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正文內(nèi)容

300x400數(shù)控激光切割機(jī)的畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-07-04 07:21本頁面
  

【正文】 時(shí),二端接石英和微調(diào)電路;使用外部時(shí)鐘時(shí),接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。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。此外ALE以l/6晶振的固定頻率輸出正脈沖,可作為外部時(shí)鐘或定時(shí)脈沖。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。 主要管腳功能89C51是40腳雙列直插式芯片。另外,居然要控制,就得有輸入和輸出設(shè)備才能對相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。8 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 確定機(jī)床控制系統(tǒng)方案根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)方案的要求,可以看出:對機(jī)械部分的控制只有進(jìn)給系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)的控制和工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)控制。該形式夾緊一對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)。 雙片齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法滾珠絲杠副在工作臺(tái)上的支承方式有兩種。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。對比三種方案:第一種需要經(jīng)常的調(diào)整,對于本身就以提高效率為目標(biāo)的數(shù)控機(jī)床而言肯定不合適。 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。1齒輪 2偏心套 3齒輪 偏心軸套調(diào)整法 ,使齒厚在齒輪的軸向稍有變化。數(shù)控機(jī)床上常用的調(diào)整齒側(cè)間隙的方法針對不同類型的齒輪傳動(dòng)副有不同的方法。對閉環(huán)系統(tǒng)來說,齒側(cè)間隙也會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。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,因此一對嚙合的齒輪,總應(yīng)有一定的齒側(cè)間隙才能正常地工作。此時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度應(yīng)滿足: K△≥F0/△ 式()式中:K△—傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)量剛度F0—部件運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜摩擦力N —正壓力,N=W/g=230kgfF —靜摩擦系數(shù), △ —部件調(diào)整時(shí),所需的最小進(jìn)給量則:F0=230=A==即滿足微量進(jìn)給要求的傳動(dòng)系統(tǒng)剛度為:K△≥F0/△==結(jié)合上述傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的討論可知滿足微量進(jìn)給靈敏度所需要的剛度較小,可以達(dá)到精度要求。④軸承和軸承座的變形。6 傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的分析激光切割機(jī)XY工作臺(tái)其實(shí)為一進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng),其傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度可根據(jù)不出現(xiàn)摩擦自振或保證微量進(jìn)給靈敏度的條件來確定。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。不但對加速能力、加速時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩及動(dòng)態(tài)的快速反應(yīng)有關(guān),在開環(huán)系統(tǒng)中對運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性也有很大的影響,因此要計(jì)算慣性負(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。④齒輪材料及熱處理:小齒輪Z1采用40Cr,齒面高頻淬火。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。根據(jù)以上討論并參照樣本,確定選取M56853S型步進(jìn)電機(jī), N則步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩TJM=Tq/= Nm齒輪傳動(dòng)比公式為:i=φ Ph /(360δp),故步進(jìn)電機(jī)輸出軸上起動(dòng)矩近似地可估算為: 式()=360Mδp /φηPh 式中: δp =lμm/STEP=;M= M1+ M 2= φ=q=Ph=η=則根據(jù)式():Tq=360()= 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。(二倍細(xì)分)。型號(hào):選用GGB型四方向等載荷型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。所以在結(jié)構(gòu)上選用:開式直線滾動(dòng)導(dǎo)軌。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)。④可長期維持機(jī)床的高精度對于滑動(dòng)導(dǎo)軌面的流體潤滑,由于油膜的浮動(dòng),產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)精度的誤差是無法避免的。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。相對普通機(jī)床所用的滑動(dòng)導(dǎo)軌而言,它有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn):①定位精度高直線滾動(dòng)導(dǎo)軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動(dòng)導(dǎo)軌的1/50。34′4176。49′5176。58′6176。459176。43′3176。09′4176。24′5176。2′7176。00′1176。35′2176。09′2176。00′3176。43′5176。58′7176。09′10176。29′1176。47′1176。17′2176。52′2176。43′3176。09′4176。51′5176。48′0176。02′0176。22′1176。43′1176。17′2176。09′2176。34′3176。17′5176。則根據(jù)式()得:η=。 所以:ρ'=4176。對照樣本參數(shù),這里的Go非常小,選定導(dǎo)程為4的滾珠絲杠副。 強(qiáng)度計(jì)算軸向負(fù)荷計(jì)算公式: 式()式中F—— 切削力,F(xiàn)=0W——工件重量加工作臺(tái)重量 W=2301NU——滾動(dòng)導(dǎo)軌上的滾動(dòng)摩擦系數(shù)(),取U=則根據(jù)式(): = 2301=92N激光切割機(jī)滾珠絲杠是在低速條件下工作的。 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。目前Z軸上的重力平衡設(shè)施使用較多的是采用氣缸托動(dòng)方式()。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。 割頭具有多種先進(jìn)的智能和附加功能,如自動(dòng)調(diào)整激光噴嘴距離、自動(dòng)清潔噴嘴、同軸噴水機(jī)構(gòu)、切割頭轉(zhuǎn)動(dòng)、切割嘴擺動(dòng)等。電容式傳感器在運(yùn)動(dòng)檢測過程中不發(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加工材料的反射率很敏感,僅適用于一些特殊場合的切割加工(如強(qiáng)磁場、強(qiáng)干擾環(huán)境)。對加工板材的檢測主要有電容、電感、電阻、激光、紅外等幾種方式。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。在切割中需隨時(shí)檢測和控制切割表面的不平度,通過伺服電機(jī)和滾珠絲桿調(diào)整切割頭的高度,以保證激光聚焦后的焦點(diǎn)在切割板材的表面位置。加上工件最大重量約為120Kg(1176N)(G)。設(shè)中托座尺寸(長寬高度)為:1200520220mm,材料為HT200,估重為250N(W2)。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。設(shè)下底座的傳動(dòng)系統(tǒng)為橫向傳動(dòng)系統(tǒng),即X向,上導(dǎo)軌為縱向傳動(dòng)系統(tǒng),即Y向。其切削力為零。為防止強(qiáng)電干擾,采用光電隔離電路。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。89C51的讀取時(shí)間應(yīng)大于ROM要求的讀取時(shí)間。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。單片機(jī)體積小、抗干擾能力強(qiáng),對環(huán)境要求不高,可靠性高,靈活性好,性價(jià)比大大超過了Z80。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。X向工作臺(tái)控制器驅(qū)動(dòng)器步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器Y向工作臺(tái) 系統(tǒng)總體原理圖微機(jī)控制線路圖參考MCS-51系列單片機(jī)控制XY工作臺(tái)線路圖。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)兼顧兩方向的安裝尺寸和裝配工藝。單片機(jī)對XY工作臺(tái)的縱、。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)對象是XY工作臺(tái)部件及89C51單片機(jī)控制原理圖。因此研究和設(shè)計(jì)數(shù)控激光切割有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。激光切割的適用對象主要
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