系统的总体方案设计…………………………………………2机械系统设计……………………………………………32.1脉冲当量和传动比的确定………………………………………32.2传动系统等效转矩惯量计算……………………………………32.3工作载荷分析及计算……………………………………………42.4滚珠丝杠螺母副的选型和校核…………………………………5导轨的选型和计算………………………………………………82.6驱动电机的选择…………………………………………………9第三章控制系统设计…………………………………………………123.1控制系统硬件的基本组成………………………………………123.2接口程序初始化及步进电机控制程序…………………………153.3直线圆弧插补程序设计…………………………………………16参考文献…………………………………………………………………23原始数据设计一个数控XY工作台及其控制系统。该工作台可安装在铣床上，用于铣削加工。设计参数如下：最大铣刀直径最大铣削宽度最大铣削深度加工材料工作台加工范围（mm）最大移动速度32mm15mm6mm碳钢X=450，Y=4003m/min第一章系统的总体方案设计图1-1系统总体方案由设计任务书可知，本次设计可以采取一下方案：1.1机械系统传动系统采用滚珠丝杠和联轴器传动导向系统采用滚珠直线导轨执行电机采用步进电动机1.2传感系统本次设计的系统精度不高，载荷不大，因此采用开环控制。控制系统采用步进电机来实现驱动，一般情况下多采用开环控制。因为步进电机的输出转角与控制器提供的脉冲数有着正比关系，电机转速与控制器提供的脉冲频率成正比。因此通常在精确度要求不是很高时，采用步进电机是合理的。当然，步进电机具有高频易失步，负载能力不强的缺点。图1-2开环控制流程图第二章机械系统设计2.1脉冲当量和传动比的确定根据机床或工作台进给系统所需要的定位精度来选定脉冲当量。考虑到机械传动系统的误差存在，脉冲当量值必须小于定位精度值。本次设计给定脉冲当量为。根据脉冲当量和系统总体方案，还有混合式步进电动机的优点，暂选57BYG4504型的步进电动机。其具体参数如下：型号步距角相数驱动电压(V)相电流(A)保持转矩()空载启动频率(步/秒)空载运行频率(千步/秒)转动惯量相电感(mH)重量(Kg)57BYG45040.9/1.8°2/4361200≥20步距角°，相数选择4相。滚珠丝杠初选导程的滚珠丝杠，型号为1604-2。根据传动比计算公式：传动比为1时，直接用联轴器将电机和丝杠直接连接，有利于简化结构，提高精度。传动系统等效转矩惯量计算传动系统的转动惯量是一种惯性负载，选用电机时必须加以考虑。由于传动系统的各传动部件并不都是与电机轴同轴线，还存在各转动部件转动惯量向电机轴的折算问题。最后，要计算整个传动系统折算到电机轴上的总转动惯量，即传动系统等效转动惯量。各部件的等效转动惯量如下：电机等效转动惯量联轴器等效转动惯量其中联轴器直径，长度滚珠丝杠等效转动惯量其中丝杠直径，初步估计丝杠长度。工作台等效转动惯量工作台估计体积，则其质量由于除工作台以外还有其他，例如导轨，电机等因数，故取传动系统总的转动惯量工作载荷分析及计算铣削力的分析与计算铣削运动的特征是主运动为铣刀绕自身轴线高速回转，进给运动为工作台带动工件在垂直于铣刀轴线方向缓慢进给（键槽铣刀可沿轴线进给）。铣刀的类型很多，但以圆柱铣刀和端铣刀为基本形式。圆柱铣刀和端铣刀的且学部分都可看做车道到头的演变，铣刀的每一刀齿相当于一把车刀。通常假定铣削时铣刀受到的铣削力是作用在刀尖的某点上。设刀齿上受到切削力的合理为F，将F沿铣刀轴线、径向和切向经行分解，则分别为轴向铣削力，径向铣削力和切向铣削力。其中切向铣削力是沿铣刀主运动方向的分离，它消耗铣床电机功率（即铣削功率）最多。根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》选铣刀。由表3－16，根据最大铣刀直径d＝20mm，最大铣削宽度，最大铣削深度选择莫氏锥柄立铣刀，立铣刀各参数如下：直径范围推荐直径齿数>标准系列标准系列粗齿中齿细齿19202238123346140由表5－11高速钢立铣刀铣平面的铣削进给量中选取，选定铣刀转速，切削力公式中铣削力系数，因此铣削力为：进给工作台工作载荷计算作用在工作台上的合力与铣刀刀齿上受到的铣削力的合力F大小相同，方向相反，合力就是设计和校核工作台进给系统时要考虑的工作载荷，它可以沿着铣床工作台运动方向分解为三个力：工作台纵向进给力方向载荷，工作台横向进给方向载荷和工作台垂直进给方向载荷。工作台工作载荷、和与铣刀的切向铣削力之间有一定的经验比值。因此，求出后