【正文】 (2)可以編設(shè)監(jiān)控程序，以便能夠更好的對雕刻機的運動狀態(tài)進行監(jiān)控和管理。 進一步設(shè)想總的來說，整個雕刻機系統(tǒng)的構(gòu)建是比較成功的，滿足了系統(tǒng)的需求。分別對各個結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件進行設(shè)計并校核，并使用步進電機、同步齒形帶及軸承等搭建了雕刻機的結(jié)構(gòu)，驗證了方案的可行性。(2)激光雕刻機結(jié)構(gòu)設(shè)計。 全文工作總結(jié)本論文主要完成了以下工作：(1)雕刻機總體設(shè)計。第六章 總結(jié)本設(shè)計以激光雕刻機為研究對象，通過PLC實現(xiàn)了激光器的控制。 本章小結(jié)本章從激光雕刻機的任務(wù)要求出發(fā)，設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)步進電機的正反轉(zhuǎn)及安全互鎖等問題，PLC輸出端子接中間繼電器。圖53PLC控制步進電機系統(tǒng)示意圖本系統(tǒng)中的雕刻機采用步進電機驅(qū)動，因此輸出主要控制電動機。只要適當(dāng)?shù)剡x用高性能的PLC，就完全可以實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。 PLC輸入輸出設(shè)備確定2．輸出設(shè)備確定本設(shè)計的雕刻機主要采用直流步進電機驅(qū)動，因此輸出主要是控制電動機[26]。在本系統(tǒng)中，激光雕刻機控制系統(tǒng)采用自動運行方式。(4)手動運行方式。單步運行方式的特點是系統(tǒng)運行中的每一步都需要人工的干預(yù)才能進行下去。半自動方式多用于檢測手段不完善，需要人工判斷或某些設(shè)備不具備自控條件，需要人工干涉的場合。(2)半自動運行方式。自動運行方式是控制系統(tǒng)的主要運行方式[25]，這種運行方式的主要特點是在系統(tǒng)工作過程中，系統(tǒng)按給定的程序自動完成對被控對象的控制，不需要人工干預(yù)。圖52激光雕刻機PLC控制模式由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)有自動運行、半自動運行、單步運行和手動運行四種方式。只要適當(dāng)?shù)剡x用高性能的PLC，就完全可以實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。(3)分散控制系統(tǒng)在分散控制系統(tǒng)中，每一臺PLC控制一個對象，各控制器之間可以通過信號傳遞加以溝通聯(lián)系，或由上位機通過數(shù)據(jù)總線進行通信，如圖51中(c)所示。(2)集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)采用一臺PLC控制多臺被控設(shè)備的形式，如圖51中(b)所示。(a)單機控制系統(tǒng)；(b)集中控制系統(tǒng)；(c)分散控制系統(tǒng)圖51 PLC控制系統(tǒng)的類型(1)單機控制系統(tǒng)單機控制系統(tǒng)采用一臺PLC控制一臺控制設(shè)備的形式[24]，如圖51中(a)所示。1. PLC控制系統(tǒng)的任務(wù)功能對于任何裝置的控制系統(tǒng)，都要設(shè)置控制任務(wù)，該激光雕刻機的運動過程包括：激光器的沿X、Y方向的水平移動。同時用戶程序編制有指令表、梯形圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖三種形式，可供不同用戶選擇。它有特殊功能模塊和功能擴展板，如模擬量輸入/輸出模塊、RS232/RS422/RS485串行通信模塊，具有位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能。本系統(tǒng)采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N48MR系列PLC，該PLC是近年來該公司推出的高性能小型可編程控制器，它有靈活多變的系統(tǒng)配置，還有許多特殊功能模塊可以選用，功能強大，使用方便。據(jù)資料顯示，美國各公司的產(chǎn)品功能比較齊全，但在組成中、小系統(tǒng)時，價格比較高；歐洲的產(chǎn)品比較注重功能和價格的統(tǒng)一，特別是中型系統(tǒng)的性能價格比較好。日本三菱電機公司：F、FX、A、K等系列。德國西門子公司(SIMENS)：SIMATIC SS7等系列。國外PLC的主要廠家及其主要產(chǎn)品列舉如下：美國通用電氣公司(GE公司)：SERIES、GE等系列。同時本控制系統(tǒng)為小型控制系統(tǒng)，采用整體型PLC即可。