2
三、总体方案的确定 . .............................................................................................................. 3
1、机械传动部件的选择 . ................................................................................................ 3
2、控制系统设计 . ............................................................................................................ 4
四、机械传动部件的计算与选型 . .......................................................................................... 4
1、导轨上移动部件的重量估算 . .................................................................................... 4
2、 铣削力的计算 . .......................................................................................................... 4
3、 直线滚动导轨副的计算与选型 . .............................................................................. 6
4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型 . ................................................................................ 8
5、 步进电机减速箱的选用 . ........................................................................................ 11
6、 步进电动机的计算与选型 . .................................................................................... 12
7、 增量式旋转编码器的选用 . .................................................................................... 16
五、 工作台机械装配图的绘制 . .......................................................................................... 16
六、 工作台控制系统电路图绘制 . ...................................................................................... 16
七、步进电动机驱动电源的选择 . ........................................................................................ 16
总 结 . ................................................................................................................................ 17
参考文献 . ................................................................................................................................ 18
附 录： . ............................................................................................................................ 19
1、操作控制面板 . .......................................................................................................... 19
2、控制程序 . .................................................................................................................. 19
X-Y 数控工作台机电系统设计
X-Y 数控工作台是许多机电一体化设备的基本部件，如数控车床的纵-横向进刀机构、数控铣床和数控钻床的X-Y 工作台、激光加工设备的工作台、电子元件表面贴装设备等。因此，选择X-Y 数控工作台作为机电综合课程设计的内容，对于机电一体化专业的教学具有普遍的意义。
模块化的X-Y 数控工作台，通常有导轨座、移动滑块、工作平台、滚珠丝杠螺母副，以及伺服电动机等部件构成。其外观形式如图1所示。其中，伺服电动机作为执行元件用来驱动滚珠丝杠，滚珠丝杆的螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，完成工作台在X 、Y 方向的直线移动。导轨副、滚珠丝杆的螺母副和伺服电动机等均已标准化，由专门厂家生产，设计时只需根据工作载荷选取即可。控制系统根据需要，可以选用标准的工业控制计算机，也可以设计专用的微机控制系统。
