【正文】 中低端產(chǎn)品方面基本占領國內(nèi)市場，并有部分產(chǎn)品出口。在高端激光切割系統(tǒng)領域，我國與國際先進水平存在較大差距，產(chǎn)品基本依賴進口，每年不得不花費數(shù)十億元從國外引進相關技術與設備。并且由于國外在該領域出口對我國有明確的限制，采用許可證制度，嚴格規(guī)定該項技術不能用于軍工、航空航天等領域，因此我國急需突破該項技術。 厚板切割和大尺寸工件切割的大型激光切割機隨著可用于激光切割激光器功率的增大，激光切割正從輕工業(yè)薄板的鈑金加工向著重工業(yè)厚板切割方向發(fā)展。在先進國家的汽車生產(chǎn)線上，激光切割機器人的應用愈來愈多。發(fā)展這種單元自動化系統(tǒng)，必須依賴于現(xiàn)金的自動控制、網(wǎng)絡控制技術及計算機生產(chǎn)輔助管理系統(tǒng)技術等。 緊湊型和組合一體化數(shù)控激光切割機隨著激光器提及的縮小和功率的增大，以及輔助裝置的不斷完善，出現(xiàn)了把激光器、電源、主機、控制系統(tǒng)和冷卻水循環(huán)裝置等緊密地組合在一起，形成占地面積小、功能完善的整套緊湊型激光切割機。、本課題的原始數(shù)據(jù)及設計要求：工作臺寬度（mm）： 900工作臺長度（mm）： 1100工作臺行程（mm）： 縱向：450 橫向：320工作臺及夾具工件重量（N）： 縱向：2500 橫向：3500 工作臺快移速度（m/min）： 縱向： 橫向： 進給速度（m/min）： 縱向： 橫向：最小分辨率 （mm）： 縱向： 橫向： 定位精度（mm）： 主電機功率（KW）： 起動加速時間（ms）： 30：1）CNC系統(tǒng)的主CPU采用8031單片機。3）所編的零件加工程序應符合ISO標準的有關規(guī)定。4）所繪制的機械裝配圖和硬件電路原理圖要求正確、合理、圖面整潔、符合標準。6）說明書應簡明扼要、計算準確、條理清楚、圖文并茂并全部用計算機打印后裝訂成冊、本課題的研究內(nèi)容及設計方案：1）兩個坐標的進給伺服系統(tǒng)機械傳動機構的設計和計算。3）軸類零件工作圖的設計。5）典型軟件的設計。由I/O接口輸出控制信號給驅動器，來驅動步進電機，經(jīng)齒輪機構減速后，帶動滾珠絲杠轉動，實現(xiàn)進給?！痵tep。XY工作臺部件有工作臺、中間滑臺、底座等零部件組成，各自之間均以滾珠直線導軌副相聯(lián)，已保證相對運動精度。橫向： 由上所知：其切屑力為0，則都為零。求得滾珠絲杠副的最大工作載荷：Fm=KFx+μ(Fz +G)=10 N已知進給速度V=1000㎜/min，初選絲杠導程Ph=4㎜，則絲杠轉速n=V/Ph=250r/min取滾動絲杠的使用壽命T=15000h，代入L0=60nT/106得絲杠壽命系數(shù)L0=6020015000/106=225（單位：106r）。 根據(jù)計算出的最大動載荷和初選的絲杠導程，查表331，選擇G系列16043型滾珠絲副為內(nèi)循環(huán)固定反向器單螺母式，其公稱直徑為16㎜，導程為4㎜，循環(huán)滾珠為3圈1列，精度等級取2級，額定動載荷為4612N，大于FQ，滿足要求。33180。代入η=tanλ/tan(λ+φ)，得傳動效率 η=%。絲杠的兩端各采用一對推力球接觸球軸承，面對面配合，左、右支承的中心距離約為L=900㎜；鋼的彈性模量E=105MPa；查表331，得滾珠直徑Dw=㎜，絲杠低徑=㎜。2 、 滾珠與螺紋滾道間接觸變形δ2 根據(jù)公式Z=（πd0/Dw）3,求得單圈滾珠數(shù)Z=18；該型號絲杠為單螺母，滾珠的圈數(shù)列數(shù)為31，代入公式：Z總=54。由式327求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量δ2== 因為絲杠有預緊力，且為軸向負載的1/3，所以變形量可減小一半，取δ2=㎜將以上算出得δ1 和 δ2代入δ總=δ1+δ2，求得絲杠變形量δ總=+=。 根據(jù)公式328計算失穩(wěn)時的臨界載荷Fk。代入公式Fk= =。 綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。33180。33180。33180。