在設(shè)計選型時，不僅要滿足當(dāng)前控制系統(tǒng)的要求，還要考慮到以后生產(chǎn)工藝的可能變化及可靠性的要求，I／O點數(shù)一般預(yù)留10％到15％的余量。然后，根據(jù)控制設(shè)備的多少選擇I／O的點數(shù)和通道數(shù)，根據(jù)I／O信號的類型選擇I／O模塊等。選擇的基本原則是在滿足控制要求的前提下力爭最高的性能價格比，并有一定的先進性和良好的售后服務(wù)。全部調(diào)試完成后，還要經(jīng)過一段時間的試運行，以檢驗系統(tǒng)的可靠性。聯(lián)機調(diào)試分兩步進行，首先連接電氣柜，在不帶負(fù)載(如電動機、電磁閥等)的情況下，檢查各輸出設(shè)備的工作情況。首先要逐條進行檢查和驗證，改正程序設(shè)計中的邏輯、語法、數(shù)據(jù)錯誤或輸入過程中的按鍵及傳輸錯誤，觀察在可能的情況下各個輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系是否符合設(shè)計的預(yù)期要求。5)調(diào)試調(diào)試包括模擬調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試。由此確定PLC的I/O設(shè)備的類型及數(shù)量，分類統(tǒng)計出輸入/輸出量的性質(zhì)及數(shù)量。還要確定系統(tǒng)應(yīng)有的其他輔助功能，例如，故障檢測、診斷與顯示報警、緊急情況的處理、管理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能等。第五章 激光雕刻機PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，一般按以下幾個步驟進行1)分析被控對象，明確控制要求首先要詳細(xì)了解被控設(shè)備的工作原理、工藝流程、機械結(jié)構(gòu)和操作方法，要了解工藝過程和機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系及對控制系統(tǒng)的要求，了解設(shè)備的運動要求、運動方式和步驟，并在此基礎(chǔ)上畫出被控對象的工作流程圖，歸納出電氣執(zhí)行元件、機構(gòu)的動作規(guī)律表等。10415 185 1387距離左端200mm切斷10200 1851308倒角1X45186。偏刀游標(biāo)卡尺45176。車削車間數(shù)控車床60倒角倒另一端，倒角為1X45186。車削車間數(shù)控車床40倒角倒左端，倒角為1X45186。車削車間數(shù)控車床20粗車裝夾，車外圓。10 20012012精刨距離右端10mm，工件下表面。10200 12010半精刨距離右端10mm，工件下表面。2310 1411228粗刨距離右端10mm，工件下表面。刨削車間牛頭刨床70精刨上下面 精刨距離右端10mm，翻一面，繼續(xù)刨削至10mm。銑削車間數(shù)控銑床20精銑上下端面 精銑至63mmX53mmX30mm銑削車間數(shù)控銑床30粗銑四周 銑削車間數(shù)控銑床40精銑四周 精銑尺寸至60mmX50mmX30mm銑削車間數(shù)控銑床50粗刨上下面 粗刨距離右端10mm，粗刨至23mm，翻一面，繼續(xù)刨削至16mm。鉆削車間搖臂鉆床60粗銑四周 粗銑至141mmX51mmX10mm銑削車間數(shù)控銑床70精銑四周 精銑至140mmX50mmX10mm銑削車間數(shù)控銑床標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）江西理工大 學(xué)機械加工工序卡片共 張第 1 張產(chǎn)品代號：零（部）件代號：JW04零（部）件名稱：2號墊板工序號：20 設(shè) 備材 料名 稱數(shù)控銑床名 稱高密度PVC型 號XK714硬 度夾具名稱、編號專用夾具刀 具量 具輔 具名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格10mm銑刀游標(biāo)卡尺12mm銑刀 內(nèi)徑百分尺16mm銑刀技術(shù)等級工時定額（min）班產(chǎn)量準(zhǔn)備及終結(jié)時間工作地點服務(wù)時間基本 時間輔助 時間單位 時間157工序卡工步名稱及內(nèi)容加工表面尺寸（mm）切削用量工步時間/s厚度或?qū)挾乳L度主軸轉(zhuǎn)速(r/s)切削速度（m/min）進給量（mm/r）背吃刀量(r/min)進給次數(shù)機動輔助1粗銑上表面 141 1162粗銑下表面1411 433精銑上表面151 1134精銑下表面10 185 1115粗銑四周51 141 1166精銑四周50 185111編制：設(shè)計：審核：批準(zhǔn)：描圖：校對：機械加工工序卡片共 張第 1 