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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1、300×400数控激光切割机XY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

2、割机床，XY工作台，单片机300×400CNClasercuttingmachineXYtablepartsandSCMcontroldesignABSTRACT：Lasercuttingmachinetoolwasusuallyusedforthehard-cuttingmaterial,suchashigh-strengthmaterial,highprecisionductilematerials,andsmartandcomplicatedcomponents.So,CNClasercuttinghasbeenpl

3、ayinganimportantroleinChina'smanufacturingindustry.ThispaperdescribesthedesignofaSCM-controlledCNClasercuttingmachinetools.Moreattentionwaspaidontheoverallmachinedesign,Zaxis,XYaxisinthedesign,ball-screwandthechoiceoflinearmotionguideandintensityanalysis;thedrives

4、ystemintowhichsteppermotorwasputandtheanalysisofthedrivesystemdesign;89C51chipwasmainlyusedforthedesignofhardwarecircuit,thedesignofsysteminitializationandthedesignofsteppermotor’scontrollingprogram.KeywordsCNC,lasercuttingmachinetools,XYtable,Singlechipmicrocompu

5、ter目录第一章绪论……………………………………………………………………11.1激光技术概述…………………………………………………………………11.2激光切割机的应用……………………………………………………………11.3设计任务………………………………………………………………………11.4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…………………………42.1XY工作台的设计………………………………………………………………42.1.1主要设计参数及依据…………

6、……………………………………………42.1.2XY工作台部件进给系统受力分析………………………………………42.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量……………………………………42.2Z轴随动系统设计………………………………………………………………5第三章滚珠丝杠传动系统的设计计算…………………………………………73.1滚珠丝杠副导程的确定………………………………………………………73.2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

7、章步进电机及其传动机构的确定…………………………………………115.1步进电机的选用………………………………………………………………115.1.1脉冲当量和步距角………………………………………………………115.1.2步进电机上起动力矩的近似计算………………………………………115.1.3确定步进电机最高工作频率……………………………………………125.2齿轮传动机构的确定…………………………………………………………125.2.1传动比的确定……………………………………………………………125.2.2齿轮结构主要参数的确定

8、………………………………………………125.3步进电机惯性负载的计算……………………………………………………13第六章传动系统刚度的确定……………………………………………………156.1根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度……………………156.2根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度…………