图1 X-Y数控工作台外形
一、课程设计目的
机电一体化技术又称为机械电子技术，它不是一门独立的工程学科，是机械技术、电子技术、信息技术、自动控制技术等相关技术综合。机电一体化课程设计是针对机电一体化系列课程的要求，继机电一体化课程后的一门设计实践性课程。它是理论与实践的结合，是培养学生机电一体化产品综合设计能力必不可少的教学环节。
机电一体化课程设计的目的主要包括以下几个方面：
（1）培养学生综合运用所学的理论知识与实践技能，解决实际问题的能力；树立正确的设计思想，掌握机电一体化产品设计的一般方法和规律，提高机电一体化产品设计的能力。
（2）通过设计实践，熟悉设计过程，学会设计资料的正确使用；掌握机械传动系统的设计计算方法，掌握系统的设计，检查模块和动力驱动模块的计算和选用及工程图纸的绘制等，从而在机电一体化产品设计基本技能的运用上得到训练。
（3）为学生提供一个较为充分的设计空间，使其在巩固所学知识的同时，强化创新意识，在设计实践中深刻领会机电一体化课程设计的内涵，培养学生的专业技术能力和综合素质。
二、课程设计任务及内容
机电一体化产品覆盖面很广，机关在系统的构成上有着不同的层次，但在系统设计方面有着相同的规律。机电一体化系统设计是根据机电融合的设计思想，运用现代设计方法和设计手段构造产品的结构、赋予产品的性能、完成产品设计的全过程。机电一体化课程设计的
任务是以几种典型的机电一体化产品，如数控机床、机器人等为设计方案，讨论其机械传动系统的设计步骤、设计方法，电机的选用和相关参数的设计计算，控制器的选择及控制方案的制定，工程图的绘制以及编写设计说明书等。使学生通过机电一体化课程设计，掌握机电一体化产品设计的全过程。
主要设计参数：
1、立铣刀最大直径d=10mm；
2、立铣刀齿数Z=3；
3、最大铣削宽度a c =10mm；
4、最大铣削深度a p =6mm；
5、加工材料为碳素钢；
6、X ，Y 方向的脉冲当量都为0.005mm/脉冲；
7、X ，Y 方向的定位精度都为±0.01mm ；
8、工作台面尺寸为400mm ³400mm, 加工范围为500mm³500mm ；
9、X,Y 方向工作台空载最快移动速度都为2000mm/min；
10、X ，Y 方向工作台进给速度都为250mm/min；
设计内容：
1、机械传动部件的计算、选型与设计：
a 、导轨上移动部件的重量估算；
b 、铣削力的计算；
c 、直线滚动导轨副的计算与选型；
d 、滚珠丝杆螺母副的计算与选型；
e 、步进电动机减速箱的选用；
f 、步进电动机的计算与选型；
g 、步进驱动器与驱动电源选择；
2、绘制工作台X 或Y 方向进给传动机构装配图一张；
3、工作台的进给控制系统设计（控制器选用运动控制卡）；
4、进给控制系统硬件配置图一张；
5、设计说明书一份。
三、总体方案的确定
1、机械传动部件的选择
（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。
（2）、丝杠螺母副的选用 伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足0.005mm 的脉冲当量和 0. 01的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。滚珠丝杠副的传动精度高、动态响应块、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。
（3）、减速装置的选用 选择了步进电动机和滚珠丝杠副以后，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，且应有消间隙机构。为此，本人决定采用无间隙齿轮传动减速箱。
（4）、伺服电动机的选用 任务书规定的脉冲当量尚未达到0.001mm ，定位精度也未到微米级，空载最快移动速度也只有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。
（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，也可选闭环控制。任务书所给的精度对于步进电动机来说还是偏高的，为了确保电动机在运转过程中不收切削负载和电网的影响而失步，决定采用半闭环控制，拟在电动机的尾部安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式的旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。
考虑到X 、Y 两个方向的加工范围相同，承受的工作载荷相差不大，为了减少设计工作量，X 、Y 两个坐标的导轨副、丝杠螺母副、减速装置、伺服电动机，以及检测装置拟采用相同的型号与规格。
2、控制系统设计
（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MCS-51系列的8位单片机AT89C52作为控制系统的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，还需要扩展程序存储器、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）、选用合适的驱动电源，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
按照小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，估算重量约为800N 。
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，工件材料为碳素钢。则由《机电一体化工程专业课程》实践教程表10-7查得立铣时的铣削力计算公式为：
