数控激光切割机设计论文
数控激光切割机设计论文
一般来说,数控切割机床的滚动直线导轨的摩擦力可忽略不计,但滚珠丝杠副,以及齿轮之间的滑动摩擦不能忽略,这些摩擦力矩会影响电机的步距精度。另外由于采取了一系列的消隙、预紧措施,其产生的负载波动应控制在很小的范围。
2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量
故本处的Go=（0.2-0.3）， =18.4-27.6N。对照样本参数,这里的Go非常小，选定导程为4的滚珠丝杠副。
3.2 滚珠丝杠副的传动效率
滚珠丝杠副的传动效率为:
式中ψ—滚珠丝杠的螺纹升角
ρ＇—当量摩擦角
根据当量摩擦系数和当量摩擦角关系（见表3.1），前面已经定v=1m/s，材料选择灰铸铁HRC≥45。
KeywordsCNC,laser cutting machine tools, architecture, design
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论
1.1课题背景
toco13hzu1绪论111课题背景112现实意义113设计任务114总体设计方案分析22机械部分xy工作台及z轴的基本结构设计421xy工作台的设计4211主要设计参数及依据4212xy工作台部件进给系统受力分析4213初步确定xy工作台尺寸及估算重量422z轴随动系统设计53滚珠丝杠传动系统的设计计算631强度计算632滚珠丝杠副的传动效率64直线滚动导轨的选型85步进电机及其传动机构的确定951步进电机的选用9511脉冲当量和步距角9512步进电机上起动力矩的近似计算9513确定步进电机最高工作频率1052齿轮传动机构的确定10521传动比的确定10522齿轮结构主要参数的确定1153步进电机惯性负载的计算116传动系统刚度的讨论1361根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度1362根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度137消隙方法与预紧1571消隙方法15711偏心轴套调整法15712锥度齿轮调整法16713双片齿轮错齿调整法1672预紧178数控系统设计1881确定机床控制系统方案1882主要芯片配置18821主要芯片选择18822主要管脚功能18823eprom的选用19824ram的选用2082589c51存储器及io的扩展208268155工作方式查询21827状态查询228288155定时功能22829芯片地址分配2383键盘设计24831键盘定义及功能24832键盘程序设计2484显示器设计28841显示器显示方式的选用28842显示器接口298438155扩展io端口的初始化2985插补原理3086光电隔离电路3187越界报警电路3188总体程序控制32881流程图32882总程序329步进电机接口电路及驱动34结论38参考文献39致谢401绪论11课题背景激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视
《UMAC在精密激光切割数控机床中的应用研究》范文
《UMAC在精密激光切割数控机床中的应用研究》篇一一、引言随着现代制造业的快速发展，精密激光切割技术已成为工业生产中不可或缺的一部分。
而数控机床作为激光切割技术的核心设备，其性能的优劣直接决定了切割的精度和效率。
UMAC （Unified Motion and Automation Control）作为一种先进的运动控制技术，在精密激光切割数控机床中的应用逐渐得到关注。
本文将重点研究UMAC在精密激光切割数控机床中的应用，并分析其优势与影响。
二、UMAC技术概述UMAC技术是一种集成了运动控制和自动化控制的技术，具有高精度、高速度、高效率的特点。
它通过先进的算法和优化技术，实现了对数控机床的高效控制，使得机床在切割过程中能够快速响应、精确执行。
此外，UMAC技术还具有较好的稳定性和可靠性，能够保证长时间连续工作的需求。
三、UMAC在精密激光切割数控机床中的应用1. 提高切割精度UMAC技术的高精度控制使得数控机床在切割过程中能够精确地控制刀具的运动轨迹，从而保证了切割的精度。
在精密激光切割中，这尤为重要，因为任何微小的偏差都可能导致产品质量的不合格。
通过UMAC技术的应用，可以大大提高产品的合格率，降低生产成本。
2. 提高切割速度UMAC技术的高速度控制使得数控机床在切割过程中能够快速响应，从而提高了切割速度。
在工业生产中，时间就是金钱。
通过提高切割速度，可以缩短生产周期，提高生产效率，为企业带来更多的经济效益。
3. 优化能源消耗UMAC技术通过优化控制算法，使得数控机床在运行过程中能够更加高效地利用能源，从而降低了能源消耗。
