摘要：数控技术在对现代制造技术的影响已经越来越大了，数控机床也在不断进步。二维数控工作台近年来在数控机床上运用越来越广泛。本设计的目的是设计一个基于三菱PLC的二维数控工作台，从如何实现二维运动，具体结构的设计，以及如何用三菱PLC进行控制等方面运用大学所学的知识再进行资料收集以完成设计；设计中的传动机构我们选择直线滚动导轨和滚珠丝杠副，其中直线滚动导轨选用的型号为JSA-LG15型，滚珠丝杠副选用的型号为1604-3型，由1604-3型滚珠丝杠螺母副将电机的旋转运动转换为直线运动。选用型号为90BYG2502步进电机进行驱动；丝杠与电机之间选取刚性凸缘联轴器YL1进行链接；根据I/O点数选择三菱FX3u系列plc，完成I/O地址分配表和接线图的制作并通过软件对其进行编程。

关键词：机械结构；数控； PLC；程序；限位

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 数控技术与数控机床-1

1.1.1数控技术的发展历史-1

1.1.2数控技术的重要性及展望-2

1.1.3数控机床的主要构成-3

1.1.4数控机床的分类-3

1.1.5数控机床的重要地位以及发展方向-4

1.2控制理论发展以及控制系统的简要阐述和分类-5

1.2.1控制理论的发展-5

1.2.2控制系统的简要阐述及分类-5

1.3 PLC 控制器-6

1.3.1 PLC 控制器的主要结构和工作原理-7

1.3.2 PLC 控制器主要厂家与型号-8

1.3.3 PLC 控制器的应用领域和特点-9

1.4 拟解决问题与技术路线-9

1.5二维数控工作台的研究现状-10

2机械设计-15

2.1总体方案和整体结构-15

2.2部件的重量估算-15

2.3导轨副的计算与选型-15

2.3.1滑块所受到的工作载荷的计算-16

2.3.2导轨额定寿命的计算-16

2.3.3装配注意项-17

2.4丝杠螺母副的计算与选型-17

2.4.1最大工作载荷的计算-17

2.4.2最大动载荷的计算-18

2.4.3 传动效率的计算-19

2.4.4刚度的校验-19

2.4.5压杆稳定性校验-20

2.4.6滚珠丝杠螺母副的安装方式-20

2.5联轴器的选用-21

2.5.1联轴器传递功率确定-21

2.5.2联轴器的选定-21

3电气部分驱动设计-22

3.1驱动模块的选用-22

3.2步进电动机的计算-22

3.2.1 计算加在步进电机转轴上的总转动惯量-23

3.2.2步进电机转轴上的等效负载转矩的计算-24

3.2.3 步进电机最大静转矩的选定-25

3.2.4 步进电机的性能校核-25

3.3 步进电机驱动电路-27

3.3.1 步进电机工作原理-27

3.3.2 驱动电路原理-28

3.3.3步进电机驱动器的选择结果-28

3.4控制系统总体方案-29

3.5PLC的选择-29

4程序设计-31

4.1i/o端口分配-31

4.1.1输入接口-31

4.1.2输出接口-31

4.2编程环境的介绍-31

4.3程序内容-32

4.3.1程序流程图-32

4.3.2程序的简要解释-32

结论-37

致谢-38

参考文献-39

附录-40