F c =118a e
0. 85f z 0. 75d -0. 73a p 1. 0n 0. 13Z （4-2）
今选择铣刀直径d=10mm，齿数Z=3，为了计算最大铣削力，在不对称铣削情况下，取最大铣削宽度a c =10mm，最大铣削深度即背吃刀量a p =6mm，每齿进给量f z =0.1mm，铣刀转速n =300r/min。则由式（4-2）求得最大铣削力：
Fc =118⨯100.85⨯0.10.75⨯10-0.73⨯61.0⨯3000.13⨯3≈1046N
采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可有表10-5查得，结合图10-4a ，考虑逆铣时的情况，可估算三个方向的铣削力分别为:
F f =1.1F c ≈1151N ；F e =0.38F c ≈398N ；F fn =0.25F c ≈262N
F z =F e =398N 图10-4a 为卧铣情况，现考虑逆铣，则工作台收到垂直方向的铣削力为： 受到水平方向的铣削力分别为：
F f =1.1F c ≈1151N ；F fn =0.25F c ≈262N
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），则纵向铣削力为：
径向铣削力为：
F x =F f =1151N F y =F f n =
262N
（立铣）
图10-4a
表10-5各铣削力之间的比值
3、直线滚动导轨副的计算与选型
直线滚动导轨副的内外形状：
直线滚动导轨副具有摩擦系数小、不易爬行、便于安装和预紧、结构紧凑等优点，广泛应用于精密机床、数控机床和测量仪器等。其缺点是抗振性较差、成本较高。直线滚动导轨
副的外观和内部结构如图3-24所示。
直线滚动导轨副由导轨和滑块两部分组成，如上图3-24和图3-25所示。一般在滑块中装有两组滚珠，当滚珠从工作轨道滚到滑块端部时，会经端面挡板和滑块中的返回轨道返回，在轨道和滑块之间的滚道内循环滚动。
装配时常将两根导轨固定在支承件上，每根导轨上一般有两个滑块，滑块固定在移动件上。若移动件较长，可在一根导轨上装两个以上的滑块；若移动件较宽，可选用两根以上的导轨。两根导轨中，一根为基准导轨，另一根为从动导轨，基准导轨上有基准面A ，其上滑块有基准面B 。安装时先固定基准导轨，之后以基准导轨校正从动导轨，达到装配要求时再紧固从动导轨。
（1）、滑块承受工作载荷 F max 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。此课程设计中的X-Y 工作台为水平布置，采用双导轨、四滑块的支承方式。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载荷为：
F max =G +F 4 （4-3）
其中，移动部件重量G=800N,外加载荷为：
F =F z =398N
将其代入式（4-3），得最大工作载荷为：
F max =598N =0.598KN
查表10-41，根据工作载荷F max 为0.598KN ，初选直线滚动导轨副的型号为ZL 系列的JSA-LG20型，其额定动载荷为C a =11. 5KN ，额定静载荷为C a 0=14. 5KN 。
由于任务书规定工作台尺寸为400mm ⨯400mm ，加工范围为500mm ⨯500mm ，考虑工作行程留有一定余量，查表10-35按标准系列，选取导轨长度为：1000mm 。
（2）、距离额定寿命L 的计算 上述选取的ZL 系列JSA-LG15型导轨副的滚道硬度为60HRC ，工作温度不超过100℃，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10-36至表10-40，分别取硬度系数f H =1. 0，温度系数f T =1. 00, 接触系数为f C =0. 81，精度系数f R =0. 9, 载荷系数f W =1. 5。查公式（10-33）得： ⎛f f f f C ⎫L = H T C R ∙a ⎪⨯50（注P 为工作载荷）f W P ⎭⎝
将上述数据代入上式得： 3
⎛1.0⨯1.00⨯0.81⨯0.97.94⎫L = ∙⎪⨯50≈13435km 1.50.598⎭⎝
因为常见的球导轨距离期望寿命为50Km ，故其计算值远大于球导轨距离期望寿命50km ，则该距离额定寿命满足设计要求。
4、滚珠丝杠螺母副的计算与选型
（1）最大工作载荷F max 的计算 如前面所述，在立铣时，工作台收到进给方向的
F x =1151N , 受到横向载荷F y =262N ，载荷（与丝杠轴线平行）为：（与丝杠轴线垂直）为：
受到垂直方向的载荷（与工作台面垂直）为：F z =398N 。
10-29，取颠覆力矩影响系数已知移动部件总重量G =800N , 按矩形导轨计算，查表3
K =1. 1, 滚动导轨上的摩擦因数为：μ=0. 005。求得滚珠丝杠副最大工作载荷为：
（2）最大动载荷F Q 的计算 已知工作台承受最大铣削力的最快进给速度为：F m =KF x +u (F z +F y +G )=1.1⨯1151+0.005⨯(398+262+800)N ≈1274N v =250mm /min ，初选丝杠导程为：P h =5mm ，则此时丝杠转速为：
n =v =50r /min P h
6取滚珠丝杠的使用寿命为：T =15000h ，代入下式得丝杠寿命系数为：（单位为10r ）
L 0=
查表10-30得，取载荷系数f W =1. 2, 滚道硬度为60HRC 时，则取硬度系数f H =1. 0, 代入式10-23，求得最大动载荷为：
F Q =L 0f W f H F m =45⨯1. 2⨯1. 0⨯1274N ≈5438N (10-23)
