摘要
本课题针对数控火焰切割机的设计。横梁的机构设计主要对其结构的确定,之后对传动装置进行了选择及计算检验,最后对主要传动的零部件进行选择校核。其中主要对滑动丝杠和滚动丝杠的强度及传动效率等进行了计算校核。并对横梁设计中存在的结构部件的联接问题进行了改进。火焰切割头是在传动装置的基础上运用丝杠的转速控制运动,用单片机控制电机的转速来达到效果。对控制电路设计也做了系统的详解,主要对所涉及的键盘、显示器、主要芯片做了选取应用。
关键词 火焰切割机;电气控制;横梁设计;单片机
Abstract
This essay analyzes that the design of the beam and the control of flame cutting head of the gantry flame cutting machine.The design of the beam of mechanism main determining its structure of the transmission device, then the selection and operation of the main transmission inspection, finally the choose of the parts inspection. The major of sliding screw and rolling ball screw's strength and transmission efficiency is calculated respectively.And problems existing in the connect of parts, in the design of structure of the beam ,are also improved. Flame cutting in the head is based on transmission device using screw speed control movement, with single-chip microcomputer control motor speed to achieve results. I also make a system explanation of the control of circuit design, involved mainly to make the selection and applications of the keyboard, display, main chip.
Keywords flame cutting machine electrical control the design of the beam microcontroller
目 录
摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求 1
1.1.1 课题的意义和目的 1
1.1.2 研究范围和技术要求 1
1.2 龙门式火焰切割机的简介和特点 1
1.2.1 简介 1
1.2.2 特点 2
1.3国内外的现状 2
1.4 发展前景 3
2 总体方案设计 5
2.1 总体方案的设计 5
2.1.1 功能与技术参数的分析 5
2.1.2 横梁机构设计简介 5
2.1.3双切割头横向移动电气控制设计简介 5
2.2 立柱的设计 5
2.2.1 机架的设计准则及要求 5
2.2.2 立柱结构 6
3 横梁机械机构设计 9
3.1 龙门式横梁结构设计 9
3.1.1 确定龙门式火焰切割机横梁结构 9
3.1.2 传动装置类型的选用 9
3.1.3 传动方案的选取 10
3.2 机床零部件的设计 10
3.2.1 丝杠副的选取 11
3.2.2导轨的选型及计算 15
3.2.3联轴器的选取 16
3.2.4 轴承的选取 18
3.2.5立柱底座横向进给的滚动丝杠的计算 19
3.2.6 步进电机的选取 21
4 电气控制设计 25
4.1拟定机床控制系统方案 25
4.2组成元件的介绍 25
4.2.1主要芯片的选取 25
4.2.2 键盘接口原理 25
4.3 控制电路设计 26
4.3.1 使用多片EPROM的扩展电路 26
4.3.2 89C51主要管脚功能 27
4.3.3 静态RAM芯片的选用 27
4.3.4 8155工作方式查询 28
4.3.5 89C51的存储器及I/O的扩展 29
4.3.6 8155状态查询 30
4.3.7 8155内部定时电路 30
4.3.8 89C51地址分配 31
4.3.9 8155扩展I/O端口的初始化程序设计 32
4.4 键盘电路设计 33
4.4.1键盘功能 33
4.4.2 键盘程序设计 33
4.5闪光报警电路 36
4.6 显示器设计 36
4.6.1显示器显示方式的选取 36
4.6.2显示器接口电路 36
4.7光电隔离电路选用 36
结论 38
致谢 39
参考文献 40
1 绪论
1.1 课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求
1.1.1 课题的意义和目的
火焰切割机是工程中金属板材切割的常用设备,可以根据要求在板材上切割出不同形状。采用数控技术的多点火焰切割机可以同时进行多种切割加工。龙门式火焰切割机是一种针对大型板材的火焰切割设备。本课题要求对龙门式火焰切割机的横梁机械机构进行设计,并设计切割头的横移控制系统。
1.1.2 研究范围和技术要求
本次设计任务是设计一台单片机(89C51主控芯片)控制火焰切割机床,主要设计对象是横梁及89C51单片机控制切割头的原理图。单片机对纵、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、滑动丝杠副、滚动直线导轨副、步进电机等。设计时应兼顾两方向的安装尺寸和装配工艺。
要求切割头横向移动距离2.5米,其横向最大移动速度0.3米∕秒,且双切割头可以同时做相同或相反移动。















