课程设计说明书
班 级：?????姓 名：?????学 号：??????指导教师：日 期：
- 1 -
. .. .. ?????? .
……………………
机械电子工程专业课程设计
任 务 书
一、 目的与要求
机电专业课程设计是在学完了《机电一体化系统设计》课程之后进行的一个设计性和实践性教学环节。通过本课程设计，使学生受到一次较为全面地综合运用所学课程知识进行机械系统及电气系统软、硬件设计的基本训练。通过训练能够达到以下目的：
1.能够正确运用数控技术、微机控制技术、机电一体化系统设计等课程的基本理论和有关知识，学会进行机电一体化系统设计时的方案分析、比较、拟订；掌握进行机电设备设计的设计步骤；掌握机电系统设计的设计方法。
2.通过对数控设备的机械部分设计，掌握数控设备工作原理、学会机械系统设计步骤、学会典型零件的设计计算方法或选型计算方法、提高结构分析能力和设计能力。
3.通过对数控设备控制系统硬件和软件的设计，掌握系统工作原理、熟悉数控系统硬件设计的基本方法、掌握元器件的选用原则、提高应用计算机进行电气原理图设计的能力、提高编制控制软件的能力。
4．通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力。 5.提高学生查阅手册、使用图表、应用标准以及编写技术文件资料的能力。
二、课程设计内容
课程设计的内容一般是一个简单的数控装置或是对现有旧机床进行数控化改造的机械和电气系统的设计及其控制软件的设计。 1.数控装置总体方案的确定：
（1）数控装置设计参数的确定或机床改造部分及现存设备总体情况的描述。 （2）总体方案的分析、比较、论证及最终确定。 2．机械系统设计： （1）机械脉冲当量确定。
（2）机械部分的总体尺寸及重量的估算。 （3）切削力计算。
（4）传动元件及导向元件的设计、计算和选用。 （5）步进电机选型计算。
（6）机械系统结构设计及部件装配图绘制。 3．微机数控系统设计：
（1）微机数控系统总体控制方案设计 （2）主芯片选型分析 （3）存储器扩展电路设计
- 2 -
（4）I/O接口电路及外接电路的设计 （5）伺服控制电路设计 （6）系统控制软件设计 4. 课程设计说明书编制：
（1）说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容。包括总体方案的确定，系统框图的分析，机械传动系统设计计算，微机控制系统的选型说明以及电路的设计计算等。 （2）说明书的字数不少于1万2千字。 5. 图纸：
（1）机械结构装配图，A1图纸一张。要求视图基本完整，符合标准。 （2）微机控制系统电气原理图，A3图纸一张。
三、 课程设计进度
1．机械系统设计 一周 2．电气系统设计 一周 3．软件设计及调试 3天 4．设计计算说明书整理 1天 5．答辩 1天
四、 课程设计成果要求
1. 普通车床数控化改造机械装配展开图1张(A1) 2. 微机控制系统电气原理图1张(Protel绘图，A3)
3. 进给伺服系统设计计算说明书1份 (滚动螺旋副、滚动导轨、步进电机选型计算) 4. 步进电机控制软件设计（调试成功）
五、 考核方式
1. 考查内容：
单轴机械装配图、微机控制系统电气原理图、设计计算说明书、控制程序、答辩表现 2. 评分标准
参考大学毕业设计评分办法，按照5分制给给出单项成绩，最后结合设计过程表现评定总分。
学生姓名： 指导教师：
日期：2010年1月20日
- 3 -
目录
一、课程设计的目的与要求………………………………………………………………..5
1课程设计目的……………………………………………………………………………….5 2课程设计题目……………………………………………………………………………….5 3课程设计内容…………………………………………………………………….................5 4设计参数…………………………………………………………………………………… 5 二、设计正文……………………………………………………………………………………5 1数控改造总体方案设计
1.1.系统运动方式的分析与确定…………………………………………………………..5 1.2.伺服系统类型的分析与确定…………………………………………………………..5 1.3.执行机构传动方式的确定……………………………………………………………..5 1.4.计算机系统的选择..........................................................................................................6 1.5.控制系统驱动方案总图……………………………………………………………….7 2机床进给系统机械结构设计与计算
2.1.系统脉冲当量选择……………………………………………………………………..7 2.2.切削力计算……………………………………………………………………………..7 2.3.滚动螺旋副选型计算与验算…………………………………………………………..8 2.4.步进电机选型计算与验算……………………………………………………………..12 2.5.机械系统结构设计……………………………………………………………………..15 3微机数控系统设计
3.1.控制系统硬件电路设计………………………………………………………………...15 3.2.微机数控系统控制软件设计…………………………………………………………...18
三、课程设计结论与总结…………………………………………………………………...21 四、参考文献…………………………………………………………………………………..21
- 4 -
课程设计报告
一、课程设计的目的与要求
1.课程设计目的
机电专业课程设计是在《机电一体化系统设计》课程结束之后进行的一项设计性教学环节，这是机械电子专业方向的学生的重要实践性教学环节之一。通过本课程设计，应使学生受到一次较为全面的综合运用所学课程知识和进行机电结合设计的基本训练。通过训练能够达到以下目的：
（1）能够正确运用数控技术、微机控制技术、机电一体化系统设计等课程的基本理论和有关知识，学会进行机电一体化系统设计时的方案分析、比较、拟订；掌握进行机电设备设计的设计步骤；掌握机电系统设计的设计方法。
（2）通过对数控设备的机械部分设计，掌握数控设备工作原理、学会机械系统设计步骤、学会典型零件的设计计算方法或选型计算方法、提高结构分析能力和设计能力。
（3）通过对数控设备控制系统硬件和软件的设计，掌握系统工作原理、熟悉数控系统硬件设计的基本方法、掌握元器件的选用原则、提高应用计算机进行电气原理图设计的能力、提高编制控制软件的能力。
（4）通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生分析问题和解决问题的能力。 （5）提高学生查阅手册、使用图表、应用标准以及编写技术文件资料的能力。 2. 课程设计题目
C6136普通车床的数控化改造 3．课程设计内容
（1）数控改造总体方案设计
（2）机床进给伺服系统机械结构设计与计算 （3）微机数控系统设计 （4）微机控制软件设计 4.设计参数
(1)床身最大回转直径360mm (2)最大工件长度 800mm (3)刀架纵溜板重 700N (4)刀架纵进快速 0.8m/min
(5)刀架切削最大进给速度 0.6m/min (6)丝杠的工作长度或螺母有效行程1.2m (7)主电机功率：4.5kW
(8)刀架纵向定位精度0.01mm
二、设计正文
1.系统总体方案设计
数控系统总体方案设计内容包括：系统运动方式的确定；伺服系统的选择；执行机构传动方式的确定；计算机系统的选择等内容。应根据设计任务和要求提出系统的总体方案，对方案进行分析、比较、论证，最后确定总体方案并绘制系统总体方案框图。 1.1系统运动方式的分析与确定
- 5 -