（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10-32得，选择济宁博特精密丝杠制造有限公司生产的G 系列2005-3型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器单螺母式，其公称直径为20mm ，导程为5mm ，循环滚珠为3圈⨯1列，精度等级取5级，额定动载荷为9309N ，大于F Q ，满足要求。
其外形如下所示：
60nT =45 106
（单螺母型）
（4）传动效率η的计算 将公称直径d 0=20mm ，导程为：P h =5mm ，代入下式得出传动效率为：
tan λtan 4 33' λ==≈96. 4% tan λ+ϕtan 433' +10' 式中： λ———丝杠螺旋升角为433' ；
ϕ———摩擦角为10' 。
（5）刚度验算
1）X-Y 工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用“单推——单推”的方式，见装配图。丝杠两端各采用一对推力角接触球轴承，面对面组配，左右支承的中心距约为：
5a =600mm ；钢的弹性模量E =2. 1⨯10MPa ；查表10-32，得滚珠直径D W =3. 175mm ，
丝杠底径d 2=16. 2mm ，则丝杠截面积为： S =πd 22
4=206. 12mm 2
根据式（10-25），算得丝杠在工作载荷F m 作用下产生的拉、压变形量为： F m a Ma 2
±≈0. 0205mm δ1=±ES 2πIE
⎛2）根据公式：Z = ⎝πd 0⎫-3, 求得单圈滚珠数Z =20；该型号丝杠为单螺母，滚W ⎪⎭
3⨯1，珠的圈数⨯列数为：代入公式：得滚珠总数量为：Z ∑=Z ⨯圈数⨯列数，Z ∑=60。丝杠预紧时，取轴向预紧力为：F YJ =
滚道间的接触变形量为：
F m ，求得滚珠与螺纹≈425N 。则由式（10-27）
δ2==≈0.0286mm =28.6μm 因为丝杠加有预紧力，切为走向负载的1，所以实际变形量可减小一半，取3
δ2=0. 0143mm 。
将以上算出的δ1和δ2代入下式，求得丝杠总变形量为：
δ总=0.0205+0.0143mm =0.0348mm =34.8μm
在本次设计任务中，丝杠的有效行程为600mm ，由表10-27可知，5级精度的滚珠丝杠
的有效行程在500至630毫米之间的行程偏差允许达到32mm 。可见该丝杠的刚度满足设计要求。
（6）稳定性的验算 根据公式（10-28），计算失稳时的临界载荷F k 。查表10-31，取丝杠支承系数f k =1；由丝杠底径d 2=16. 2mm ，求得界面惯性矩
2πd ；滚动螺母至I =2≈3380. 88mm 4；压杆稳定安全系数k 取3（丝杠卧式水平安装）
轴向固定处的距离a 取最大值500mm 。代入式（10-28），得临界载荷为：
f k π2EI
F k =≈9343N ≥F m =1274N 2
Ka （10-28）
由此看来，故该丝杠不会失稳。
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
为满足脉冲当量的设计要求，增大步进电动机的输出转矩，同时也为了是滚珠丝杠和工作台的转动惯量折算到电动机转轴上尽可能地小，今在步进电动机的输出轴上安装一套齿轮减速箱。采用一级减速，步进电机的输出轴与小齿轮联接，滚珠丝杠的轴头与大齿轮联接。其中大齿轮设计成双片结构，采用图10-8所示的弹簧错齿法消除间隙。
已知工作脉冲当量δ=0. 005mm /脉冲，滚珠丝杠的导程P h =5mm ，初选步进电动机的步距角α=0. 75。根据式（10-21），算得减速器的传动比为：
i =
αP h 0.75⨯525
==
360δ360⨯0.00512 （10-21）
本设计选用常州市新月电机有限公司生产的JBF-3型齿轮减速箱。大小齿轮模数均为1mm ，齿轮比为75:36，材料为45调质钢，齿表面淬硬后达55HRC 。减速箱中心距为：
[(75+36)⨯]mm =55. 5mm ，小齿轮厚度为20mm ，双片大齿轮厚度均为10mm 。
6、步进电动机的计算与选型
步进电动机的计算与选型参见《机电一体化工程专业课程》实践教程第十一章节相关内容。
（1）步进电动机转轴上的总转动惯量J eq 的计算 已知：滚珠丝杠的公称直径
d 0=20mm ，总长l =640mm ，导程P h =5mm ，材料密度ρ=7. 85⨯10-3kg /cm 3；移
动部件总重量G =800N ; 小齿轮宽度b 1=20mm ，直径d 1=36mm ；大齿轮宽度
b 2=20mm ，直径d 2=75mm ；传动比为i =
25。12
如表11-1所示，算得各个零部件的转动惯量如下： 滚珠丝杠的转动惯量J s =0. 617kg ∙cm 2；
托板折算到丝杠上的转动惯量J W =0. 517kg ∙cm 2； 小齿轮的转动惯量J z 1=0. 259kg ∙cm ； 大齿轮的转动惯量J z 2=4. 877kg ∙cm 。
初选步进电动机型号为110BYG3502，为三相反应式，由常州宝马集团公司生产，三相八拍驱动时步距角为0. 75，从表11-5查得该型号电动机转子的转动惯量为：
2
2
J m =15kg ∙cm 2。
则加在步进电动机转轴上的总转动惯量为：
J eq =J m +J z 1+
(J
z 2
+J w +J s
2
=15+0. 259+(4. 877+0. 517+0. 617)
2
≈16. 64kg ∙cm 2
（2）步进电动机转轴上的等效负载转矩T eq 的计算 分快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩T eq 1和最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩T eq 2。
1）快速空载启动时电动机转轴所承受的等效负载转矩T eq 1由式（11-8）可知，T eq 1包括三部分：一部分是快速空载启动时折算到电动机转轴上的最大加速转矩T a max ；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T f ；还有一部分式滚珠丝杠预紧后折算到电动机转轴上的附加摩擦转矩T 0。因为滚珠丝杠副传动效率很高，根据式（11-12）可知，
