机械自动化系统设计指导书PDF电子书下载

1 概述 1

1.1 设计的一般步骤 1

1.2 设计任务书及参考数据 1

1.3 设计要点与注意事项 3

1.3.1 设计要点 3

1.3.2 设计中常见的误区 4

1.4 调试与编写设计说明书 5

2 总体方案设计 6

2.1 技术分析 6

2.2 系统方案设计 6

2.3 数控系统 7

2.3.1 微机控制方案 7

2.3.2 单片机控制方案 8

2.3.3 微机-单片机混合控制方案 8

2.4 机械结构 9

2.4.1 导轨结构 9

2.4.2 传动系统结构 10

2.5 机械部件的驱动方式 10

2.6 系统方案的确定 11

3 机械部件结构设计 15

3.1 机械设计要点 15

3.1.1 机构的功能 15

3.1.2 结构的强度和刚度 15

3.1.3 结构工艺性 15

3.1.4 其他方面 16

3.1.5 装配图的标注 16

3.2 支承部件设计 16

3.3 主传动运动部件设计 17

3.3.1 铣削要素、铣削力、铣削力矩和铣削功率 17

3.3.2 主电机选择 20

3.3.3 轴的设计 20

3.3.4 轴承的选择与刚度校核 22

3.4 进给运动部件设计 23

3.4.1 导轨的作用与要求 23

3.4.2 导轨的选择 24

3.4.3 丝杠螺母 28

3.4.4 进给驱动电机 34

3.5 伺服进给系统设计 35

3.5.1 伺服进给系统控制形式 35

3.5.2 开环伺服进给系统设计 35

3.6 润滑和密封 40

3.7 机械装配图的绘制 40

3.7.1 装配图的标注 40

3.7.2 总装图上的技术条件 42

3.7.3 零件图上的标注 42

3.7.4 零件图上的技术条件 43

4 电气部件设计 44

4.1 拟定电气硬件逻辑原理框图 44

4.1.1 单片机控制方案 44

4.1.2 微机控制方案 45

4.1.3 微机-单片机混合控制方案 46

4.2 电气逻辑原理设计 46

4.2.1 单片机控制方案 46

4.2.2 微机控制方案 50

4.2.3 微机-单片机控制方案 55

4.3 功率驱动部分设计计算 55

4.3.1 伺服电机（主电机）的驱动电路 55

4.3.2 步进电机的驱动电路 56

4.4 电源部分设计计算 60

5 系统控制软件设计 63

5.1 软件系统框图 63

5.2 初始化程序 63

5.3 主程序 64

5.4 子程序 65

5.4.1 外设驱动模块 65

5.4.2 运算模块 65

5.4.3 代码转换模块 65

5.4.4 数据功能模块 65

5.4.5 时钟程序 65

5.4.6 系统功能模块 66

5.4.7 功能键处理模块 66

5.4.8 数控指令解释程序 67

6 综合调试实验 68

6.1 实验目的 68

6.2 实验设备 68

6.3 实验内容和要点 68

6.4 实验步骤 69

6.4.1 功率放大板的焊接制作 69

6.4.2 硬件电路的连接与调试 70

6.4.3 机械部件的调试 71

6.4.4 软件调试 71

6.5 实验记录 72

6.5.1 电路电压测量记录 72

6.5.2 手动调试记录 73

6.5.3 系统的整体调试记录 73

6.6 实验思考题 74

7 编写设计说明书 75

7.1 设计说明书正文 75

7.2 设计说明书附件 77

7.3 设计说明书的装订 77

8 设计常用参考资料 79

8.1 电气类常用参考资料 79

8.1.1 按钮开关电路 79

8.1.2 光耦合电路 79

8.1.3 过零检测电路 80

8.1.4 扩展非易失性数据寄存器EEPROM接口原理 80

8.1.5 程序空间的EPROM2764接口 81

8.1.6 程序空间的EPROM27256接口 81

8.1.7 数据空间的RAM6264接口 82

8.1.8 地址译码器电路 83

8.1.9 扩展简单的输入输出接口 85

8.1.10 部分集成电路资料 87

8.1.11 三端稳压器电路 93

8.1.12 部分晶体管参数 93

8.1.13 部分光电耦合器件参数 94

8.1.14 部分步进电机参数 94

8.1.15 工业控制微机接口卡资料 97

8.2 软件常用参考资料 98

8.2.1 TB和TC的I/O接口驱动方法 98

8.2.2 汇编语言的I/O端口编程 99

8.2.3 WINIO库函数的应用方法 100

8.2.4 8051系列单片机方案部分参考程序 101

8.2.5 8051系列单片机内部RAM分配情况 103

8.2.6 微机方案软件参考资料 105

8.2.7 调试实验用参考程序 119

8.3 设计总体参考资料 130

思考题 131

附录A 《机械自动化系统设计说明书》目录（范例） 133

附录B 设计说明书中的机械部件结构设计部分（范例） 135

B1 铣床铣削力、铣削力矩和铣削功率 135

B1.1 铣床切削力的计算 135

B1.2 切削力矩的计算 136

B1.3 切削功率的计算 136

B2 伺服系统的设计计算 136

B2.1 系统的概念要求及已知系数 136

B2.2 步进电机步距角选择 136

B2.3 等效转动惯量计算 137

B2.4 等效负载转矩计算 138

B3 主轴的计算 140

B3.1 主轴的强度校核 140

B3.2 主轴的刚度校核 140

B4 导轨的设计与计算 141

参考文献 142