摘要:本畢業設計主要內容是實驗型兩軸數控系統的設計。經過對各大院校機械類實驗型設備使用詳情的調查，發現隨著教學規模日益壯大，我國目前用于實驗型數控系統設備的功能、類型和數量并不能滿足教學需求。最終導致我國機電類學生實踐動手能力水平一般，不能將所學的理論知識在實際操作過程中印證，嚴重影響到教學培訓效果。

論文首先對數控系統總體方案設計，我們通過比較，分析各種設計方案的優缺點、是否合理，確定最佳的設計方案。然后結合實際教學要求，設計選擇了臥式結構，兩軸進給方向為水平方向。實驗型兩軸數控系統的主要機械部件有角接觸球軸承、圓柱形滑動導軌、步進電動機和滾珠絲杠副等零件。控制系統主要包含步進電機相匹配的步進驅動器和變頻器的選擇，外部結構和運行方式的設計、還有定位模塊和其他輔助電路（越程報警電路和掉電保護電路）的選擇。工作臺是在Z軸和X軸方向上移動，考慮到機床制造成本，同時使兩軸組成零件具有互換性以便維修，兩軸的可以使用相同的步進電動機、支撐架、滾珠絲杠副等零部件。所以只要通過計算校核，驗證X軸設計合理可靠即可。同時在設計過程中，通過計算機數字控制技術（CNC系統）控制輸出信號脈沖的數量和頻率控制步進電機實現控制電動機自動加工零件。

該設備的特點是體積小、價格低、功能完善、安全系數高、性能優越等，主要可應用于機械類專業的數控教學。

關鍵詞：數控系統；兩軸聯動；實驗型

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-1

1.1 課題的背景-1

1.2 選題的意義-1

2 實驗型兩軸數控系統的總體設計-2

2.1 總體設計的基要求本-2

2.2 數控系統總體方案的設計-2

2.3 實驗型兩軸數控系統的方案擬定-2

2.4 方案的比較與選擇-3

2.5 實驗型兩軸數控系統的方案擬定-3

3 機械部件的計算和選擇-5

3.1 切削力的計算-5

3.2 電動機的選擇-6

3.2 絲杠的選擇-7

3.2.1 滾珠絲杠的特點-8

3.2.1.1 動載荷的計算-9

3.2.1.2 校核-9

3.3 軸承的選擇計算-11

3.3.1軸承選擇-11

3.3.2 驗算所選軸承的條件-12

3.4 導軌的選擇-13

3.5 聯軸器的選擇-14

4.1 數控系統的組成-15

4.2 設計PLC控制系統的基本內容-15

4.3 控制系統的結構分類-15

4.4 步進電機驅動器的選擇-16

4.5 變頻器的選擇-18

4.5.1 外部結構-18

4.5.2 運行方式-19

4.6 定位模塊的選擇-19

4.7越程報警電路-19

4.8 掉電保護電路-19

結論-21

致謝-22

參考文獻-23