T 0相对于T a max 和T f 很小，可以忽略不计。则有：
T eq 1=T a max +T f （6-1）
根据式（11-9），考虑传动链的总效率η，计算快速空载启动时折算到电动机转轴上的最大转矩T a max 为：
T a max =
2πJ eq n m 60t a
⨯
1
（6-2） n
式中： n m ———电动机转速，单位r /min ；
t a ———电动机加速所用时间，单位s ，一般在0. 3s -1s 之间。 其中：
n m =
v max α
（6-3） 360δ
式中： v max ———空载最快移动速度，任务书指定为2000mm /min ； α———步进电动机步距角，预选电动机步距角为0. 75； δ———脉冲当量，任务书指定为0. 005mm /脉冲。 将以上各值代入式（6-3）中，算得n m =834r /min
设步进电动机由静止到加速至n m 转速所需时间t a =0. 4s ，传动链总效率η=0. 7。则由式（6-2）求得：
由式（11-10）可知，移动部件运动时, 折算到电动机轴上的摩擦转矩为：
T a max =
2π⨯16.64⨯834
⨯10-4N ∙m ≈0.519N ∙m
60⨯0.4⨯0.7
T f =
F 摩P h 2πηi
=
μ(F c +G )P h
2πηi (6-4)
式中： μ———导轨的摩擦系数，滚动导轨取0.005； F c ———垂直方向的工作负载，单位N , 空载时为0； G ———运动部件的总重量，单位N ；
η———传动链总效率，取0.7. 则由式（6-4），得：
T f =
最后由式（6-1），求得快速空载启动时电动机转轴所承受的负载转矩：
0.005⨯(0+800)⨯0.005
N ∙m ≈0.002N ∙m
2π⨯0.7⨯
T eq 1=T a max +T f =0.519N ∙m +0.002N ∙m =0.521N ∙m
2）最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩T eq 2由式（11-13）可知，T eq 2包括三部分：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T f ；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T 0。T 0相对于T t 和T f 很小，可以忽略不计。则有： T eq 2=T t +T f （6-5）
其中，折算到电动机转轴上的最大工作负载转矩T t 由式（11-14）计算。在此设计中对滚珠丝杠进行计算的时候，已知沿着丝杠轴线方向最大进给载荷F x =F f =1151 N ，则有：
T t =
F f P h 2πηi
=
1151⨯0.005
N ≈0.628N 2π⨯0.7⨯
再由式（11-10）计算垂直方向承受最大工作负载F z =F e =398N 的情况，移动部件运动时，折算到电动机转轴上的摩擦转矩为：
T f =
F 摩P h 2πηi
=
最后由式（6-5），求得最大工作负载状态下电动机转轴所承受的负载转矩为：
μ(F c +G )P h 0.005⨯(398+800)⨯0.005
=N ∙m ≈0.0033N ∙m
2πηi 2π⨯0.7⨯
T eq 2=T t +T f =0.628+0.0033N ∙m =0.6313N ∙m
T eq =max {T eq 1,T eq 2}=T eq 1=0.521N ∙m
经过上述计算后，可知家在步进电动机转轴上的最大等效负载转矩应为：
（3）步进电动机最大静转矩的选定 考虑步进电动机的驱动器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，可能造成丢步现象，甚至堵转。因此，根据
T eq 来选择步进电动机的最大静转矩时，需要考虑安全系数。在此设计任务中取安全系数
K =4，则步进电动机最大静转矩应满足：
T j max ≥4T eq =4⨯0.947N ∙m =3.788N ∙m （6-6）
上述初选的步进电动机型号为110BYG3502，由表11-5查得该型号电动机的最大静转矩
T j max =16N ∙m 。由此可见，满足式（6-6）的要求。
（4）步进电动机的性能校核
1）最快工进速度时电动机输出转矩校核 任务书给定工作台最快工进速度为：
v max f =250mm /min ，脉冲当量为：δ=0. 005mm /脉冲，由式（11-16）求出电动机的
运行频率为：
f max f =
v max f 60δ
=60⨯0.005)
Hz ≈833Hz
从110BYG3502电动机的运行矩频特性曲线图可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩
T max f ≈5. 6N ∙m ，远远大于最大工作负载转矩T eq 2=0. 6313N ∙m ，故满足要求。
（110BYG3502电动机的运行矩频特性曲线图）
2）最快空载移动时电动机输出转矩校核 任务书给定工作台最快移动速度为：
v max =2000mm /min ，仿照式（11-16）求出电动机对应的运行频率为：
f max =
v max =Hz ≈6667Hz
60⨯0.005)60δ
从110BYG3502电动机的运行矩频特性曲线图可以看出，在此频率下，电动机的输出转矩为：
T max =2. 6N ∙m ，大于快速空载时的负载转矩T eq 1=0. 521N ∙m ，满足设计要求。
3）最快空载时电动机的运行频率校核 与最快空载时的移动速度
v max =2000mm /min 对应的电动机运行频率为：f max =6667Hz 。查表11-5可知，
