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摘要:本課題針對(duì)數(shù)控激光切割機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。主要完成了XY工作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和單片機(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于XY工作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)分析，選用了精度相對(duì)高的滾珠絲杠副傳動(dòng)系統(tǒng)方案，具體對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的滾珠絲杠、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、齒輪進(jìn)行了計(jì)算和選型；為驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性，對(duì)系統(tǒng)的剛度進(jìn)行了分析；根據(jù)系統(tǒng)的要求和載荷，對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行了分析和選型。對(duì)以89C51為主控芯片的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了硬件說明和控制程序設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 CNC；數(shù)控激光切割機(jī)；XY工作臺(tái)；單片機(jī)
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1激光技術(shù)概述-1 1.2激光切割技術(shù)的應(yīng)用-1 1.3設(shè)計(jì)任務(wù)-2 1.4總體設(shè)計(jì)方案分析-2 2 工作臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-5 2.1 XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì)-5 2.1.1 X-Y工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總述-5 2.1.2主要設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù)-5 2.1.3 XY工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析-6 2.1.4初步確定XY工作臺(tái)尺寸及估算重量-6 2.2 Z軸隨動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)-6 2.3 機(jī)座的設(shè)計(jì)-7 2.3.1 機(jī)座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-7 2.3.2機(jī)座材料的選擇-8 3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-9 3.1絲杠的選型-9 3.1.1 絲杠的介紹-9 3.1.2絲杠螺母副的選擇-10 3.1.3絲杠的校核-11 3.2 滾珠絲杠支承的選擇-13 3.2.1 支承方式的選擇-13 3.2.2 軸承的選擇-13 3.3導(dǎo)軌的選型及計(jì)算-13 3.3.1 導(dǎo)軌的組成種類及其應(yīng)滿足的要求-13 3.3.2導(dǎo)軌材料的選擇及熱處理-13 3.3.3導(dǎo)軌的選型及長(zhǎng)度估算-14 3.3.4導(dǎo)軌副的額定壽命計(jì)算-15 3.3.5滾動(dòng)導(dǎo)軌副的技術(shù)要求-17 3.4 步進(jìn)電機(jī)的選擇-17 3.4.1步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)-17 3.4.2 步進(jìn)電機(jī)的選型-17 3.4.3步進(jìn)電機(jī)慣性負(fù)載的確定-19 3.4.4 步進(jìn)電機(jī)接口及電路驅(qū)動(dòng)-20 3.5齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定-23 3.5.1傳動(dòng)比的確定-23 3.5.2齒輪結(jié)構(gòu)主要參數(shù)的確定-23 3.6傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的確定-23 4 消隙方法與預(yù)緊-25 4.1 消隙方法-25 4.2預(yù)緊-26 5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-28 5.1 確定機(jī)床控制系統(tǒng)方案-28 5.2 主要硬件配置-28 5.2.1主要芯片選擇-28 5.2.2 主要管腳功能-28 5.2.3 EPROM的選用-29 5.2.4 RAM的選用-30 5.2.5 89C51存儲(chǔ)器及I/O的擴(kuò)展-30 5.2.6 8155工作方式查詢-31 5.2.7狀態(tài)查詢-32 5.2.8 8155定時(shí)功能-32 5.2.9 芯片地址分配-33 5.3 總體程序控制-34 5.3.1流程圖-34 5.3.2主程序-34 5.4 鍵盤設(shè)計(jì)-35 5.4.1鍵盤定義及功能-35 5.4.2 鍵盤程序設(shè)計(jì)-36 5.5 顯示器設(shè)計(jì)-37 5.5.1顯示器顯示方式的選用-37 5.5.2顯示器接口-37 5.5.3 8155擴(kuò)展I/O端口的初始化-37 5.6 插補(bǔ)說明-38 5.7光電隔離電路-40 5.8越界報(bào)警電路-41 結(jié)論-42 致謝-43 參考文獻(xiàn)-44 附錄-45 |
