数控激光切割机设计

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1、毕业论文题目名称：数控激光切割机设计学生姓名：李文辉专业：机电一体化指导教师：付志春职称：教师二○一一年四月3独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。论文作者签名：李文辉签字日期：2011年4月23日3毕业设计2机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计目录摘要………………………………………………………………………………………ⅠAB

2、STRACT……………………………………………………………………………………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

3、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1346毕业设计2机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计7消隙方法与预紧157.1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188.2.3

4、EPROM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/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3946毕业设计2机械部分XY工

5、作台及Z轴的基本结构设计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

6、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

7、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。46毕业设计2机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计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