33180。題目中工作臺為水平布置，采用雙導軌、四滑塊的支承形式。任務書規(guī)定工作臺尺寸900㎜1100mm，加工范圍為450㎜320㎜，考慮工作臺行程應留有一定余量，查表335，按標準系列，選取導軌長度為1120㎜距離額定壽命L的計算上述選取KL系列的JSALG20型的導軌副的滾道硬度為60HRC，工作溫度不超過100。查表336～340分別取硬度系數(shù)fH=，溫度系數(shù)fT=，接觸系數(shù)fC=，精度系數(shù)fR=，載荷系數(shù)fW=，代人式中得距離壽命： L=（）350=4289km遠大于期望值50km，故距離額定壽命滿足要求已知縱向 量δ=㎜/脈沖，滾珠絲杠導程Ph=4㎜，初選步進電動機的步距角α=176。 因為進給系統(tǒng)的齒輪受力不大，所以可選用較小模數(shù)的齒輪。 已知：滾珠絲杠的公稱直徑為16㎜，總長700㎜，導程為4㎜，10179。小齒輪寬度為20㎜，直徑為36㎜；大齒輪寬度為20㎜，直徑為60㎜；傳動比為5/3。㎝178。㎝178。㎝178。㎝178。㎝178。㎝178。因為滾珠絲杠副傳動效率很高，根據(jù)式412可知，T0相對于另兩項很小，可以忽略不計。其中==500r/min。所以==m所以得快速空載起動時電動機轉軸所受的負載轉矩： = +=因為滾珠絲杠副傳動效率很高，根據(jù)式412可知，T0相對于另兩項很小，可以忽略不計。m，再由410得：==最后由414得=+=m。m=m，滿足要求。從90BYG2602電動機的運動矩頻特性曲線圖624可看出，在此頻率下，電動機的輸出轉矩≈m，滿足要求。從90BYG2602電動機的運動矩頻特性曲線圖624可看出，在此頻率下，電動機的輸出轉矩≈3 最大空載移動時電動機運行效率校核與最快空載移動速度2400㎜/min對應的電動機運行頻率為4000Hz，查表45可知90BYG2602電動機的空載運行評論可達到20000Hz，可見沒超出上限。則由式417可求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率： =≈1384Hz要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率必須小于1233Hz。 消隙與預緊，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，從而消除齒側間隙。由于齒輪在制造中總是存在著一定的誤差，不可能達到理想齒面的要求，因此一對嚙合的齒輪，總應有一定的齒側間隙才能正常地工作。對閉環(huán)系統(tǒng)來說，齒側間隙也會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。數(shù)控機床上常用的調(diào)整齒側間隙的方法針對不同類型的齒輪傳動副有不同的方法。一種是單支承形式；另一種是兩端支承形式，本設計選用兩端支承形式中的“雙支點各單向固定”的支承方式。預緊量由廠家提供?？刂葡到y(tǒng)有微機的、有PLC的、也有單片機的，這里采用的是開環(huán)控制系統(tǒng)，可以選擇經(jīng)濟型的單片機控制系統(tǒng)。：存儲器擴展光電隔離驅動器I/O口擴展單片機功 率 放 大X軸電機Y軸電機Z軸電機驅動器橫向絲杠Z向絲杠縱向絲杠顯示器鍵 盤 控制系統(tǒng)框圖根據(jù)要求CNC系統(tǒng)的主CPU采用8031單片機。 EPROM的選用為簡化電路，此處選用2764EPROM (8K*8位)。以便于更換各功能模塊程序和零件加工程序時，只需更換各自芯片即可，方便升級。將數(shù)據(jù)線上數(shù)據(jù)固化到指定地址單元。 RAM的選用數(shù)據(jù)存儲器RAM通常采用MOS型，MOS型RAM分靜態(tài)、動態(tài)兩種。對實時控制系統(tǒng)而言,可靠是第一位的,此處選用大容量靜態(tài)RAM6264(8K*8位)一片。②寫方式——為低電平，亦為低電平時,允許數(shù)據(jù)輸入。圖 本系統(tǒng)中采用兩片8155芯片對系統(tǒng)的I/O進行擴展。兩個可編程的8位并行口PA和PB，一個可編程的6位并行口PC，以及一個14位減法定時器/計數(shù)器。8155可