110BYG3502电动机的空载运行频率可达20000Hz ，可见没有超出其范围。
4）起动频率的计算 已知电动机转轴上的总转动惯量为：J eq =16.64kg ∙cm
，电动机的转动惯量为：J m =15kg ∙cm 2，电动机转轴不带任何负载时的空载启动频率为：。由式（11-17）可以计算出步进电动机克服惯性负载的起动f q =2700Hz （查表11-5得）
2
频率为：
f L =
f =
Hz ≈1859Hz
上述说明，要想保证步进电动机起步时不丢步，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，起动频率选得更低，通常只有100Hz （即100脉冲/s）。
本设计工作台的进给传动选用110BYG3502型步进电动机，完全满足设计要求。 综上所述，
7、增量式旋转编码器的选用
本设计所选用步进电动机采用半闭环控制，可在电动机尾部转轴上安装增量式旋转编码器，用以检测电动机的转角与转速。增量式旋转编码器的分辨力应与步进电动机的步距角相匹配。由步进电动机的步距角为0.75°，可知电动机转动一转时，需要控制系统发出
360/0.75=480个步进脉冲。考虑到增量式旋转编码器输出的A 、B 相信号，可以送到四倍频电路进行电子四细分，因此，编码器的分辨力可选120线。这样控制系统每发一个步进脉冲，电动机转动一个步距角，编码器对应输出一个脉冲信号。
此设计选择编码器的型号为ZLK-A-120-05VO-10-H ；盘状空心型，孔径10mm ，与电动机尾部出轴相匹配，电源电压+5v，每转输出120个A/B脉冲，信号为电压输出，生产厂家为长春光机数显技术有限公司。
五、工作台机械装配图的绘制
见A1装配图图纸。
六、工作台控制系统电路图绘制
见A3图纸所示。
七、步进电动机驱动电源的选择
由于选用的是永磁式步进电动机90BYG2602，查表《机电一体化工程专业课程实践教
程》（11-14），选择BD28Nb 型，其输入电压为：20——100VAC ，相电流为：2——4A ，分配方式为：二相八拍。其电源与接线图的联接方式见下图。
总 结
专业课程设计对每一位同学来说，都将变成他们一生中难忘而有益的经历，虽然在设计的过程中会遇见很多困惑，但是它们都将在你努力和坚持的方式下迎刃而解。我对此次课程设计有以下见解和感受。
学会怎么查阅资料是首要条件，在老师给出的课程设计题目后，查找相关资料作为设计的垫脚石；然后是学会学习资料，资料找到后要进行自学，将其有用的信息运用到自己的专业课程设计论文中；其次是认真且细心地完成每一步骤，因为设计的数据和内容都有可能环环相扣；最后是非常重要的就是坚持，不怕困难，敢于挑战。
半个月来的努力就要画上一个圆满的句号了，我的心情无法平静。这半个月来在设计过程中经历的困惑、艰辛和努力都将变成永久的美好回忆。专业课程设计对我们来说是我们大学所学习的专业课程的总结和检验，在此过程中，我不仅巩固了了所学的专业知识，而且还会了不少做人的道理，增强了团队的协作能力，同时锻炼了我的意志和品质。从开始进行课题到论文的顺利完成，无不凝聚着师长和同学们的关心和帮助，让我至诚难忘。在此之际，我首先要感谢我尊敬的导师张晓宇教授，在他精心和悉心的指导下，我的专业课程设计才能顺利的完成；感谢一直在身边帮助我的同学，没有你们我也无法顺利完成课程论文。
参考文献
【1】曾亿山，刘征宇主编²机电一体化工程专业课程实践教程²合肥：合肥工业大学出版社，2007.6
【2】张建民²机电一体化系统设计（第二版）²北京：高等教育出版社，2001 【3】尹志强²机电一体化系统课程设计指导书²北京：机械工业出版社，2007 【4】成大先²机械设计手册 单元体 机械传动²北京：化学工业出版社，2004 【5】王玉琳²步进电动机的软件脉冲分配²制造技术与机床，2006（7） 【6】秦曾煌主编²电工学（上册）²第五版²北京：高等教育出版社，2002
【7】杨裕根，诸世敏主编²现代工程图学（第3版）²北京：北京邮电大学出版社，2008.6
附 录：
1、操作控制面板
2、控制程序
void CWuhuanhuanDlg::OnButton8() { // TODO: Add your control notification handler code here auto_set(); init_board();//控制卡初始化 }
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck1() { // TODO: Add your control notification handler code here CString Str1; m_Check1.GetWindowText(Str1); int x; x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck2() { // TODO: Add your control notification handler code here CString Str2; m_Check2.GetWindowText(Str2); int y; y=atoi(Str2); //设置选择y 轴； }
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck4() { CString Str1; m_Check1.GetWindowText(Str1); int x; x=atoi(Str1); set_dir(x,1); //设置x 轴正转 CString Str2; m_Check2.GetWindowText(Str2); int y; y=atoi(Str2); set_dir(y,1); //设置y 轴正转； }
