一种数控激光切割机设计论文

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1、攀枝花学院本科毕业设计目录目录摘要………………………………………………………………………………………ⅠABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ1绪论11.1课题背景11.2现实意义11.3设计任务11.4总体设计方案分析22机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计42.1XY工作台的设计42.1.1主要设计参数及依据42.1.2XY工作台部件进给系统受力分析42.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量42.2Z轴随动系统设计53滚珠丝杠传动系统的设计计算63.1强度计算63.2滚珠丝杠副的传动效率64直线

2、滚动导轨的选型85步进电机及其传动机构的确定95.1步进电机的选用95.1.1脉冲当量和步距角95.1.2步进电机上起动力矩的近似计算95.1.3确定步进电机最高工作频率105.2齿轮传动机构的确定105.2.1传动比的确定105.2.2齿轮结构主要参数的确定115.3步进电机惯性负载的计算116传动系统刚度的讨论136.1根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度136.2根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度137消隙方法与预紧15攀枝花学院本科毕业设计目录7.1消隙方法157.1.1偏心轴套调整法157.1.2锥度齿轮调整法167.1

3、.3双片齿轮错齿调整法167.2预紧178数控系统设计188.1确定机床控制系统方案188.2主要芯片配置188.2.1主要芯片选择188.2.2主要管脚功能188.2.3EPROM的选用198.2.4RAM的选用208.2.589C51存储器及I/O的扩展208.2.68155工作方式查询218.2.7状态查询228.2.88155定时功能228.2.9芯片地址分配238.3键盘设计248.3.1键盘定义及功能248.3.2键盘程序设计248.4显示器设计288.4.1显示器显示方式的选用288.4.2显示器接口298.4.38155扩展I/

4、O端口的初始化298.5插补原理308.6光电隔离电路318.7越界报警电路318.8总体程序控制328.8.1流程图328.8.2总程序329步进电机接口电路及驱动34结论38参考文献39致谢40攀枝花学院本科毕业设计1绪论1绪论1.1课题背景激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一，它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视。1971年11月，美国通用汽车公司率先使用一台250WCO2激光器进行利用激光辐射提高材料耐磨性能的试验研究，并于1974年成功地完成了汽车转向器壳内表面（可锻铸铁材质）激光淬火工艺研究，淬硬部位的耐磨性能比未处理之前提高了

5、10倍。这是激光表面改性技术的首次工业应用。多年以来，世界各国投入了大量资金和人力进行激光器、激光加工设备和激光加工对材料学的研究，促使激光加工得到了飞速发展，并获得了巨大的经济效益和社会效益。如今在中国，激光技术已在工业、农业、医学、军工以及人们的现代生活中得到广泛的应用，并且正逐步实现激光技术产业化，国家也将其列为“九五”攻关重点项目之一。“十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展，保持激光器年产值20％的平均增长率，实现年产值200亿元以上；在工业生产应用中普及和推广加工技术，重点完成电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等传统工业应用激光技

6、术进行改造的示范工程；为信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六大高科技领域提供崭新的激光设备和仪器。数控化和综合化把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。1.2现实意义激光切割机是光、机、电一体化高度集成设备，科技含量高，与传统机加工相比，激光切割机的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低产品成本，减轻工人负担，对制造业来说，可以说是一场技术革命。激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小

7、和形状复杂的零件。激光切割技术、激光切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。1.3设计任务本次设计任务是设计一台单片机（89C3攀枝花学院本科毕业设计1绪论51主控芯片）控制激光切割机床，主要设计对象是XY工作台部件及89C51单片机控制原理图。而对激光切割机其他部件如冷水机、激光器等不作为设计内容要求，只作一般了解。单片机对XY工作台的纵、横向进给脉冲当量0.001mm/pluse。工作台部件主要构件为滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、步进电机、工作台等。设计时应兼顾两方

8、向的安装尺寸和装配工艺。1.4总体设计方案分析参考数控激光切割机的有关技术资料，确定总体方案如下：采用89C51主控芯片对数据进行计算处理，由I/O接