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300X400数控激光切割机设计毕业论文.doc

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300X400数控激光切割机设计毕业论文.doc

毕业设计目录目录摘要ⅠABSTRACTⅡ1绪论111课题背景112现实意义113设计任务114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421XY工作台的设计4211主要设计参数及依据4212XY工作台部件进给系统受力分析4213初步确定XY工作台尺寸及估算重量422Z轴随动系统设计53滚珠丝杠传动系统的设计计算631强度计算632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951步进电机的选用9511脉冲当量和步距角9512步进电机上起动力矩的近似计算9513确定步进电机最高工作频率1052齿轮传动机构的确定10521传动比的确定10522齿轮结构主要参数的确定1053步进电机惯性负载的计算116传动系统刚度的讨论1361根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度1362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毕业设计目录71消隙方法15711偏心轴套调整法15712锥度齿轮调整法16713双片齿轮错齿调整法1672预紧178数控系统设计1881确定机床控制系统方案1882主要芯片配置18821主要芯片选择18822主要管脚功能18823EPROM的选用19824RAM的选用2082589C51存储器及I/O的扩展208268155工作方式查询21827状态查询228288155定时功能22829芯片地址分配2383键盘设计24831键盘定义及功能24832键盘程序设计2484显示器设计28841显示器显示方式的选用28842显示器接口298438155扩展I/O端口的初始化2985插补原理3086光电隔离电路3187越界报警电路3188总体程序控制31881流程图30882总程序309步进电机接口电路及驱动34结论38参考文献39致谢40毕业设计1绪论11绪论11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。12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。13设计任务本次设计任务是设计一台单片机(89C51主控芯片)控制激光切割机床,主毕业设计1绪论2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0001MM/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。设计时应兼顾两方向的安装尺寸和装配工艺。14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接口输出控制信号给驱动器,来驱动步进电机,经齿轮机构减速后,带动滚珠丝杠转动,实现进给。其原理示意图11。图11系统总体原理图微机控制线路图参考MCS-51系列单片机控制XY工作台线路图。步进电机参照RORZE株式会社的产品样本选取,以保证质量和运行精度,同时驱动器也选用RORZE的配套驱动器产品。滚珠丝杠的生产厂家很多,本设计参照了汉江机床厂、南京工艺装备制造厂的样本资料,力求从技术性能、价格状况、通用互换性等各方面因素考虑,最后选用南京工艺装备厂的FFZD系列滚珠丝杠,即内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副。本设计弃用Z80,而选用单片机。单片机体积小、抗干扰能力强,对环境要控制器驱动器驱动器步进电机步进电机X向工作台Y向工作台

注意事项

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