这不仅有利于企业的成本控制，还有助于减少对环境的影响，实现绿色生产。
4. 增强系统稳定性UMAC技术的稳定性使得数控机床在长时间连续工作时能够保持较高的性能。
在精密激光切割中，系统稳定性对于保证产品质量至关重要。
通过UMAC技术的应用，可以大大提高系统的稳定性，降低故障率，确保生产的顺利进行。
【精品毕设】数控激光切割机设计论文
毕业设计（论文）
论文题目：数控激光切割机设计
教学中心：电子科技大学网络教育重庆学习中心
指导老师：职称：
学生姓名：段凯淋学号: v*********** 专业：电子信息工程
2010年02月5日
毕业设计（论文）任务书
题目：数控激光切割机设计
任务与要求：本文设计了一台单片机控制的数控激光切割机床，主要完成了：机床整体结构设计，Z轴、XY轴的结构设计计算、滚珠丝杠、直线滚动导轨的选择及其强度分析；以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算；以89C51为主控芯片的数控系统硬件电路设计、系统初始化设计及系统软件方案设计和步进电机的控制程序设计。
时间：2010 年3月10 日至2010年 5 月13 日共周
办学单位：电子科技大学网络教育重庆学习中心
学生姓名：段凯淋学号：V10648142131
专业：机械设计与制造及其自动化
指导单位或教研室：重庆科创职业学院
指导教师：职称：
2010年2月5日。
数控激光切割机XY工作台部件的设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文)数控激光切割机XY工作台部件及单片机控制设计CNC LASER CUTTING MACHINE XY WORK-BENCH COMPONENTS AND SCMCONTROL DESIGN学生姓名学院名称专业名称指导教师20**年5月27日摘要本课题针对数控激光切割机进行了设计。
主要完成了XY工作台的机械结构设计和单片机的控制系统的设计。
设计过程中，对于XY工作台的机械结构进行了具体的设计分析，选用了精度相对高的滚珠丝杠副传动系统方案，具体对传动系统中的滚珠丝杠、直线滚动导轨、齿轮进行了计算和选型；为验证系统的可行性，对系统的刚度进行了分析；根据系统的要求和载荷，对步进电机进行了分析和选型。
对以89C51为主控芯片的数控系统进行了硬件说明和控制程序设计。
关键词 CNC；数控激光切割机；XY工作台；单片机AbstractThis topic designs for CNC laser cutting machine. It completed the design of XY workbench mechanical structure and the CNC system. The design process has the design and analysis of XY workbench mechanical structure. To choice ball screw vice transmission system solutions which has a relatively high precision. There are specific calculation and selection on ball screw, linear rolling guide and gear of the transmission system; In order to validate the feasibility of the system, the stiffness of system are analyzed. The analysis and selection for stepping motor are according to the system's requirements and load. There are hardware specifications and design of control program for CNC system with 89C51 as the main control chip.Keywords CNC laser cutting machine tools XY table Single chip microcomputer目录摘要 (I)Abstract.......................................................................................................................................... I I 1 绪论 (4)1.1激光技术概述 (4)1.2激光切割技术的应用 (4)1.3设计任务 (5)1.4总体设计方案分析 (5)2 工作台机械结构设计 (8)2.1 XY工作台的设计 (8)2.1.1 X-Y工作台结构设计总述 (8)2.1.2主要设计参数及依据 (8)2.1.3 XY工作台部件进给系统受力分析 (9)2.1.4初步确定XY工作台尺寸及估算重量 (9)2.2 Z轴随动系统设计 (9)2.3 机座的设计 (10)2.3.1 机座的结构设计 (10)2.3.2机座材料的选择 (11)3 传动系统的设计 (12)3.1丝杠的选型 (12)3.1.1 丝杠的介绍 (12)3.1.2丝杠螺母副的选择 (13)3.1.3丝杠的校核 (14)3.2 滚珠丝杠支承的选择 (16)3.2.1 支承方式的选择 (16)3.2.2 轴承的选择 (16)3.3导轨的选型及计算 (16)3.3.1 导轨的组成种类及其应满足的要求 (16)3.3.2导轨材料的选择及热处理 (16)3.3.3导轨的选型及长度估算 (17)3.3.4导轨副的额定寿命计算 (18)3.3.5滚动导轨副的技术要求 (20)3.4 步进电机的选择 (20)3.4.1步进电机的特点 (20)3.4.2 步进电机的选型 (20)3.4.3步进电机惯性负载的确定 (22)3.4.4 步进电机接口及电路驱动 (23)3.5齿轮传动机构的确定 (26)3.5.1传动比的确定 (26)3.5.2齿轮结构主要参数的确定 (26)3.6传动系统刚度的确定 (27)4 消隙方法与预紧 (29)4.1 消隙方法 (29)4.2预紧 (30)5 控制系统设计 (32)5.1 确定机床控制系统方案 (32)5.2 主要硬件配置 (32)5.2.1主要芯片选择 (32)5.2.2 主要管脚功能 (32)5.2.3 EPROM的选用 (33)5.2.4 RAM的选用 (34)5.2.5 89C51存储器及I/O的扩展 (34)5.2.6 8155工作方式查询 (35)5.2.7状态查询 (36)5.2.8 8155定时功能 (36)5.2.9 芯片地址分配 (37)5.3 总体程序控制 (38)5.3.1流程图 (38)5.3.2主程序 (38)5.4 键盘设计 (39)5.4.1键盘定义及功能 (39)5.4.2 键盘程序设计 (40)5.5 显示器设计 (41)5.5.1显示器显示方式的选用 (41)5.5.2显示器接口 (41)5.5.3 8155扩展I/O端口的初始化 (41)5.6 插补说明 (42)5.7光电隔离电路 (44)5.8越界报警电路 (45)结论 (46)致谢 (47)参考文献 (48)附录 (49)1 绪论1.1激光技术概述激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一，它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视。
《2024年UMAC在精密激光切割数控机床中的应用研究》范文
《UMAC在精密激光切割数控机床中的应用研究》篇一一、引言随着科技的进步和工业自动化程度的提高，精密激光切割技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
在众多控制系统中，UMAC（Universal Motion and Automation Control）以其高精度、高效率、高稳定性的特点，在精密激光切割数控机床中得到了广泛应用。
本文将详细探讨UMAC在精密激光切割数控机床中的应用研究。
二、UMAC控制系统概述UMAC控制系统是一种先进的运动控制与自动化控制系统，具有强大的运动控制能力和高度的集成性。
该系统采用先进的控制算法和高速处理器，能够实现高精度的运动控制和复杂的自动化作业。
此外，UMAC系统还具有友好的人机界面，方便用户进行操作和编程。
三、UMAC在精密激光切割数控机床中的应用1. 高精度控制精密激光切割需要高精度的运动控制，UMAC控制系统能够实现对机床的高精度控制。
通过高精度的运动控制算法和高速处理器，UMAC能够确保机床在切割过程中的精度和稳定性，从而提高切割质量。
2. 复杂路径切割精密激光切割需要切割各种复杂的图形和路径，UMAC控制系统能够实现对复杂路径的精确控制。
通过高效的编程和友好的人机界面，操作人员可以轻松地输入和编辑切割路径，实现各种复杂的切割需求。
3. 自动化作业UMAC控制系统具有高度的自动化能力，能够实现自动化作业，提高生产效率。
通过与其他设备的连接和控制，UMAC可以实现对整个生产线的自动化控制，从而降低人工成本和提高生产效率。
四、实验研究与分析为了验证UMAC在精密激光切割数控机床中的应用效果，我们进行了一系列实验研究。
实验结果表明，UMAC控制系统能够实现高精度的运动控制和复杂的自动化作业，具有很高的稳定性和可靠性。
