【正文】 統(tǒng)，可以選擇經(jīng)濟型的單片機控制系統(tǒng)。預(yù)緊量由廠家提供。一種是單支承形式；另一種是兩端支承形式，本設(shè)計選用兩端支承形式中的“雙支點各單向固定”的支承方式。本設(shè)計方案選用第三種方法。第二種是很不錯的方案，但在切割機上并不實用。裝配時使彈簧 4具有足夠的拉力，使兩個薄齒輪的左右面分別與寬齒輪的左右面貼緊，以消除齒側(cè)間隙。調(diào)整時改變墊片３的厚度就能改變齒輪１和２的軸向相對位置，從而消除齒側(cè)間隙。如圖 ，齒輪１裝在電動機軸上，調(diào)整偏心軸套２可以改變齒輪１和３之間的中心距，從而消除齒側(cè)間隙。因此，齒輪傳動副常采用各種消除側(cè)隙的措施，以盡量減小齒輪側(cè)隙。齒側(cè)間隙會造成進給系統(tǒng)的反向動作落后于數(shù)控系統(tǒng)指令要求，形成跟隨誤差甚至是輪廓誤差。14 畢業(yè)設(shè)計 7 消隙方法與預(yù)緊 7 消隙方法與預(yù)緊數(shù)控機床的機械進給裝置中常采用齒輪傳動副來達到一定的降速比和轉(zhuǎn)矩的要求。在工程設(shè)計和近似計算時，一般將絲杠的拉壓變形剛度的三分之一作為滾珠絲杠副的傳動剛度.. K 0，根據(jù)支承形式可得：.. Ko =EF /3 L *10 3(Kgf / mm) 式（）式中：E=10 4(Kgf/ mm 2) F= 2L=Ls＝250 mm則根據(jù)式（）得：.. K0=傳動系統(tǒng)剛度較大，可以滿足要求。 根據(jù)工作臺不出現(xiàn)爬行的條件來確定傳動系統(tǒng)的剛度傳動系統(tǒng)中的當量剛度.. K或當扭轉(zhuǎn)剛度.. C主要由最后傳動件的剛度.. K 0或.. C 0決定的，在估算時，取.. K=K 0，C=C 0對滾珠絲杠傳動,其變形主要包括：①絲杠拉壓變形②扭轉(zhuǎn)變形③絲杠和螺母的螺紋接觸變形及螺母座的變形。.. J0為步進電機轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動慣量.. e J1為齒輪.. Z l的轉(zhuǎn)動慣量.. J2為齒輪.. Z 2的轉(zhuǎn)動慣量.. J3為齒輪.. Z 3的轉(zhuǎn)動慣量.. mn為系統(tǒng)工作臺質(zhì)量Vm為工作臺的最大移動速率.. ωD為折算成單軸系統(tǒng)電動機軸角速度各項計算如下：已知：.. J0＝0忽略不計， m n=齒輪慣性轉(zhuǎn)矩計算公式：.. J=r2m=r2G/g 式（）其中：ρ為回轉(zhuǎn)半徑G為轉(zhuǎn)件的重量滾珠絲杠的慣性矩計算公式：.. J=p RLD/32 式（）最后計算可得：.. J1=103Kg. m2 J2=103Kg. m2 J3=104Kg. m2 J4=105Kg. m2 Vm=12 m/s ωD=2πrad/s故慣性負載根據(jù)式（）得：11畢業(yè)設(shè)計 5 步進電機及其傳動機構(gòu)的確定 JD=J0+J1+(Zl/Z2)（J2＋J3）+ J4 (Vm/ωD)2mn = Kg. cm2此值為近似值故此值小于所選電機的轉(zhuǎn)動慣量。限于篇幅，在此僅對進給系統(tǒng)的負載進行計算。機械機構(gòu)的慣量對運動特性有直接的影響。 大齒輪.. Z2采用.. 45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。③中心距的計算：.. A=m（.. Z1+ Z2）式（）.. =1(30+120)/2=75mm齒頂高為.. 1mm，齒根高為.. 125mm，齒寬為.. 20mm。m，轉(zhuǎn)動慣量為.. 235g/cm2要實現(xiàn)脈沖當量.. lμm/STEP的設(shè)計要求，必須通過齒輪機構(gòu)進行分度，其傳動比為：.. i = f ′ Ph /(360 ′d p ) 式（）式中： Ph—為滾珠絲杠導(dǎo)程φ—為步距角.. δp—為脈沖當量根據(jù)前面選定的幾個參數(shù)，由式（）得：.. i =4/360 =4:1=Z2/Z1根據(jù)結(jié)構(gòu)要求,選用.. Z1為.. 30，Z2為.. 120 ①齒輪類型：選擇直齒加工方便。m參考有關(guān)數(shù)控激光切割機床的資料.. ,可以知道步進電機最高工作頻率不超過.. 1000Hz。m 因.. Tq/TJM=(因為電機為五相運行)。故根據(jù)式（）：.. M2= N) 式（）+=92tg（+）.. =初選為.. （二倍細分）。型號：選用.. GGB型四方向等載荷型滾動直線導(dǎo)軌副，如圖.. 。所以在結(jié)構(gòu)上選用：開式直線滾動導(dǎo)軌。與之相反，滾動接觸由于摩擦耗能?。疂L動面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使直線滾動導(dǎo)軌系統(tǒng)長期處于高精度狀態(tài)。④可長期維持機床的高精度對于滑動導(dǎo)軌面的流體潤滑，由于油膜的浮動，產(chǎn)生的運動精度的誤差是無法避免的。②降低機床造價并大幅度節(jié)約電力采用直線滾動導(dǎo)軌的機床由于摩擦阻力小，特別適用于反復(fù)進行起動、停止的往復(fù)運動，可使所需的動力源及動力傳遞機構(gòu)小型化，減輕了重量，使機床所需電力降低.. 90%，具有大幅度節(jié)能的效果。相對普通機床所用的滑動導(dǎo)軌而言，它有以下幾方面的優(yōu)點：①定位精度高直線滾動導(dǎo)軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動導(dǎo)軌的.. 1/50。