数控激光切割机.docx

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 ABSTRACT Laser cutting machine tool was usually used for the hard-cutting material, such as high-strength material, high precision ductile materials, and smart and complicated components. So, CNC laser cutting has been playing an important role in Chinas manufacturing industry. This paper describes the design of a SCM-controlled CNC laser cutting machine tools. More attention was paid on the overall machine design, Z axis, XY axis in the design, ball-screw and the choice of linear motion guide and intensity analysis; the drive system into which stepper motor was put and the analysis of the drive system design; 89C51 chip was mainly used for the design of hardware circuit, the design of system initialization and the design of stepper motor’s controlling program. Key words: CNC;laser cutting machine tools;architecture;design 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘 要 I ABSTRACT II 目录 III 第一章 绪论 1 1.1课题背景 1 1.2课题研究的目的和意义 1 1.3国内外现状 2 1.4存在的主要问题 3 1.5设计任务 3 1.6总体设计方案 4 第二章 机械部分设计 5 2.1机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计 5 2.1.1XY工作台设计 5 2.1.2.Z轴随动系统 5 2.2滚珠丝杠传动系统的设计计算 6 2.2.1滚珠丝杠的选型 6 2.2.2丝杠的校核 7 2.3直线滚动导轨的选型 8 2.4步进电机及其传动机构的确定 9 2.4.1 步进电机的特点优点 9 2.5齿轮传动机构的确定 10 2.5.1传动比确定 10 2.5.2消隙方法 11 2.6轴承的选择 11 第三章 数控系统设计 12 3.1确定机床控制系统方案 12 3.2主要芯片配置 13 3.2.1主要芯片选择 13 3.2.2 主要管脚功能 13 3.2.3 EPROM的选用 14 3.2.4 RAM的选用 14 3.2.5 89C51存储器及I/O的扩展 15 3.2.6 8155工作方式查询 16 3.2.7状态查询 17 3.2.8 8155定时功能 17 3.3键盘设计 18 3.3.1键盘定义及功能 18 3.3.2 键盘程序设计 18 3.4显示器设计 20 3.4.1显示器显示方式的选用 20 3.4.2显示器接口 20 3.5步进电机的驱动 23 3.6光电隔离电路 24 3.7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