【正文】 除了敬佩喬老師淵博的學(xué)識(shí)外，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。基本完成了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控激光切割機(jī)的設(shè)計(jì)，按此設(shè)計(jì)的切割機(jī)可以滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要。 狀態(tài)控制字通電狀態(tài)(C)(B)(5)控制字A110DFHAB1009FHB101BFHBC0013FHC0117FHCA0105FH軟件脈沖分配子程序正轉(zhuǎn)程序?yàn)椋篊W: INC R1 CJNE R1,0AH,ZZMOVE R1,00HZZ: MOV A,R1MOV DPTR,ABMOVC A,A+DPTRMOV P1,ARETAB: DB 0DFH,9FH,0BFH,3FH,7FH,5FH反轉(zhuǎn)程序?yàn)椋? CCW: DEC R0CJNE R0,0FFH,FZMOV R0,09HFZ: MOV A,R0MOV DPTR,ABCMOVC A,A+DPTRMOV P1,結(jié) 論通過對(duì)數(shù)控激光切割機(jī)的整體設(shè)計(jì)，確定了一臺(tái)合理的立式機(jī)床結(jié)構(gòu)。橫向進(jìn)給采用五相十拍步進(jìn)電機(jī)，五相十拍工作方式通電換相的正序?yàn)椋篈BABCBCBCDCDCDEDEDEAEAEAB，共有10個(gè)通電狀態(tài)。單片機(jī)控制RD0534M工作時(shí)有一個(gè)脈沖電流的要求，故在兩者之間加了控制三極管。驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的脈沖按順序供給電機(jī)各相，脈沖發(fā)生由驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部自動(dòng)產(chǎn)生，并且具有各種系統(tǒng)保護(hù)。兩燈均由8155PB4口控制。一旦越界，立即發(fā)出越界信號(hào)，啟動(dòng)中斷方式，停止工作臺(tái)的移動(dòng)。在這里，采用光電藕合是最常用的方法。無論是直線插補(bǔ)、順圓插補(bǔ)、逆圓插補(bǔ)都遵守這樣的四步原則。本設(shè)計(jì)選用逐點(diǎn)比較法。89C51P0口輸出BCD碼，通過驅(qū)動(dòng)器、鎖存器輸出字形到LED，構(gòu)成傳送電路。系統(tǒng)分辨率為1μm，最大控制長度為1m，需6位顯示器才能滿足要求，再加上一位符號(hào)位，須7位LED，為清晰顯示N、G、X、Y符號(hào)，符號(hào)位用一位米字顯示。采用控制簡單，價(jià)格低廉的LED顯示器。本設(shè)計(jì)采用掃描法。 鍵盤程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用非編碼式矩陣式鍵盤，18155為鍵盤接口，按五行六列布線。復(fù)位鍵——編程或運(yùn)行前，清除內(nèi)存中的隨機(jī)數(shù)。5個(gè)控制鍵各功能如下：急停鍵——運(yùn)行時(shí)按該鍵，程序立即停止運(yùn)行。既使計(jì)數(shù)器已經(jīng)計(jì)數(shù)，在寫入起動(dòng)命令后，仍可改變定時(shí)器的工作方式。對(duì)定時(shí)器編程時(shí)，首先將計(jì)數(shù)器及定時(shí)器方式送入定時(shí)器口，（定時(shí)器的低8位和高6位，定時(shí)器方式M）04H，05H。外部有兩個(gè)定時(shí)器引腳TINEIN 和TIMEOUT。 命令寄存器格式8155還有一個(gè)狀態(tài)寄存器，用于鎖存I/O口和定時(shí)器的當(dāng)前狀態(tài)，供CPU 查詢用。ALT3：A口為選通輸入/輸出，B口為基本輸入/輸出。ABF（BBF）：A口（B口）緩沖器滿狀態(tài)標(biāo)志輸出線，（緩沖器有數(shù)據(jù)時(shí)BF為高電平）。 8155引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8155工作方式查詢8155I/O工作方式選擇通過對(duì)8155內(nèi)部命令寄存器（命令口）設(shè)定命令控制字實(shí)現(xiàn)。 (2)8155許多信號(hào)與89C51兼容，可直接聯(lián)接，因8155內(nèi)部已有鎖存器，因此8155數(shù)據(jù)地址復(fù)合線AD0一AD7與89C51P0口直接相聯(lián)。存儲(chǔ)器2766264存儲(chǔ)量均為8K，需13位地址進(jìn)行存儲(chǔ)單元選擇，將A0—A7腳與地址鎖存器八位地址輸出對(duì)應(yīng)聯(lián)接，將A8－，—。