TOP18【毕业设计】数控激光切割机的整体设计.doc文档免费在线阅读

步进电机上起动力矩的近似计算电机起动力矩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为内部预紧所产生的摩擦扭矩，有式中预紧时的摩擦系数，导程，预紧力，有取为轴承的预紧力，轴承型号为轻系列，预紧力为。

故根据式齿轮传动比公式为，故步进电机输出轴上起动矩近似地可估算为η式中无锡职业技术学院毕业设计说明书η则根据式因因为电机为五相了。

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，运无锡职业技术学院毕业设计说明书第四章直线滚动导轨的选型导轨主要分为滚动导度其它其它相对速度无锡职业技术学院毕业设计说明书式中导程，丝杠公称直径，则根据式则根据式得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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求。

三具体计算如下。

滚珠丝杠副导程的确定轴向负荷计算公式式中切削力，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无锡职业技术学院毕业设计说明书第三章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。

无锡职业技术学院毕业设计说明书了切割头的重量，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。

无锡职业技术学院毕业设计说明书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无锡职业技术学院毕业设计说明书第三章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。

滚珠丝杠副导程的确定轴向负荷计算公式式中切削力，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。

所以因为无锡职业技术学院毕业设计说明书式中导程，丝杠公称直径，则根据式则根据式得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无锡职业技术学院毕业设计说明书第四章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，无锡职业技术学院毕业设计说明书图直线滚动导轨无锡职业技术学院毕业设计说明书第五章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式中为滚珠丝杠所受总扭矩为外部负载产生的摩擦扭矩，有为内部预紧所产生的摩擦扭矩，有式中预紧时的摩擦系数，导程，预紧力，有取为轴承的预紧力，轴承型号为轻系列，预紧力为。

故根据式齿轮传动比公式为，故步进电机输出轴上起动矩近似地可估算为η式中无锡职业技术学院毕业设计说明书η则根据式因因为电机为五相运行。

则步进电机最大静转矩确定步进电机最高工作频率参考有关数控激光切割机床的资料，可以知道步进电机最高工作把整条指令内容全显示出来很不经济。

采用段显示法，即依次显示等数据，条指令显示完，再显示下条指令。

以减少数量。

系统分辨率为，最大控制长度为，需位显示器才能满足要求，再加上位符号位，须位，为清晰显示符号，符号位用位米字显示。

无锡职业技术学院毕业设计说明书显示器显示方式有静态动态两种。

本设计采用动态扫描法，即逐个点亮各位显示器，因视觉残留效应，效果与全部显示器持续点亮样。

显示器接口为实现显示器动态扫描，对显示器提供字形代码输入及显示位控制，因此显示器接口需有字形和字位控制。

口输出码，通过驱动器锁存器输出字形到，构成传送电路。

显示电路见附图扩展端口的初始化由上图的硬件连接得到初始化程序有关地址寄存器端口地址为命令字寄存器定时器低字节定时器高字节相应初始化程序为，„„因为接行程开关，处于高优先级，所以初始化为初始化，无锡职业技术学院毕业设计说明书工作在方式，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。

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