当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了击打的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。 关键字：机电一体化的基础基本组成要素特点发展趋势 目录 第一章概述7 1.1二维精密定位机构的构成及设计对象7 1.1.1机器系统的构成7 1.2本次课程设计对象及内容7 1.3进行设计的目的8 第二章传动系统总体设计8 2.1机构工作台的组成、结构、特点8 2.1.1机构工作台的组成8 2.1.2机构工作台的结构8 2.2合理拟定并选择传动方案9 2.2.1按丝杠与螺母的相对运动分9 2.3确定二维工作平台的结构类型10 第三章伺服系统概论10 3.1伺服系统的技术要求11 3.2开环和闭环伺服系统11 3.2.1开环进给伺服系统和步进电机11 3.2.2伺服电机13 3.3伺服系统中的测量装置14 3.3.1脉冲编码器位置检测装置14 3.3.2光栅位置检测装置14 3.3.3旋转变压器14 3.3.4感应同步器位置检测装置15 3.3.5可编程序控制器的特点15 3.3.6可编程序控制器的工作过程15 3.3.7可编程序控制器的应15 第四章滚珠丝杠，滚动导轨副15 4.1滚珠丝杠副主要尺寸的确定15 4.2滚珠丝杠的精度等级16 4.3滚珠丝杠副的表面粗糙度17 4.4滚珠丝杠副的选用17 4.4.1按疲劳寿命选用17 4.5 X和Y方向丝杠的具体设计19 4.5.1 Y方向丝杠受力分析及丝杠轴向力计算19 4.5.2计算理论定位精度δ、丝杠步距角β和丝杠轴向移动速度V 20 4.6设计X方向的滚珠丝杠螺母机构21 4.6.1 X方向丝杠受力分析21 4.6.2丝杠设计计算及选择21 4.7滚动导轨运动系统23 4.7.1对导轨运动系统的基本要求23 4.7.2滚动摩擦导轨的参数设计26 4.7.3滚动导轨运动系统的特性分析36 第五章.步进电机的选择39 5.1计算电机所需要的最小转矩Tmi
n 39 5.2设计X方向的滚珠丝杠螺母机构及其步进电机44 5.2.1 X方向丝杠受力分析44 5.2.2丝杠设计计算及选择44 第六章.光栅尺测量与数显47 6.1国内外研究状况和进展47 6.2光栅尺测量的发展状况47 6.2.1光栅尺高速高精度测量的研究现状48 6.3光栅尺莫尔条纹位移测量原理50 6.3.1光栅尺扫描测量原理50 6.3.2莫尔条纹特征51 6.3.3莫尔条纹信号感应器件52 6.3.4莫尔条纹信号的输出53 6.4光栅数显表的基本原理53 6.4.1辨向原理53 6.4.2细分技术54 6.5光栅尺的测量原理和选择标准54 6.5.1数控机床的测量系统回顾55 6.5.2光栅尺的发展历程和基本测量原理55 6.5.3光栅尺的选择标准57 第七章总结59 参考文献60