8155可編程并行I/O接口具有功能強(qiáng)，價(jià)格便宜，且具有與MCS51單片機(jī)配置簡單、方便等優(yōu)點(diǎn)。②寫方式——為低電平，亦為低電平時(shí),允許數(shù)據(jù)輸入。 RAM的選用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM通常采用MOS型，MOS型RAM分靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。以便于更換各功能模塊程序和零件加工程序時(shí)，只需更換各自芯片即可，方便升級(jí)。數(shù)據(jù)總線DB——數(shù)據(jù)總線為8位，自P0口直接提供。⑤89C51中I/O口的介紹P0口——外接存儲(chǔ)器時(shí)，此口為擴(kuò)展電路低八位地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用口；Pl口——用戶使用的I/O口；P2口——外接存儲(chǔ)器時(shí),作擴(kuò)展電路高八位的地址總線；P3口——雙重功能口；P0—P3口均為八位雙向口。②——外部程序存儲(chǔ)器選通端,以區(qū)別讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。另外，居然要控制，就得有輸入和輸出設(shè)備才能對(duì)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。該形式夾緊一對(duì)圓錐滾子軸承的外圈而預(yù)緊，提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減小機(jī)器工作時(shí)軸承的振動(dòng)。第三種方案相比較而言在數(shù)控切割機(jī)上適用，而且不需要人為經(jīng)常調(diào)整，很適合數(shù)控機(jī)床的需要。 錐度齒輪調(diào)整法 ，兩片薄齒輪1和2套裝一起，每片齒輪各開有兩條周向通槽，在齒輪的端面上裝有短柱3，用來安裝彈簧4。數(shù)控機(jī)床上常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法針對(duì)不同類型的齒輪傳動(dòng)副有不同的方法。由于齒輪在制造中總是存在著一定的誤差，不可能達(dá)到理想齒面的要求，因此一對(duì)嚙合的齒輪，總應(yīng)有一定的齒側(cè)間隙才能正常地工作。④軸承和軸承座的變形。慣性負(fù)載可由以下公式進(jìn)行計(jì)算： 式（）式中：JD為整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的慣性負(fù)載。 由資料知，激光切割機(jī)的負(fù)載可以認(rèn)為是慣性負(fù)載。②模數(shù)選擇：本工作臺(tái)負(fù)載相當(dāng)輕,參考同類型的機(jī)床后,選擇m＝1齒輪傳動(dòng)側(cè)隙的消除。則步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩TJM=Tq/= NmM2為內(nèi)部預(yù)緊所產(chǎn)生的摩擦扭矩，有： 式（）式中: K—預(yù)緊時(shí)的摩擦系數(shù)，— Ph—導(dǎo)程，4cmFao——預(yù)緊力，有：Fao=Fao1+Fao2取Fao1=Ca= 1600=640NFao2為軸承的預(yù)緊力，軸承型號(hào)為6004輕系列，預(yù)緊力為Fao2＝130N。型號(hào)：選用GGB型四方向等載荷型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。與之相反，滾動(dòng)接觸由于摩擦耗能?。疂L動(dòng)面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使直線滾動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)長期處于高精度狀態(tài)。②降低機(jī)床造價(jià)并大幅度節(jié)約電力采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的機(jī)床由于摩擦阻力小，特別適用于反復(fù)進(jìn)行起動(dòng)、停止的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使所需的動(dòng)力源及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)小型化，減輕了重量，使機(jī)床所需電力降低90%，具有大幅度節(jié)能的效果。34′4176。58′6176。43′3176。24′5176。00′1176。09′2176。43′5176。09′10176。47′1176。52′2176。09′4176。48′0176。22′1176。17′2176。