这里，采用光电藕合是最常用的方法。光电耦合器具有三个特点信号传递采取电光电的形式，发光部分和受光部分不接触，能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰，抑制噪声干扰能力强具有耐用可靠性高和速度快等优点，响应时间般为数以内，高速型光电耦合器的响应时间有的甚至小于。在系统图示中，模拟地用表示，而数字地用表示，以示区别。光藕电路原理图。图光藕电路原理图越界报警电路为防止工作台行程越界，设置限位开关，本设计中有四个限位开关，对应于四种越界可能。，旦越界，立即发出越界信号，启动中断方式，停止工作台的移动。等待处理。并发出红灯报警。在正常工作时，则是绿灯亮。两灯均由口控制。毕业设计数控系统设计总体程序控制流程图开始关中断初始化清数据区读键开中断键处理工作方式判别编子程序调试子程序编程调试键盘扫描子程序求键值子程序总程序停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使机床所需电力降低，具有大幅度节能的效果。可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现机床的高速运动，提高导轨的。由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少，因此，可将机床定位精度设定到超微米级。降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动轨的选型直线滚动导轨的选型导轨主要分为滚动导轨和滑动导轨两种，直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。相对普通机床所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动毕业设计直线滚动导和当量摩擦角齿圈材料锡青铜无锡青铜灰铸铁齿面硬度其它其它相对速度因为式式中导程，丝杠公称直径，则根据式毕业设计滚珠丝杆传动设计的设计计算则根据式得η。表当量摩擦系数传动效率滚珠丝杠副的传动效率为式式中滚珠丝杠的螺纹升角当量摩擦角根据当量摩擦系数和当量摩擦角关系见表，前面已经定，材料选择灰铸铁。所以的滚动摩擦系数约为，取则根据式激光切割机滚珠丝杠是在低速条件下工作的。故本处的，。对照样本参数，这里的非常小，选定导程为的滚珠丝杠副。滚珠丝杠副的计算向丝杆的相关数据，向根据向的结果相同选用即可满足要求。三具体计算如下。强度计算轴向负荷计算公式式式中切削力，工件重量加工作台重量滚动导轨上力情况及结构尺寸，参照南京工艺装备厂的产品系列，选用内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杆，具体型号如下向向二因向的滚珠丝杆比向的滚珠丝杆所受的负载大，现只。该方式重量轻体积小易安装，还可根据要求调整气缸的平衡力。反光镜平衡气缸直线导轨切割头轴丝杆轴电机图轴随动机构毕业设计滚珠丝杆传动设计的设计计算滚珠丝杠传动系统的设计计算根据机床的受以上时，应采用重力平衡设施。而高性能数控激光切割机的轴拖动重量在以上就必须施加重力平衡设施，特别是在高速飞行光路设计中，这点尤为重要。目前轴上的重力平衡设施使用较多的是采用气缸托动方式图嘴距离自动清洁喷嘴同轴喷水机构切割头转动切割嘴摆动等。这些功能机构的增加，不可避免地增加了切割头的重量，成切割头的动态性能不好，随动机构反应不灵敏。般来说，普通数控激光切割机轴拖动重量在，仅适用于些特殊场合的切割加工如强磁场强干扰环境。所以在选择传感器时，应注意检测精度和对切割材料的适应性，同时安装时还需要注意采取抗干扰措施。割头具有多种先进的智能和附加功能，如自动调整激光喷红外等几种方式。电感式和电阻式属于传感器，激光红外及电容式属于非接触式传感器。电容式传感器在运动检测过程中不发生摩擦阻力，最适于金属板材和高速切割加工，而激光和红外位移传感器对加工材料的反射率很敏感响割缝宽窄及质量，因此，要求轴的检测精度高于同时，随动速度应大于。随动速度太快会造成切割头上下震荡，太慢又造成切割头跟不上的现象。目前。对加工板材的检测主要有电容电感电阻激光系统设计激光切割机对轴随动机构要求非常高。在切割中需随时检测和控制切割表面的不平度，通过伺服电机和滚珠丝杆调整切割头的高度，以保证激光聚焦后的焦点在切割板材的表面位置。由于激光焦点至板面的距离将影响系统设计激光切割机对轴随动机构要求非常高。在切割中需随时检测和控制切割表面的不平度，通过伺服电机和滚珠丝杆调整切割头的高度，以保证激光聚焦后的焦点在切割板材的表面位置。由于激光焦点至板面的距离将影响割缝宽窄及质量，因此，要求轴的检测精度高于同时，随动速度应大于。随动速度太快会造成切割头上下震荡，太慢又造成切割头跟不上的现象。目前。对加工板材的检测主要有电容电感电阻激光红外等几种方式。电感式和电阻式属于传感器，激光红外及电容式属于非接触式传感器。电容式传感器在运动检测过程中不发生摩擦阻力，最适于金属板材和高速切割加工，而激光和红外位移传感器对加工材料的反射率很敏感，仅适用于些特殊场合的切割加工如强磁场强干扰环境。所以在选择传感器时，应注意检测精度和对切割材料的适应性，同时安装时还需要注意采取抗干扰措施。