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck5() { // TODO: Add your control notification handler code here CString Str1; m_Check1.GetWindowText(Str1); int x; x=atoi(Str1); set_dir(x,-1); //设置x 轴反转 CString Str2; m_Check2.GetWindowText(Str2); int y; y=atoi(Str2); set_dir(y,-1);
//设置y 轴反转；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck3()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
set_outmode(x,1,1);
//设置x 轴单脉冲方式；
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
set_outmode(y,1,1);
//设置y 轴单脉冲方式；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnCheck6()
{
// TODO: Add your control notification handler code here
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
set_outmode(x,0,1);
//设置x 轴双脉冲方式；
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
set_outmode(y,0,1);
//设置y 轴双脉冲方式；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton7()
{
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
//设置选择y 轴；
CString Str3;
m_Edit7.GetWindowText(Str3);
int x1;
x1=atoi(Str3);
set_conspeed(x,x1);
//设置x 的初速度；
CString Str5;
m_Edit10.GetWindowText(Str5);
int x2;
x2=atoi(Str5);
set_maxspeed(x,x2);
//设置x 轴的最大速度；
CString Str7;
m_Edit11.GetWindowText(Str7);
int x3;
x3=atoi(Str7);
open_list();
set_s_curve(x, 2); //设置升速模式为用户定制加减速模式
set_profile(x,x1,x2,x3);//设置初速、高速、最大加速度
fast_pmove(x,100000);//启动 x 轴按设置加减速规律运动
close_list();
//设置x 轴的加速度；
CString Str15;
m_Edit13.GetWindowText(Str15);
int x6;
x6=atoi(Str15);
set_maxspeed(x,x2);
set_conspeed(x,x1);
con_pmove(x,x6);
//设置x 轴行程；
CString Str11;
m_Edit3.GetWindowText(Str11);
int x5;
x5=atoi(Str11);
get_rate(x);
//读取x 轴的速度(x轴速度输出) ；
CString Str13;
m_Edit1.GetWindowText(Str13);
get_tan_lastpos;
int x4;
x4=atoi(Str13);
//读取x 轴位移；
CString Str4;
m_Edit8.GetWindowText(Str4);
int y1;
y1=atoi(Str4);
set_conspeed(y,y1);
//设置y 的初速度；
CString Str6;
m_Edit9.GetWindowText(Str6);
int y2;
y2=atoi(Str6);
set_maxspeed(y,y2);
//设置y 轴的最大速度；
CString Str8;
m_Edit12.GetWindowText(Str8);
int y3;
y3=atoi(Str8);
open_list();
set_s_curve(y, 2); //设置升速模式为用户定制加减速模式
set_profile(y,y1,y2,y3);//设置初速、高速、最大加速度
fast_pmove(y,100000);//启动 y 轴按设置加减速规律运动
close_list();
//设置y 轴的加速度；
CString Str16;
m_Edit14.GetWindowText(Str16);
int y6;
y6=atoi(Str16);
set_maxspeed(y,y2);
set_conspeed(y,y1);
con_pmove(y,y6);
//设置y 轴行程；
CString Str12;
m_Edit3.GetWindowText(Str12);
int y5;
y5=atoi(Str12);
get_rate(y);
//读取y 轴的速度(y轴速度输出) ；
CString Str14;
m_Edit2.GetWindowText(Str14);
get_tan_lastpos;
int y4;
y4=atoi(Str14);
//读取y 轴位移；
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton2() //设置x 轴常速运动；
{
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
CString Str3;
m_Edit7.GetWindowText(Str3);
int x1;
x1=atoi(Str3);