34′3176。則根據(jù)式（）得：η＝。對(duì)照樣本參數(shù),這里的Go非常小，選定導(dǎo)程為4的滾珠絲杠副。 Z軸隨動(dòng)機(jī)構(gòu)3 滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（一） 根據(jù)機(jī)床的受力情況及結(jié)構(gòu)尺寸，參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列，選用FFZD內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲桿，具體型號(hào)如下： X向： FFZD 25043/490500Y向： FFZD 25043/5001100（二） 因X向的滾珠絲桿比Y向的滾珠絲桿所受的負(fù)載大，現(xiàn)只計(jì)算X向絲桿的相關(guān)數(shù)據(jù)，Y向根據(jù)X向的結(jié)果相同選用即可滿足要求。一般來說，普通數(shù)控激光切割機(jī)Z軸拖動(dòng)重量在5kg以上時(shí)，應(yīng)采用重力平衡設(shè)施。電容式傳感器在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過程中不發(fā)生摩擦阻力，最適于金屬板材和高速切割加工，而激光和紅外位移傳感器對(duì)加工材料的反射率很敏感，僅適用于一些特殊場(chǎng)合的切割加工(如強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)干擾環(huán)境)。隨動(dòng)速度太快會(huì)造成切割頭上下震蕩，太慢又造成切割頭跟不上的現(xiàn)象。加上工件最大重量約為120Kg（1176N）(G)。另外由于采取了一系列的消隙、預(yù)緊措施,其產(chǎn)生的負(fù)載波動(dòng)應(yīng)控制在很小的范圍。其切削力為零。根據(jù)需要，擴(kuò)展I/O接口8155，因顯示數(shù)據(jù)主要為數(shù)字及部分功能字，為簡化電路采用LED顯示器。在使用過程中89C51雖有4K的FLASH（E2PROM），但考慮實(shí)際情況需配備EPROM和RAM，并要求時(shí)序配備。滾珠絲杠的生產(chǎn)廠家很多，本設(shè)計(jì)參照了漢江機(jī)床廠、南京工藝裝備制造廠的樣本資料，力求從技術(shù)性能、價(jià)格狀況、通用互換性等各方面因素考慮，最后選用南京工藝裝備廠的FFZD系列滾珠絲杠，即內(nèi)循環(huán)墊片預(yù)緊螺母式滾珠絲杠副。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧兩方向的安裝尺寸和裝配工藝。本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)單片機(jī)（89C51主控芯片）控制激光切割機(jī)床，主要設(shè)計(jì)對(duì)象是XY工作臺(tái)部件及89C51單片機(jī)控制原理圖。激光切割的適用對(duì)象主要是難切割材料，如高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細(xì)小和形狀復(fù)雜的零件。如今在中國，激光技術(shù)已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍工以及人們的現(xiàn)代生活中得到廣泛的應(yīng)用，并且正逐步實(shí)現(xiàn)激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，國家也將其列為“九五”攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目之一。 89C51 chip was mainly used for the design of hardware circuit, the design of system initialization and the design of stepper motor’s controlling program.Key words CNC, laser cutting machine tools, architecture, design目 錄摘 要………………………………………………………………………………………ⅠABSTRACT…………………………………………………………………………………… Ⅱ1 緒論 1 1 1 1 22 機(jī)械部分XY工作臺(tái)及Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 XY工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 4 4 XY工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析 4 4