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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，结构，设计目 录摘 要 ⅠABSTRACT Ⅱ1 绪论 1课题背景 2现实意义 3设计任务 4总体设计方案分析 22 机械部分XY工作台及Z轴的基本结构设计 1 XY工作台的设计 1主要设计参数及依据 2 XY工作台部件进给系统受力分析 3初步确定XY工作台尺寸及估算重量 2 Z轴随动系统设计 53 滚珠丝杠传动系统的设计计算 1 强度计算 2 滚珠丝杠副的传动效率 64 直线滚动导轨的选型 85 步进电机及其传动机构的确定 1 步进电机的选用 1 脉冲当量和步距角 2步进电机上起动力矩的近似计算 3确定步进电机最高工作频率 2齿轮传动机构的确定 1传动比的确定 2齿轮结构主要参数的确定 3步进电机惯性负载的计算 116 传动系统刚度的讨论 1 根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度 2根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度 137 消隙方法与预紧 1消隙方法 1偏心轴套调整法 2锥度齿轮调整法 3双片齿轮错齿调整法 2预紧 178 数控系统设计 1 确定机床控制系统方案 2 主要芯片配置 1主要芯片选择 2 主要管脚功能 3 EPROM的选用 4 RAM的选用 5 89C51存储器及I/O的扩展 6 8155工作方式查询 7状态查询 8 8155定时功能 9 芯片地址分配 3 键盘设计 1键盘定义及功能 2 键盘程序设计 4 显示器设计 1显示器显示方式的选用 2显示器接口 3 8155扩展I/O端口的初始化 5 插补原理 6光电隔离电路 7越界报警电路 8总体程序控制 1流程图 2总程序 329 步进电机接口电路及驱动 34结 论 38参考文献 39致 谢 40 
数控技术发展趋势——智能化数控系统1 国内外数控系统发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。2 数控技术发展趋势1 性能发展方向(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。(3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。(4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。2 功能发展方向(1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟(2)科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等
毕业论文SPT120-12A?5?1推料装置毕业论文SSCK20A数控车床主轴和箱体加工编程毕业论文T611镗床主轴箱传动设计及尾柱设计课程设计蜗轮蜗杆传动减速器word+AutoCAD毕业论文设计加工客车上“车门垫板”零件的冲裁模毕业论文络筒机槽筒专用加工机床及夹具设计课程设计点钞盒底座注射模具设计毕业设计曲轴润滑油孔加工机床的设计研究毕业设计锁壳冲裁模具设计毕业论文WHX112减速机壳加工工艺及夹具设计毕业设计微电机转子冲片模具设计毕业设计CA6140车床后托架的加工工艺及夹具设计毕业论文机械手设计毕业论文CA6150车床主轴箱设计金属切削原理与刀具课程设计说明书圆孔拉刀设计机械制造工艺课程设计说明书法兰零件夹具设计毕业论文CA6140车床后托架加工工艺及夹具设计毕业设计物流液压升降台的设计机械设计课程设计一级圆柱齿轮减速器设计毕业论文落料，拉深，冲孔复合模毕业设计DTⅡ型固定式带式输送机毕业设计打印机压轮设计毕业设计快速模具集成系统精度保证体系研究毕业设计滤油器支架模具设计毕业设计梳棉机箱体设计毕业论文LMXC-Ⅰ型露天选采机液压系统设计毕业设计可伸缩带式输送机结构设计毕业设计AWC机架现场扩孔机设计毕业设计ZQ-100型钻杆动力钳背钳设计毕业设计带式输送机摩擦轮调偏装置设计毕业设计封闭母线自然冷却的温度场分析毕业论文轿车变速器设计毕业论文复合化肥混合比例装置及PLC控制系统设计毕业论文起重机总体设计及金属结构设计毕业论文四杆中频数控淬火机床的设计制造毕业论文托板冲压成型级进模设计毕业论文撑掩护式液压支架总体方案及底座设计毕业论文支撑掩护式液压支架总体方案及立柱设计毕业论文膜片弹簧的冲压工艺及模具设计机械设计课程设计带式输送机说明书和总装图课程设计X-Y数控工作台毕业设计ZFS1600/12/26型液压支架掩护梁设计毕业设计运送铝活塞铸造毛坯机械手设计毕业设计上料机液压系统设计毕业设计接线端子板冲孔、落料、压弯复合模设计毕业设计冲压废料自动输送装置毕业论文设计脚手架冲孔模具毕业论文利用Pro/e进行电话机机壳模具设计毕业设计手机塑料外壳注塑模（不够完整）课程设计设计一卧式单面多轴钻孔组合机床液压系统毕业论文WY型滚动轴承压装机设计毕业设计论文经济型数控车床纵向进给运动设计及润滑机构设计毕业设计论文J45-3型双动拉伸压力机的设计0毕业设计冲压工艺及模具设计毕业设计冲裁垫片模具的设计气动通用上下料机械手的设计——机械结构设计毕业设计水电站水轮机进水阀门液压系统的设计毕业设计63CY14-1B轴向柱塞泵改进设计课程设计设计低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程毕业设计组合机床改造毕业设计普通车床经济型数控改造钩尾框夹具设计（镗φ92孔的两道工序的专用夹具）设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备）课程设计带式输送机传动装置毕业论文桥式起重机副起升机构设计毕业论文桥式起重机小车运行机构设计课程设计四工位专用机床传动机构设计毕业论文无模压力成形机设计设计说明书普通车床主传动系统毕业论文塑料盒模具毕业设计XK100立式数控铣床主轴部件设计毕业设计圆球模具设计与制造毕业设计罩壳设计说明书设计带式传输机传动装置中的双级斜齿圆柱齿轮减速器毕业论文两齿辊破碎机设计毕业设计压铸模设计设计“推动架”零件的机械加工工艺及工艺设备普通式双柱汽车举升机设计63CY14-1B轴向柱塞泵改进设计（共32页，19000字）机电一体化课程设计线切割机床走丝机构及控制系统设计基于逆向工程的过程控制系统机电一体化设计毕业设计带式输送机的传动装置毕业设计手柄冲孔、落料级进模设计与制造毕业设计CA6140车床后托架设计EQY-112-90汽车变速箱后面孔系钻削组合机床设计毕业设计液压拉力器毕业设计全路面起重机q348414338