set_conspeed(x,x1);
//设置x 的初速度；
CString Str5;
m_Edit10.GetWindowText(Str5);
int x2;
x2=atoi(Str5);
set_maxspeed(x,x2);
//设置x 轴的最大速度
// TODO: Add your control notification handler code here
set_maxspeed(x,x2); //设置x 轴最大速度
set_conspeed(x,x1); //设置x 轴常速度
con_pmove(x,5000); //启动x 轴常速运动，行程 5000
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton3() //设置x 轴快速运动；
{
CString Str1;
m_Check1.GetWindowText(Str1);
int x;
x=atoi(Str1);
//设置选择x 轴；
CString Str3;
m_Edit7.GetWindowText(Str3);
int x1;
x1=atoi(Str3);
set_conspeed(x,x1);
//设置x 的初速度；
CString Str5;
m_Edit10.GetWindowText(Str5);
int x2;
x2=atoi(Str5);
set_maxspeed(x,x2);
//设置x 轴的最大速度
CString Str7;
m_Edit11.GetWindowText(Str7);
int x3;
x3=atoi(Str7);
set_maxspeed(x,x2); //设置最大速度
set_profile(x,x1,x2,x3);//设置初速、高速、最大加速度
fast_pmove(x,100000);//启动 x 轴按设置加减速规律运动
close_list();
//设置x 轴的加速度；
// TODO: Add your control notification handler code here
open_list(); //启动批处理模式
set_s_curve(x,1); //设置 S 形速度模式
set_profile(x,x1,x2,x3); //设置x 轴初速、高速和最大加速度
set_s_section(x,800,800); //设置升降速的 S 段，变化量不能大于高速的 1/2。 fast_pmove (x1,5000); //启动x 轴 S 形快速运动，行程为 5000
close_list(); //停止批处理模式, 编码器属性设置函数
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton4() //设置y 轴常速运动； {
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
//设置选择y 轴；
CString Str4;
m_Edit8.GetWindowText(Str4);
int y1;
y1=atoi(Str4);
set_conspeed(y,y1);
//设置y 的初速度；
CString Str6;
m_Edit9.GetWindowText(Str6);
int y2;
y2=atoi(Str6);
set_maxspeed(y,y2);
//设置y 轴的最大速度；
// TODO: Add your control notification handler code here set_maxspeed(y,y2); //设置y 轴最大速度
set_conspeed(y,y1); //设置y 轴常速度
con_pmove(y,5000); //启动y 轴常速运动，行程 5000
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton5() //设置y 轴快速运动； {
CString Str2;
m_Check2.GetWindowText(Str2);
int y;
y=atoi(Str2);
//设置选择y 轴；
CString Str4;
m_Edit8.GetWindowText(Str4);
int y1;
y1=atoi(Str4);
set_conspeed(y,y1);
//设置y 的初速度；
CString Str6;
m_Edit9.GetWindowText(Str6);
int y2;
y2=atoi(Str6);
set_maxspeed(y,y2);
//设置y 轴的最大速度；
CString Str8;
m_Edit12.GetWindowText(Str8);
int y3;
y3=atoi(Str8);
set_maxspeed(y,y2); //设置最大速度
set_profile(y,y1,y2,y3);//设置初速、高速、最大加速度 fast_pmove(y,100000);//启动 y 轴按设置加减速规律运动 close_list();
//设置y 轴的加速度；
// TODO: Add your control notification handler code here open_list(); //启动批处理模式
set_s_curve(y,1); //设置 S 形速度模式
set_profile(y,y1,y2,y3); //设置y 轴初速、高速和最大加速度 fast_pmove (y,5000); //启动y 轴 S 形快速运动，行程为 5000 close_list(); //停止批处理模式
}
void CWuhuanhuanDlg::OnButton6()
{
// TODO: Add your control notification handler code here int WINAPI decel_stop2(int x,int y );
//调用急停函数，使想x 、y 轴急停。
}