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说明书一份，共35页，约20000字

 

CAD版本图纸，共13张

 

摘  要

 

随着技术的发展革新，越来越多的新型技术因多种优势而被逐步应用在机械领域，激光切割就是其中一种。在激光应用领域中尤为重要的一项加工技术就是激光切割，在激光加工业领域中它的比率超过了70％，激光切割的原理是将高能聚光光束照射到待加工零件表面时释放的热量来使融化工件，并完成切割和雕刻的工业技术，其具有切缝窄、精度较高、加工速度快、无损伤工件、切割面光滑、切割时几乎无噪声、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割设备的主要加工对象，是精密微小、材料强度高、韧性好、结构复杂、等难加工器件。

该文设计了基于嵌入式控制的数控系统，精确控制基于X、Y轴水平工作台的激光切割机床。在编入程序的引导和驱动下，激光发生器内激发出一定功率的特定属性激光，并经由光路反射系统直接传送到激光切割头，最终汇集于工件表面，在热量的作用下将金属熔化；切割的同时,辅助气体从喷嘴与光束平行的方向喷出后将熔渣去除；合理设计两轴结构、进给系统及数控系统来达到优化设计机床的精确性，再由程控的伺服电机驱动下，喷头按照程序设定的加工轨迹运动，完成各种形状工件的切割。激光切割机的关键技术在于有效地将光、机、电一体化，并利用数控系统的功能特点有效地实现设备的自动化、柔性化、集成化的功能要求,在提高效率和精度的前提下，能够数控化加工工件轨迹。

关键字： 激光切割 ；X、Y工作台； CNC

 

目    录

引言 2

1  选题背景及设计方案 2

1.1 课题背景 2

1.2 现实意义 3

1.3 设计任务 3

1.4 总体设计方案分析 3

2  螺旋传动系统的设计与计算 4

2.3 螺母螺纹牙的强度计算 8

2.4 螺杆的稳定性计算 10

3 伺服进给系统设计 11

3.1 伺服进给系统传动系统概述 11

3.2伺服电机的选择 11

4  切割机床本体设计 14

4.1 支承件设计 14

4.2 支承件的结构设计 17

4.3 支承件材料选择 17

5  Z轴传动系统设计 18

5.1 Z轴随动系统及喷头设计 18

5.2 喷嘴探头设计 20

5.3 Z轴随动系统结构设计 21

6  计算机数控系统设计 23

6.1 概述 23

6.1.1 CNC装置的组成 23

6.1.2 计算机数控设备的运行原理 24

6.2 CNC硬件系统设计 25

6.2.1 主控系统设计 25

6.2.2 机床I/O接口电路设计 26

6.3 CNC系统的软件结构 28

7  结论 30

谢  辞 31

参考文献 32