（毕业设计全套）YM1212多功能数控激光切割机设计（打包下载）

内部数据存储器空间为，外部芯片地址芯片地址假定未用地址用表示时，内部地址范围时，端口地址控制口口口口定时器低八位定时器高八位芯片地址假定未用地址用表示时，内部地址范围时，端口地址控制口口口口定时器低八位定时器高八位.键盘设计键盘定义及功能控制面板上布置个控制键，个功能数字键。

其中个键有双重功能，由键转换，按下键，上档键有效。

个控制键各功能如下急停键运行时按该键，程序立即停止运行。

暂停键运行时按下该键，执行完本程序段后，停止执行下程序段，等待处理，此为硬件暂停。

恢复运行键处于急停或暂停时，接下该键程序继续执行。

用实行软件暂停时，恢复运行也需要按该键。

复位键编程或运行前，清除内存中的随机数。

对中心键钼丝自动找准预定的中心位置原点。

个功能数字键包括数字键，负号，程序开始字，程序段结束字，序号字，准备功能字，辅助功能字，速度功能字，主轴速度功能字，坐标功能字。

编辑键三个删除插入程序段键，显示程序全段内容，使加工图形按比例缩放，预置为，程序段复制，可设定程序段为起割点，单步步进电机走拍就停止工作，回零钼丝重新置于起点，运行加工开始确认。

键盘程序设计本设计采用非编码式矩阵式键盘，为键盘接口，按五行六列布线。

为行线，为列线。

口为输出口，口为输入口，按键盘列线，每个键对应个键码，根据键码转至相应键处理子程序。

常用键识别方法有扫描法和线翻转法。

本设计采用扫描法。

其原理是条列线为低电平，若此列线上已闭合键，则各行线状态都为高电平，然后按行号列号求得闭合键键码。

定义各行首键号为，键码行号列号。

键号键功能对应表.表.键号键功能对应键号功能键号功能单步回零运行图.键盘扫描程序流程图图.求键值子程序键盘扫描子程序求键值子程序.显示器设计显示器显示方式的选用程序输入时，涉及数字键及等功能键。

采用控制简单，价格低廉的显示器。

因数控程序较长，显示数据较多，次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。

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。

图.键盘与显示系统电路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。

.总体程序控制流程图总程序，步进电机接口电路及驱动本设计选用五相步进电机，工作方式为细分工作方式，并选择输入工作方式。

步进电机由驱动器驱动。

而单片机控制驱动器启动和停止及正反转。

驱动步进电机的脉冲按顺序供给电机各相，脉冲发生由驱动器内部自动产生，并且具有各种系统保护。

驱动器的主要控制端有顺时方向控制端逆时方向控制端运行方式控制端，所需联接控制信号由口控制。

向步进电机各用个驱动器控制，电机以五相方式工作。

由于驱动器具有良好的工作性能，并且又具有较强的保护功能，所以系统工作比较稳定。

单片机控制工作时有个脉冲电流的要求，故在两者之间加了控制三极管。

以满足控制要求。

图.硬件连接图单片机实现步进电机控制主要在于脉冲分配，实现脉冲分配也就是通电换相控制的方法有两种软件法和硬件法。

这里通过单片机发出信号经过环形分配器驱动放大直接控制，需要采用软件实现脉冲分配。

横向进给采用五相十拍步进电机，五相十拍工作方式通电换相的正序为，共有个通电状态。

如果输出的控制信号中，代表使绕组通电，代表使绕组断电，三相六拍步进电机，设为即五相十拍步进电机工作，三相六拍步进电机不工作，控制则可用个控制字来对应这个通电状态。

这个控制字如表.所列。

.状态控制字通电状态.控制字软件脉冲分配子程序正转程序为，反转程序为，纵向进给采用三相六拍步进电机，三相六拍工作方式通电换相的正序为，共有个通电状态。

如果输出的控制信号中，代表使绕组通电，代表使绕组断电，五相十拍步进电机，设为即三相六拍步进电机工作，五相十拍步进电机不工作，控制则可用个控制字来对应这个通电状态。

这个控制字如表.所列。

表.状态控制字通电状态.控制字软件脉冲分配子程序正转程序为反转程序为，结论通过对数控激光切割机的整体设计，确定了台合理的立式机床结构。

根据题目要求，设计出了个结构合理的轴工作台，同时对工作台进行了受力分析设计计算，对滚珠丝杠传动系统传动效率强度等也进行了相应的计算，对直线滚动导轨如何选型进行了深度分析，确定步进电机及其传动机构并进行了惯性负载计算刚度讨论等，分别来验证了其合理性。

利用单片机本设计采用了为主控芯片，设计出了个比较合理的数控硬件电路与步进电机驱动相匹配的数控软件连接，由单片机控制步进电机来实现方向的运动。

在设计中对机床数控部分的进行了扩展，并对键盘和显示器进行了相应的设计，对程序进行了初始化。

基本完成了经济型数控激光切割机的设计，按此设计的切割机可以满足生产的实际需要。

参考文献张学仁.数控电火花线切割加工技术.哈尔滨哈尔滨工业出版社，李广弟.单片机基础.北京北京航空航天大学出版社出版，郑玉华.典型机械电产品构造.北京北京科学出版社，陈婵娟.数控机床设计.北京化学工业出版社，李秉操等.单片机原理及其在工业控制中的应用.陕西陕西电子编辑部，文秀兰等.超精密加工技术与设备.北京化学工业出版社，株式会社.综合手册.胡传昕.特种加工手册.北京北京出版社，林其俊.机床数控系统.北京中国科学技术出版社，王爱玲.现代数控机床结构与设计.北京兵器工业出版社，赵万生.电火花加工技术.哈尔滨哈尔滨工业出版社，徐灏.新编机械设计师手册.北京机械工业出版社版，余承业等.特种加工新技术.北京北京国防工业出版社，冯辛安.机械制造装备设计.北京机械工业出版社，刘书华.数控机床与编程.北京机械工业出版社，.卡尔帕基安，施密德.制造工程与技术机加工英文版及学习辅导上册.北京机械工业出版社，.，致谢经过个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为个本科生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有指导教师的督促指导以及同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

在这里首先要感谢我的各位老师。

他们平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。

他们除了渊博的学识外，严谨的治学态度平易近人的作风和认真负责的工作态度也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。

其次要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下