数控激光切割机.docx

长春理工大学本科毕业设计0摘要激光切割的适用对象主要是难切割材料如高强度、高韧性材料以及精密细小和形状复杂的零件因而数控激光切割在我国制造业中正发挥出巨大的优越性。本文设计了一台单片机控制的数控激光切割机床主要完成了：机床整体结构设计Z轴、XY轴的结构设计计算、滚珠丝杠、直线滚动导轨的选择及其强度分析；以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算；以89C51为主控芯片的数控系统硬件电路设计、系统初始化设计及系统软件方案设计和步进电机的控制流程设计。关键词:CNC激光切割机床结构设计ABSTRACTLasercuttingmachinetoolwasusuallyusedforthehard-cuttingmaterialsuchashigh-strengthmaterialhighprecisionductilematerialsandsmartandcomplicatedcomponents.SoCNClasercuttinghasbeenplayinganimportantroleinChina'smanufacturingindustry.ThispaperdescribesthedesignofaSCM-controlledCNClasercuttingmachinetools.MoreattentionwaspaidontheoverallmachinedesignZaxisXYaxisinthedesignball-screwandthechoiceoflinearmotionguideandintensityanalysis;thedrivesystemintowhichsteppermotorwasputandtheanalysisofthedrivesystemdesign;89C51chipwasmainlyusedforthedesignofhardwarecircuitthedesignofsysteminitializationandthedesignofsteppermotor’scontrollingprogram.Keywords:CNC;lasercuttingmachinetools;architecture;design目录摘要IABSTRACTII目录III第一章绪论11.1课题背景11.2课题研究的目的和意义11.3国内外现状21.4存在的主要问题31.5设计任务31.6总体设计方案4第二章机械部分设计52.1机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计52.1.1XY工作台设计52.1.2.Z轴随动系统52.2滚珠丝杠传动系统的设计计算62.2.1滚珠丝杠的选型62.2.2丝杠的校核72.3直线滚动导轨的选型82.4步进电机及其传动机构的确定92.4.1步进电机的特点优点92.5齿轮传动机构的确定102.5.1传动比确定102.5.2消隙方法112.6轴承的选择11第三章数控系统设计123.1确定机床控制系统方案123.2主要芯片配置133.2.1主要芯片选择133.2.2主要管脚功能133.2.3EPROM的选用143.2.4RAM的选用143.2.589C51存储器及I/O的扩展153.2.68155工作方式查询163.2.7状态查询173.2.88155定时功能173.3键盘设计183.3.1键盘定义及功能183.3.2键盘程序设计183.4显示器设计203.4.1显示器显示方式的选用203.4.2显示器接口203.5步进电机的驱动233.6光电隔离电路243.7越界报警电路25结论26致谢27参考文献28第一章绪论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。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