„„„„„„„„„„„„光电隔离电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„越界报警电路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第九章步进电机接口电路及驱动„„„„„„„„„„„„„„„„„„第十章总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„无锡职业技术学院毕业设计说明书无锡职业技术学院毕业设计说明书第章绪论激光技术概述激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之，它刚问世就引起了材料科学家的高度重视。年月，美国通用汽车公司率先使用台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倍。这是激光表面改性技术的首次工业应用。多年以来，世界各国投入了大量资金和人力进行激光器激光加工设备和激光加工对材料学的研究，促使激光加工得到了飞速发展，并获得了巨大的经济效益和社会效益。如今在中国，激光技术已在工业农业医学军工以及人们的现代生活中得到广泛的应用，并且正逐步实现激光技术产业化，国家也将其列为九五攻关重点项目之。十五的主要工作是促进激光加工产业的发展，保持激光器年产值的平均增长率，实现年产值亿元以上在工业生产应用中普及和推广加工技术，重点完成电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无锡职业技术学院毕业设计说明书件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的个重要趋势。激光切割技术的应用激光切割是用聚焦镜技术机加工英文版及学习辅导上册北京机械工业出版社无锡职业技术学院毕业设计说明书数控激光切割机工作台部件及单片机控制设计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，轴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程序设计。关键词，激光切割机床，工作台，单片机„„齿轮结构主要参数的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机惯性负载的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第六章传动系统刚度的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度„„„„„„„„根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度„„„„„„„„„„„„第七章消隙方法与预紧„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„消隙方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„偏心轴套调整法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„锥度齿轮调整法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„双片齿轮错齿调整法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„预紧„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第八章控制系统设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„确定机床控制系统方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要硬件配置„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要芯片选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要管脚功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„的选用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„的选用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„存储器及的扩展„„„„„„„„„„„„„„„„„„工作方式查询„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„状态查询„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„定时功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„芯片地址分配„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总体程序控制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„键盘设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„键盘定义及功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„键盘程序设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„显示器设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„显示器显示方目录第章绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„激光技术概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„激光切割机的应用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„总体设计方案分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第二章机械部分工作台及轴的基本结构设计„„„„„„„„„„工作台的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要设计参数及依据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„工作台部件进给系统受力分析„„„„„„„„„„„„„„„初步确定工作台尺寸及估算重量„„„„„„„„„„„„„„轴随动系统设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第三章滚珠丝杠传动系统的设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杠副导程的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„滚珠丝杠副的传动效率„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第四章直线滚动导轨的选型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„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„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„步进电机上起动力矩的近似计算„„„„„„„„„„„„„„„确定步进电机最高工作频率„„„„„„„„„„„„„„„„„齿轮传动机构的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„传动比的确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„时的隔离。在这里，采用光电耦合是最常用的方法。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。光耦电路原理图。无锡职业技术学院毕业设计说明书图光耦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。无锡职业技术学院毕业设计说明书第九章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。硬件布置见附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，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。无锡职业技术学院毕业设计说明书致谢经过个月的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为个专科生，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。在这里首先要感谢曾老师，她平日里工作繁多，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，她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。其次要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢无锡职业技术学院三年来对我的栽培。无锡职业技术学院毕业设计说明书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，