張產(chǎn)品代號：零（部）件代號：JW04零（部）件名稱：2號墊板工序號：30 設(shè) 備材 料名 稱鉆床名 稱高密度PVC型 號ZQ3032X10硬 度夾具名稱、編號刀 具量 具輔 具名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格名 稱規(guī) 格Ф10鉆頭游標(biāo)卡尺Ф25鉆頭 內(nèi)徑百分尺Ф10螺紋刀技術(shù)等級工時定額（min）班產(chǎn)量準(zhǔn)備及終結(jié)時間工作地點服務(wù)時間基本 時間輔助 時間單位 時間工序卡工步名稱及內(nèi)容加工表面尺寸（mm）切削用量工步時間/s直徑或?qū)挾乳L度主軸轉(zhuǎn)速(r/s)切削速度（m/min）進給量（mm/r）背吃刀量(r/min)進給次數(shù)機動輔助5鉆8個Ф10的孔Ф1010 1411226鉆Ф25的孔。鉆削車間搖臂鉆床40鉆孔 鉆Ф25的孔。銑削車間數(shù)控銑床20精銑上下端面 毛坯高度精銑至10mm。主要部件三維模型如圖34，35,36,37所示：裝配圖如圖38所示：51 圖35定位板 圖34法蘭 圖37雙孔梁 圖36支架圖38激光雕刻機裝配圖 本章小結(jié)本章對激光雕刻機的機械結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計．對步進電機進行了選擇計算，完成了雕刻機的機械部分設(shè)計。三維模型如圖33所示：圖33舵機 雕刻機總體結(jié)構(gòu)激光雕刻機的主要零部件包括：底座、舵機、支架和帶輪等。從機身的受力情況看，它在工作中直接靜荷。根據(jù)設(shè)計要求可選擇激光頭技術(shù)參數(shù) 品牌： 日亞 規(guī)格： TO18/波長： 650nm功率： 250mW電壓： DC電流： 小于300mA1．結(jié)構(gòu)設(shè)計1)設(shè)計要求：舵機是雕刻機的關(guān)鍵支撐部件。⑸ 切割材料的種類多與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割材料的種類多，包括金屬、非金屬、金屬基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數(shù)。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上、下料的輔助時間。操作時，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件的切割，既可進行二維切割，又可實現(xiàn)三維切割。③ 材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。① 激光切割切口細(xì)窄，切縫兩邊平行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達(dá)177。具體概括為如下幾個方面?？刂茢嗔咽抢眉す饪滩蹠r所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使材料沿小槽斷開。4）激光劃片與控制斷裂激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進行掃描[21]，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的1/2，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光汽化切割和熔化切割。它是用激光作為預(yù)熱熱源，用氧氣等活性氣體作為切割氣體。激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金屬的切割，如不銹鋼、鈦、鋁及其合金等。2）激光熔化切割激光熔化切割時，用激光加熱使金屬材料熔化，然后通過與光束同軸的噴嘴噴吹非氧化性氣體（Ar、He、N等），依靠氣體的強大壓力使液態(tài)金屬排出，形成切口。材料的汽化熱一般很大，所以激光汽化切割時需要很大的功率和功率密度。1）激光汽化切割利用高能量密度的激光束加熱工件，使溫度迅速上升，在非常短的時間內(nèi)達(dá)到材料的沸點，材料開始汽化，形成蒸氣。2)結(jié)構(gòu)設(shè)計：支架的設(shè)計思想和底座大致相同，其三維模型如圖32所示：圖 32支架設(shè)計要求：激光器的作用是利用經(jīng)聚焦的高功率密度激光束照射工件[20]，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達(dá)到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質(zhì)，從而實現(xiàn)將工件割開。它的作用是支承傳動軸和同步帶輪，并使同步帶來回轉(zhuǎn)動，從而帶動激光器的運動，主要運動包括激光器的沿X軸方向