割头具有多种先进的智能和附加功能，如自动调整激光喷嘴距离自动清洁喷嘴同轴喷水机构切割头转动切割嘴摆动等。这些功能机构的增加，不可避免地增加了切割头的重量，成切割头的动态性能不好，随动机构反应不灵敏。般来说，普通数控激光切割机轴拖动重量在以上时，应采用重力平衡设施。而高性能数控激光切割机的轴拖动重量在以上就必须施加重力平衡设施，特别是在高速飞行光路设计中，这点尤为重要。目前轴上的重力平衡设施使用较多的是采用气缸托动方式图。该方式重量轻体积小易安装，还可根据要求调整气缸的平衡力。反光镜平衡气缸直线导轨切割头轴丝杆轴电机图轴随动机构毕业设计滚珠丝杆传动设计的设计计算滚珠丝杠传动系统的设计计算根据机床的受力情况及结构尺寸，参照南京工艺装备厂的产品系列，选用内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杆，具体型号如下向向二因向的滚珠丝杆比向的滚珠丝杆所受的负载大，现只计算向丝杆的相关数据，向根据向的结果相同选用即可满足要求。三具体计算如下。强度计算轴向负荷计算公式式式中切削力，工件重量加工作台重量滚动导轨上的滚动摩擦系数约为，取则根据式激光切割机滚珠丝杠是在低速条件下工作的。故本处的，。对照样本参数，这里的非常小，选定导程为的滚珠丝杠副。滚珠丝杠副的传动效率滚珠丝杠副的传动效率为式式中滚珠丝杠的螺纹升角当量摩擦角根据当量摩擦系数和当量摩擦角关系见表，前面已经定，材料选择灰铸铁。所以因为式式中导程，丝杠公称直径，则根据式毕业设计滚珠丝杆传动设计的设计计算则根据式得η。表当量摩擦系数和当量摩擦角齿圈材料锡青铜无锡青铜灰铸铁齿面硬度其它其它相对速度毕业设计直线滚动导轨的选型直线滚动导轨的选型导轨主要分为滚动导轨和滑动导轨两种，直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。相对普通机床所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的。由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少，因此，可将机床定位精度设定到超微米级。降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使机床所需电力降低，具有大幅度节能的效果。可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率。④可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度的误差是无法避免的。在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接摩擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。与之相反，滚动接触由于摩擦耗能小滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。同时，由于使用润滑油也很少，大多数情况下只需脂润滑就足够了，这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。所以在结构上选用开式直线滚动导轨。参照南京工艺装备厂的产品系列。型号选用型四方向等载荷型滚动直线导轨副，如图。具体型号向选用，向选用，图直线滚动导轨毕业设计步进电机及其传动机构的确定步进电机及其传动机构的确定步进电机的选用脉冲当量和步距角已知脉冲当量为，而步距角越小，则加工精度越高。初选为二倍细分。步进电机上起动力矩的近似计算电机起动力矩式式中为滚珠丝杠所受总扭矩为外部负载产生的摩擦扭矩，有式为内部预紧所产生的摩擦扭矩，有式式中预紧时的摩擦系数，导程，预紧力，有初始化工作在方式，所以初始化为插补原理插补是对直线圆弧等低次方程曲线的种逼近方式。通过计算使沿坐标方向的折线所构成的图形与加工图形间的误差保持在允许的范围内。常用的方法有逐点比较法积分法。本设计选用逐点比较法。逐点比较法工作原理在控制过程中，逐步计算，判别折线运动与要求轨迹之间的偏差，决定下步的进给方向。用步进电机控制工作台沿方向进给步。个插补由四个节拍组成，即偏差判别，进给，偏差计算，终点计算。无论是直线插补顺圆插补逆圆插补都遵守这样的四步原则。毕业设计数控系统设计光电隔离电路在实际电路中，模拟信号与数字信号之间有个强电干扰的问题。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下，以光为煤介传送信号，对输入和输出电路可以进行隔离因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快寿命长体积小耐冲击等好处，使其在强弱电接口，特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。故在系统电路设计时，应该注意输入信号电路与单片机连接时的隔离。在这里，采用光电藕合是最常用的方法。光电耦合器具有三个特点信号传递采取电光电的形式，发光部分和受光部分不接触，能够避免输出端对输入端可能产生的反