高精度三轴平台控制系统设计(含CAD零件图装配图)

高精度三轴平台控制系统设计(含CAD零件图装配图)(任务书,开题报告,论文说明书18000字,CAD图5张)
摘  要
本文对高精度三轴控制平台的机械结构和电气系统进行设计。简要对三轴控制平台及机电一体化体技术的发展现状进行调查分析。三轴控制平移台的机械设计分别对丝杠、导轨、电机等进行选型校核，本文选用滚珠丝杠副、GGF分离型滚动直线导轨、75BF001步进电机作为平移台的主要部件，保证了平移台的定位精度。并采用组合安装方式，实现工作台XYZ三坐标的移动。对于软件的设计本文主要通过AT89C51单片机作为控制单元，控制键盘的扫描、显示电路的数字显示、步进电机的运动。键盘输入采用4×4矩阵键盘，显示电路采用PS7219芯片控制8位LED数码管进行数字显示，75BF001步进电机利用PMM8713芯片、光电隔离电路、斩波稳流功率放大器进行驱动。并设计编写了键盘扫描程序，LED数码管显示程序。
关键词：三轴控制平台；滚珠丝杠；GGF分离型滚动直线导轨；AT89C51单片机；PMM8713；步进电机；PS7219

ABSTRACT
In this paper, the mechanical structure and electrical system for three-dimensional precision motorized precision translation stage is designed. Analysis of the motorized precision translation stage and the electrical and mechanical technology integration of the status and development trend. The design of motorized precision translation stage consist of the picking of screw, guide, stepping motor, etc.  ball screw, GGF separate linear rolling guide, 75BF001 stepping motor build up the motorized precision translation stage. And the use of combined installation, implementation table XYZ coordinate movement. In this paper, in the design of the software through, the AT89C51 microcontroller is a control unit, controlling of the keyboard scanning, Figures show circuit. Stepper motor sports. Keyboard input with 4 × 4 matrix keyboard. PS7219-chip control 8-bit LED digital tube as display circuit. Stepping motor drive by PMM8713 chip, optical isolation circuit, constant current chopped wave power amplifier. Design procedures for the preparation of the keyboard, LED digital display program.

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Keywords：Motorized Precision Translation Stage; Ball Screw; GGF Separate Linear Rolling Guide; AT89C51 Microcontroller; PMM8713; Stepping Motor; PS7219

设计参数
(1)    三轴稳定平台承载能力为：100kg
(2)    单方向运动行程为：500mm
(3)    使用寿命：15000h
(4)    平移台单方向最大移动速度：30mm/s
 

目    录
第1章    绪论    5

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第1.1节    问题的提出    5
第1.2节    平移台介绍及国内外现状分析    5
1.2.1 滚珠丝杠副的发展历程    6
1.2.2 滚动直线导轨副的发展    7
第1.3节 课题完成的工作及论文结构    8
1.3.1 课题完成的工作    8
1.3.2 论文结构    8
第2章    三轴稳定平台机械部分设计    8
第2.1节 设计参数    8
第2.2节 总体方案设计    9
第2.2节 螺旋传动副的选择、计算与校核    9
2.2.1 螺旋传动副的选择    9
2.2.2 滚动螺旋传动的工作原理    10
2.2.3 滚珠丝杠副的特点    10
2.2.4 滚动螺旋副结构形式的确定    10
2.2.5 钢球循环方式的确定    11
2.2.6 消除间隙和调整预紧的结构形式的确定    12
2.2.7滚珠丝杠副的选用、计算    13

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第2.3节 导轨的选择、计算与校核    15
2.3.1 导轨的选择    15
2.3.2 滚动导轨的特点及类型    16
2.3.3滚动导轨副型号的选择及计算校核    17
第2.4节 轴承的选择与计算    19
第2.5节 步进电机的选择    20
2.5.1 脉冲当量的确定    20
2.5.2 步进电机惯性负载的计算    20
2.5.3 步进电机启动力矩的计算    21
2.5.4 步进电机最高工作频率的计算    22
2.5.5 步进电机型号    22
第2.6节 联轴器的选择    22
第3章　三轴稳定平台硬件电路设计    23
第3.1节　控制系统的基本组成    23
第3.2节 单片机及其扩展    23
3.2.1 单片机    23
3.2.2 数据存储器的扩展    27
3.2.3 I/O口的扩展    28
3.2.4 锁存器    30
第3.3节 键盘接口的设计    31 [资料来源：http://doc163.com]
3.3.1 键盘输入应解决的问题    31
3.3.2 键盘结构及接口电路    31
第3.4节 显示电路的设计    32
第3.5节 步进电机控制电路的设计    35
3.5.1 PMM8713原理框图、特点及功能    35
3.5.2 光电隔离电路    36
3.5.3 斩波稳流功率放大电路    36
第3.6节 行程开关电路    38
第4章 三轴稳定平台驱动软件的设计    38
第4.1节 键盘扫描程序设计    38
第4.2节 LED显示电路程序设计    40
第4.3节 传感器的选择与设计说明    42
第5章 结论及改进    45
第5.1节 结论    45
第5.2节 论文的改进方向    45
参考文献    46
致谢    48