則根據(jù)式（.. ）得：η＝.. 。所以：ρ＇.. =4176。 滾珠絲杠副的傳動效率滾珠絲杠副的傳動效率為: h= tg y/ tg (yr+39。故本處的.. Go=（），F(xiàn)a=。（三）具體計算如下。該方式重量輕、體積小、易安裝，還可根據(jù)要求調(diào)整氣缸的平衡力。而高性能數(shù)控激光切割機的.. Z軸拖動重量在.. 2kg以上就必須施加重力平衡設(shè)施，特別是在高速飛行光路設(shè)計中,這一點尤為重要。這些功能機構(gòu)的增加,不可避免地增加了切割頭的重量，成切割頭的動態(tài)性能不好,隨動機構(gòu)反應(yīng)不靈敏。所以在選擇傳感器時，應(yīng)注意檢測精度和對切割材料的適應(yīng)性，同時安裝時還需要注意采取抗干擾措施。電感式和電阻式屬于傳感器，激光、紅外及電容式屬于非接觸式傳感器。目前。由于激光焦點至板面的距離將影響割縫寬窄及質(zhì)量，因此，要求.. Z軸的檢測精度高于.. ：同時，隨動速度應(yīng)大于.. 5m/min。則下托座導(dǎo)軌副所承受的最大負載.. W為:W=W1+W2+W3+G＝665+250+250+1176＝2301N4畢業(yè)設(shè)計 2機械部分.. XY工作臺及.. Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計.. Z軸隨動系統(tǒng)設(shè)計激光切割機對.. Z軸隨動機構(gòu)要求非常高。另外估計其他零件的重量約為.. 250N (W3)。初定工作臺尺寸(長寬高度)為:120095070mm，材料為.. HT200，估重為.. 625N (W1)。一般來說,數(shù)控切割機床的滾動直線導(dǎo)軌的摩擦力可忽略不計,但滾珠絲杠副,以及齒輪之間的滑動摩擦不能忽略,這些摩擦力矩會影響電機的步距精度。XY工作臺部件由工作臺、中間滑臺、底座等零部件組成,各自之間均以滾動直線導(dǎo)軌副相聯(lián),以保證相對運動精度。3畢業(yè)設(shè)計 2機械部分.. XY工作臺及.. Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計.. 2 機械部分XY工作臺及Z軸的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 XY工作臺的設(shè)計本設(shè)計的.. XY工作臺的參數(shù)定為：①工作臺行程：橫向.. 320mm，縱向.. 450mm②工作臺最大尺寸（長寬高）：.. 1100900300mm③工作臺最大承載重量：.. 120Kg④脈沖當量：.. ⑤進給速度：.. 60平方毫米/min⑥表面粗糙度：.. ～⑦設(shè)計壽命：.. 15年 XY工作臺部件進給系統(tǒng)受力分析因激光切割機床為激光加工,其激光器與工件之間不直接接觸,因此可以認為在加工過程中沒有外力負載作用。鍵盤采用非編碼式矩陣電路。 89C51的讀寫時間約為 4T，則 TR＝660ns， TW=800ns，常用 RAM讀寫時間為 200ns左右，均滿足要求。選晶體頻率為 6MHz，89C51讀取時間約為 3t，則 t＝480ns ,常用 EPROM讀取時間約為 200~450ns。比較后選用 89C51為主芯片。本設(shè)計棄用 Z80，而選用單片機。步進電機參照 RORZE株式會社的產(chǎn)品樣本選取，以保證質(zhì)量和運行精度 ,同時驅(qū)動器也選用 RORZE的配套驅(qū)動器產(chǎn)品。其原理示意圖 。設(shè)計時應(yīng)兼顧兩方向的安裝尺寸和裝配工藝。單片機對 XY工作臺的縱、橫向進給脈沖當量 。本次設(shè)計任務(wù)是設(shè)計一臺單片機（ 89C51主控芯片）控制激光切割機床，主1 畢業(yè)設(shè)計 1 緒論 要設(shè)計對象是 XY工作臺部件及 89C51單片機控制原理圖。因此研究和設(shè)計數(shù)控激光切割有很強的現(xiàn)實意義。激光切割的適用對象主要是難切割材料，如高強度、高韌性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密細小和形狀復(fù)雜的零件。數(shù)控化和綜合化把激光器與計算機數(shù)控技術(shù)、先進的光學系統(tǒng)以及高精度和自動化的工件定位相結(jié)合，形成研制和生產(chǎn)加工中心，已成為激光加工發(fā)展的一個重要趨勢。如今在中國，激光技術(shù)已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學、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)重點項目之一。這是激光表面改性技術(shù)的首次工業(yè)應(yīng)用。1 緒論激光被譽為二十世紀最重大的科學發(fā)現(xiàn)之一，它剛一問世就引起了材料科學家的高度重視。鍵盤采用非編碼式矩陣電路。.. 89C51的讀寫時間約為.. 4T，則.. TR＝660ns，.. TW=800ns，常用.. RAM讀寫時間為.. 200ns左右，均滿足要求。選晶體頻率為.. 6MHz，89C51讀取時間約為.. 3t，則.. t＝480ns ,常用.. EPROM讀取時間約為.. 200~450ns。比較后選用.. 89C51為主芯片。本設(shè)計棄用 Z80，而選用單