与传统的控制系统相比，UMAC控制系统在切割精度、切割速度和生产效率等方面都具有明显的优势。
五、结论与展望通过对UMAC在精密激光切割数控机床中的应用研究，我们可以得出以下结论：1. UMAC控制系统具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够满足精密激光切割的需求。
切割机毕业论文
切割机毕业论文切割机毕业论文引言：切割机作为一种重要的机械设备，广泛应用于各个行业，如金属加工、建筑、汽车制造等。
本论文旨在对切割机的原理、分类、应用以及未来发展进行研究与探讨，以期为相关行业提供参考和指导。
一、切割机的原理切割机的基本原理是利用切割工具对材料进行切割和分离。
常见的切割工具包括刀具、激光、等离子等。
切割机通过控制切割工具的运动轨迹和力度，实现对材料的精确切割。
二、切割机的分类根据切割工具的不同，切割机可以分为机械切割机、激光切割机、等离子切割机等几种类型。
机械切割机适用于对金属材料进行切割，具有成本低、切割速度快等优点；激光切割机适用于对金属和非金属材料进行高精度切割，具有切割质量高、无需刀具更换等优点；等离子切割机适用于对金属材料进行快速切割，具有切割速度快、切割厚度大等优点。
三、切割机的应用切割机广泛应用于各个行业。
在金属加工行业，切割机用于对金属材料进行切割和加工，如制作零件、模具等；在建筑行业，切割机用于对混凝土、石材等进行切割和开槽；在汽车制造行业，切割机用于对汽车零部件进行切割和加工。
切割机的应用领域非常广泛，为各个行业提供了高效、精确的切割解决方案。
四、切割机的发展趋势随着科技的不断进步和创新，切割机也在不断发展和改进。
未来，切割机的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 自动化程度的提高：随着人工智能和机器学习等技术的应用，切割机将实现更高的自动化程度，减少人工干预，提高生产效率。
2. 切割质量的提升：通过优化切割工具和切割参数，切割机将实现更高的切割质量，减少切割缺陷和残余应力。
3. 环保节能的要求：切割机将更加注重环保节能，采用新型的切割工具和切割技术，减少能源消耗和废料产生。
4. 多功能化的发展：切割机将实现多功能化的发展，不仅能够实现切割，还能够进行打孔、雕刻等多种加工操作，提高设备的利用率。
结论：切割机作为一种重要的机械设备，在各个行业中发挥着重要的作用。
数控激光切割机设计
数控激光切割机设计首先，数控激光切割机的设计需要考虑以下几个关键因素：激光源选择、光学系统设计、控制系统设计、运动系统设计。
在激光源选择方面，可以采用CO2激光器或纤维激光器。
CO2激光器适用于切割非金属材料，而纤维激光器适用于切割金属材料。
根据不同的应用需求选择不同的激光源。
光学系统设计是数控激光切割机中非常关键的一步，它包括激光束的聚焦、对准和传输等。
通过使用透镜和反射镜来调整激光束的焦距和能量密度，以实现切割材料的最佳效果。
控制系统设计是实现数控激光切割机自动化运行的核心。
通过与计算机连接，将设计好的图纸输入到控制系统中，并通过控制系统对激光源的开关、运动平台的移动进行精确的控制。
同时，控制系统也可以集成一些高级功能，例如自动辨别切割路径和自动调整切割参数等。
运动系统设计是数控激光切割机中用于控制激光头在材料上移动的部分。
它通常包括一个运动平台、一个传动系统和一个控制系统。
运动平台上安装的激光头可以在X、Y、Z三个方向上进行运动，以实现对材料的切割。
传动系统可以采用步进电机、伺服电机或线性驱动器等，以保证激光头的准确定位和平稳运动。
在数控激光切割机的设计中，还需要考虑一些安全性能。
例如，激光切割过程中会产生大量的热量和气体，需要通过冷却系统和排气系统进行有效处理。
此外，激光切割机还需要具备防护装置，以防止激光辐射对人体和环境的伤害。
总结起来，数控激光切割机的设计是一个复杂而综合的过程。
要设计出高效、安全、稳定的激光切割机，需要充分考虑激光源选择、光学系统设计、控制系统设计和运动系统设计等关键因素。
通过合理的设计和优化，可以实现高精度、高速度、高效率的切割过程，满足不同材料的切割需求。
(强烈推荐)激光切割机的运行与维护毕业论文设计
论文题目：激光切割机的运行与维护目录内容摘要 (3)摘要译文 (4)正文引言 (5)第一章激光切割机的原理 (6)1）. 激光切割的原理与分类 (6)2）.激光切割机的特点 (7)第二章激光切割机的应用与基本操作 (9)1）电源onoff (9)2）操作画面 (10)3）程序设置 (12)第三章激光切割机的日常维护与修理 (28)第四章Safety注意事项 (29)参考文献 (31)相关专业英文资料及翻译 (32)摘要三星电机所选用的是SED公司专门为其生产的激光切割机！它能满足三星电机对手机摄像头PCB 最严格的要求，它的切割切口细窄，切缝两边平行并且与表面垂直，切割PCB的尺寸最高精度可达±0.005mm，而三星所要求的是±0.02mm。
