1、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。
2、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,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。
3、割机的有关技术资料，确定总体方案如下采用主控芯片对数据进行计算处理，由接口输出控制信号给驱动器，来驱动步进电机，经齿轮机构减速后，带动滚珠丝杠转动，实现进给。其原理示意图。控制器驱动器驱动器步进电机步进电机向工作台向工作台图系统总体原理图微机控制线路图参考系列单片机控制工作台线路图。步进电机参照株式会社的产品样本选取，以保证质量和运行精度,同时驱动器也选用的配套驱动器产品。滚珠丝杠的生产厂家很多，本设计参照了汉江机床厂南京工艺装备制造厂的样本资料，力求从技术性能价格状况通用互换性等各方面因素考虑，最后选用南京工艺装备厂的系列滚珠丝杠，即内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副。本设计弃用，而选用单片机。单片机体积小抗干扰能力强，对环境要求不高，可靠性高，灵活性好，性价比大大超过了。比较后选用为主芯片。在使用过程中虽有的，但考虑实际情况需配备和，并要求时序配备。选晶体频率为，读取时间约为，则,常用读取时间约为。的读取时间应大于要求的读取时间。的读写时间约为，则常用读写时间为左右，均满足要求。根据需要，扩展接口，因显示数据主要为数字及部分功能字，为简化电路采用显示器。键盘采用非编码式矩阵电路。为防止强电干扰，采用光电隔离电路。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本设计的工作台的参数定为,未找到引用源。工作台行程横向，纵向,未找到引用源。工作台最大尺寸长宽高,未找到引用源。工作台最大承载重量,未找到引用源。脉冲当量,未找到引用源。进给速度平方毫米,未找到引用源。表面粗糙度,未找到引用源。设计寿命年工作台部件进给系统受力分析因激光切割机床为激光加工,其激光器与工。
4、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。光电耦合电路高低压驱动电路接向步进电机光电耦合电路高低压驱动电路向步进电机高低压驱动电路光电耦合电路向步进电机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。
5、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。
6、光切割机的加工精度更高柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低产品成本，减轻工人负担，对制造业来说，可以说是场技术革命。激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度高韧性高硬度高脆性磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件。激光切割技术激光切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。设计任务本次设计任务是设计台单片机主控芯片控制激光切割机床，主要设计对象是工作台部件及单片机控制原理图。而对激光切割机其他部件如冷水机激光器等不作为设计内容要求，只作般了解。单片机对工作台的纵横向进给脉冲当量。工作台部件主要构件为滚珠丝杠副滚动直线导轨副步进电机工作台等。设计时应兼顾两方向的安装尺寸和装配工艺。总体设计方案分析参考数控激光切割机的有关技术资料，确定总体方案如下采用主控芯片对数据进行计算处理，由接口输出控制信号给驱动器，来驱动步进电机，经齿轮机构减速后，带动滚珠丝杠转动，实现进给。其原理示意图。控制器驱动器驱动器步进电机步进电机向工作台向工作台图系统总体原理图微机控制线路图参考系列单片机控制工作台线路图。步进电机参照株式会社的产品样本选取，以保证质量和运行精度,同时驱动器也选用的配套驱动器产品。滚珠丝杠的生产厂家很多，本设计参照了汉江机床厂南京工艺装备制造厂的样本资料，力求从技术性能价格状况通用互换性等各方面因素考虑，最后选用南京工艺装备厂的系列滚珠丝杠，即内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副。本设计弃用，而选用单片机。单片机体积小抗干扰能力强，对环境要求不高，可靠性高，灵活性好，性价比大大超过了。比较后选用为主芯。
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