无锡职业技术学院毕业设计 300×400数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计_机械论文

　　无锡职业技术学院毕业设计 300×400数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计共43页，13485字。
　　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。
　　本文设计了一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，Z轴、XY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89C51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 CNC，激光切割机床，XY工作台，单片机
　　目录
　　第一章绪论…………………………………………………………………… 1
　　 1.1激光技术概述………………………………………………………………… 1
　　 1.2激光切割机的应用…………………………………………………………… 1
　　 1.3设计任务……………………………………………………………………… 1
　　 1.4总体设计方案分析…………………………………………………………… 2
　　第二章机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计…………………………4
　　 2.1 XY工作台的设计………………………………………………………………4
　　 2.1.1主要设计参数及依据………………………………………………………4
　　 2.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析……………………………………… 4
　　 2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量…………………………………… 4
　　 2.2 Z轴随动系统设计………………………………………………………………5
　　第三章滚珠丝杠传动系统的设计计算………………………………………… 7
　　 3.1 滚珠丝杠副导程的确定……………………………………………………… 7
　　 3.2 滚珠丝杠副的传动效率……………………………………………………… 7
　　第四章直线滚动导轨的选型…………………………………………………… 9
　　第五章步进电机及其传动机构的确定………………………………………… 11
　　 5.1 步进电机的选用……………………………………………………………… 11
　　 5.1.1 脉冲当量和步距角……………………………………………………… 11
　　 5.1.2步进电机上起动力矩的近似计算……………………………………… 11
　　 5.1.3确定步进电机最高工作频率…………………………………………… 12
　　 5.2齿轮传动机构的确定………………………………………………………… 12
　　 5.2.1传动比的确定…………………………………………………………… 12
　　 5.2.2齿轮结构主要参数的确定……………………………………………… 12
　　 5.3步进电机惯性负载的计算…………………………………………………… 13
　　第六章传动系统刚度的确定…………………………………………………… 15
　　 6.1 根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度…………………… 15
　　 6.2根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度……………………………… 15
　　第七章消隙方法与预紧………………………………………………………… 17
　　 7.1消隙方法……………………………………………………………………… 17
　　 7.1.1偏心轴套调整法………………………………………………………… 17
　　 7.1.2锥度齿轮调整法………………………………………………………… 18
　　 7.1.3双片齿轮错齿调整法…………………………………………………… 18
　　 7.2预紧…………………………………………………………………………… 19
　　第八章控制系统设计…………………………………………………………… 20
　　 8.1 确定机床控制系统方案……………………………………………………… 20
　　 8.2 主要硬件配置………………………………………………………………… 20
　　 8.2.1主要芯片选择…………………………………………………………… 20
　　 8.2.2 主要管脚功能…………………………………………………………… 20
　　 8.2.3 EPROM的选用…………………………………………………………… 21
　　 8.2.4 RAM的选用……………………………………………………………… 22
　　 8.2.5 89C51存储器及I/O的扩展……………………………………………… 22
　　 8.2.6 8155工作方式查询……………………………………………………… 23
　　 8.2.7状态查询………………………………………………………………… 24
　　 8.2.8 8155定时功能…………………………………………………………… 25
　　 8.2.9 芯片地址分配…………………………………………………………… 26
　　 8.3总体程序控制………………………………………………………………… 27
　　 8.3.1流程图……………………………………………………………………… 27
　　 8.3.2总程序……………………………………………………………………… 27
　　 8.4 键盘设计……………………………………………………………………… 28
　　 8.4.1键盘定义及功能…………………………………………………………… 28
　　 8.4.2 键盘程序设计……………………………………………………………… 29
　　 8.5 显示器设计 …………………………………………………………………… 33
　　 8.5.1显示器显示方式的选用…………………………………………………… 33
　　 8.5.2显示器接口………………………………………………………………… 34
　　 8.5.3 8155扩展I/O端口的初始化……………………………………………… 34
　　 8.6 插补原理 ……………………………………………………………………… 35
　　 8.7光电隔离电路 ………………………………………………………………… 35
　　 8.8越界报警电路 ………………………………………………………………… 36
　　第九章步进电机接口电路及驱动……………………………………………… 39
　　第十章总结 …………………………………………………………………… 40
　　致谢………………………………………………………………………………… 41
　　参考文献………………………………………………………………………………42

无锡职业技术学院毕业设计 300×400数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计

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