激光切割机还有如下特点：1) 切割表面光洁美观，表面粗糙度只有几十微米，甚至激光切割可以作为最后一道工序，无需机械加工，零部件可直接使用。
2)材料经过激光切割后，热影响区宽度很小，切缝附近材料的性能也几乎不受影响，并且工件变形小，切割精度高，切缝的几何形状好，切缝横截面形状呈现较为规则的长方形本实践报告主要写SED激光切割机的基本操作的使用与检测故障安全并维护修理，主要从设备操作、机种变更、故障诊断及安全等几方面进行介绍，通过自己在车间的亲身实习和阅览设备说明书，对这几方面的内容做了简单的介绍和总结，包括在生产过程中，设备的稼动可能给制品带来多种不良的产生，设备的瞬间停机、调试、故障维修等。
关键词：SED激光切割机机种变更维护修理AbstractThe SAMSUNG electrical machinery selects is SED Corporation specially for its production laser cutter!It can satisfy the SAMSUNG electrical machinery to the thin narrow, and kerf nearby two parallel with surface vertical, cuts PCB the size to be possible to reach ±0.005mm, what but SAMSUNG requests is ±0.02mm.The laser cutter also several dozens microns, even laser cutting may take the finish, does not need the machine-finishing, the spare part may use directly.2) The material after laser cutting, the is shape presents a more regular rectangleThis practice report mainly writes the SED laser cutter the elementary operation eo use and the examination breakdown security and the maintenance and repair, mainly from the equipment operation, the aircraft type change, the breakdown diagnosis and the security and so on several aspects carries on the introduction, through oneself in workshop by oneself practice and the readingequipment specification, and the summary to these aspect content, including in the production process, the equipment crops moves possibly brings many kinds of not good productions to the product, the equipment instantaneous engine off, the debugging, the breakdown service and so on.Key word: SED laser cutter Aircraft type change Maintenance and repair机关切割机的应用与维护引言SED激光切割机，由两台PC进行控制，作用是切割PCB中仅零点及毫米的连接点将其切断，其精密度在世界领先，主要运用在精密电子产业中。
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ABSTRACT
Laser cutting machine tool was usually used for the hard-cutting material, such as high-strengthmaterial, high precision ductile materials, andsmart and complicated components. So,CNC laser cuttinghas been playing an important rolein China's manufacturing industry.
时间：2010年3月10日 至2010年5月13日 共周
办学单位：电子科技大学网络教育重庆学习中心
专业：机械设计与制造及其自动化
指导单位或教研室：重庆科创职业学院
指导教师：职 称：
摘 要
激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性材料以及精密细小和形状复杂的零件，因而数控激光切割在我国制造业中正发挥出巨大的优越性。
激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之一，它刚一问世就引起了材料科学家的高度重视。1971年11月，美国通用汽车公司率先使用一台250W CO2激光器进行利用激光辐射提高材料耐磨性能的试验研究，并于1974年成功地完成了汽车转向器壳内表面（可锻铸铁材质）激光淬火工艺研究，淬硬部位的耐磨性能比未处理之前提高了10倍。这是激光表面改性技术的首次工业应用。多年以来，世界各国投入了大量资金和人力进行激光器、激光加工设备和激光加工对材料学的研究，促使激光加工得到了飞速发展，并获得了巨大的经济效益和社会效益。如今在中国，激光技术已在工业、农业、医学、军工以及人们的现代生活中得到广泛的应用，并且正逐步实现激光技术产业化，国家也将其列为“九五”攻关重点项目之一。“十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展，保持激光器年产值20％的平均增长率，实现年产值200亿元以上；在工业生产应用中普及和推广加工技术，重点完成电子、汽车、钢铁、石油、造船、航空等传统工业应用激光技术进行改造的示范工程；为信息、材料、生物、能源、空间、海洋等六单片机控制的数控激光切割机床，主要完成了：机床整体结构设计，Z轴、XY轴的结构设计计算、滚珠丝杠、直线滚动导轨的选择及其强度分析；以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算；以89C51为主控芯片的数控系统硬件电路设计、系统初始化设计及系统软件方案设计和步进电机的控制程序设计。
激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性、高硬度、高脆性、磁性材料，以及精密细小和形状复杂的零件。激光切割技术、激光切割机床正在各行各业中得到广泛的应用。因此研究和设计数控激光切割有很强的现实意义。微机控制技术正在发挥出巨大的优越性。
1.3设计任务
本次设计任务是设计一台单片机（89C51主控芯片）控制激光切割机床，主要设计对象是XY工作台部件及89C51单片机控制原理图。而对激光切割机其他部件如冷水机、激光器等不作为设计内容要求，只作一般了解。单片机对XY工作台的纵、横向进给脉冲当量0.001mm/ pluse。工作台部件主要构件为滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、步进电机、工作台等。设计时应兼顾两方向的安装尺寸和装配工艺。
数控化和综合化把激光器与计算机数控技术、先进的光学系统以及高精度和自动化的工件定位相结合，形成研制和生产加工中心，已成为激光加工发展的一个重要趋势。
1.2现实意义
激光切割机是光、机、电一体化高度集成设备，科技含量高，与传统机加工相比，激光切割机的加工精度更高、柔性化好，有利于提高材料的利用率，降低产品成本，减轻工人负担，对制造业来说，可以说是一场技术革命。
This paper describes the design of aSCM-controlled CNC laser cutting machine tools. More attention was paid onthe overall machine design, Z axis, XY axis in the design, ball-screw andthe choice oflinear motion guide and intensity analysis; the drive system intowhichstepper motorwas putand the analysisof the drive systemdesign;89C51 chipwas mainly usedfor the design of hardware circuit,the design of system initializationand the design of stepper motor’scontrollingprogram.
KeywordsCNC,laser cutting machine tools, architecture, design
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论
1.1课题背景
1.4总体设计方案分析
参考数控激光切割机的有关技术资料，确定总体方案如下：
电 子 科 技 大 学
毕 业 设 计（论 文）
论文题目：数控激光切割机设计
教学中心：电子科技大学网络教育重庆学习中心
指导老师：职 称：
专 业：电子信息工程
毕业设计（论文）任务书
题目：数控激光切割机设计
任务与要求：本文设计了一台单片机控制的数控激光切割机床，主要完成了：机床整体结构设计，Z轴、XY轴的结构设计计算、滚珠丝杠、直线滚动导轨的选择及其强度分析；以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算；以89C51为主控芯片的数控系统硬件电路设计、系统初始化设计及系统软件方案设计和步进电机的控制程序设计。