机械专业知识的基础同时还要感谢所有的同学们,正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。主要管脚功能是脚双列直插式芯片。主要管脚功能控制线片外存储器选择端,虽然内有的,但为了方便接线和各程序的存放,故不使用内部程序存储器,这样接地,从外部程序存储器读取指令。外部程序存储器选通端,以区别读外部数据存储器。地址锁存控制端,系统扩展时,控制口输出的低八位地址送锁存器储存,以实现数据和地址隔离。此外以晶振的固定频率输出正脉冲,可作为外部时钟或定时脉冲。复位端,当输入的复位信号延续二个周期以上高电平,完成复位初始化操作。中口的介绍口外接存储器时,此口为扩展电路低八位地址和数据总线复用口口用户使用的口口外接存储器时,作扩展电路高八位的地址总线口双重功能口口均为八位双向口。口可驱动个门电路,口只能驱动四个门电路。时钟和,使用内部时钟时,二端接石英和微调电路使用外部时钟时,接外部时钟脉冲信号。三总线结构地址总线地址总线为位,外部存储器直接寻址范围为,地址总线由口经地址锁存器,提供八位,高八位由口直接提供。数据总线数据总线为位,自口直接提供。,控制总线由口第二功能控制线组成。的选用为简化电路,此处选用位。本设计采用二片,分别存放监控程序,各功能模块程序,常用零件加工程序。以便于更换各功能模块程序和零件加工程序时,只需更换各自芯片即可,方便升级。芯片主要引脚功能位地址线数据输出线数据输出允许信号编程控制信号,用于引入编程脉冲片选信号主要工作方式读方式及为低电平,时处于读出方式写方式为低电平,亦为低电平为高电平时,芯片处于禁止状态。将数据线上数据固化到指定地址单元。编程禁止方式此为向多片写入不同程序而设置的,当时,为高电平时,芯片处于编程禁止状态。的选用数据存储器通常采用型,型分静态动态两种。的负载可以认为是惯性负载。机械机构的惯量对运动特性有直接的影响。不但对加速能力加速时驱动力矩及动态的快速反应有关,在开环系统中对运动的平稳性也有很大的影响,因此要计算惯性负载。限于篇幅,在此仅对进给系统的负载进行计算。惯性负载可由以下公式进行计算式.式中为整个传动系统折算到电机轴上的惯性负载。为步进电机转子轴的转动惯量为齿轮的转动惯量为齿轮的转动惯量为齿轮的转动惯量为系统工作台质量为工作台的最大移动速率为折算成单轴系统电动机轴角速度各项计算如下已知忽略不计,.齿轮惯性转矩计算公式式.其中为回转半径为转件的重量滚珠丝杠的惯性矩计算公式式.最后计算可得故惯性负载根据式.得此值为近似值故此值小于所选电机的转动惯量。传动系统刚度的分析激光切割机工作台其实为进给传动系统,其传动系统的刚度可根据不出现摩擦自振或保证微量进给灵敏度的条件来确定。.根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度传动系统中的当量刚度或当扭转刚度主要由最后传动件的刚度或决定的,在估算时,取,对滚珠丝杠传动,其变形主要包括丝杠拉压变形扭转变形丝杠和螺母的螺纹接触变形及螺母座的变形。轴承和轴承座的变形。在工程设计和近似计算时,般将丝杠的拉压变形刚度的三分之作为滚珠丝杠副的传动刚度,根据支承形式可得式.式中则根据式.得.传动系统刚度较大,可以满足要求。.根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度此时传动系统的刚度应满足式.式中传动系统当量刚度部件运动时的静摩擦力正压力,静摩擦系数,取部件调整时,所需的最小进给量则即满足微量进给要求的传动系统刚度为.结合上述传动系统刚度的讨论可知满足微量进给灵敏度所需要的刚度较小,可以达到精度要求。消隙方法与预紧.消隙方法数控机床的机械进给装置中常采用齿轮传动副来达到定的降速比和转矩的要求。由于齿轮在制造中总是存在着定的误差,不可能达到理想齿面的要求,因此对啮合的齿轮,总应有定的齿侧间隙才能正常地工作。齿侧间隙会造成进给系统的反向动作落后于数控系统指令要求,形成跟随误差甚至是轮廓.得η.。表.当量摩擦系数和当量摩擦角齿圈材料锡青铜无锡青铜灰铸铁齿面硬度其它其它相对速度直线滚动导轨的选型导轨主要分为滚动导轨和滑动导轨两种,直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。相对普通机床所用的滑动导轨而言,它有以下几方面的优点定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的。由于动摩擦与静摩擦系数相差很小,运动灵活,可使驱动扭矩减少,因此,可将机床定位精度设定到超微米级。降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小,特别适用于反复进行起动停止的往复运动,可使所需的动力源及动力传递机构小型化,减轻了重量,使机床所需电力降低,具有大幅度节能的效果。可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小,因此发热少,可实现机床的高速运动,提高机床的工作效率。可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑,由于油膜的浮动,产生的运动精度的误差是无法避免的。在绝大多数情况下,流体润滑只限于边界区域,由金属接触而产生的直接摩擦是无法避免的,在这种摩擦中,大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。与之相反,滚动接触由于摩擦耗能小.滚动面的摩擦损耗也相应减少,故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。同时,由于使用润滑油也很少,大多数情况下只需脂润滑就足够了,这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。的读写时间约为,则常用读写时间为左右,均满足要求。根据需要,扩展接口,因显示数据主要为数字及部分功能字,为简化电路采用显示器。键盘采用非编码式矩阵电路。为防止强电干扰,采用光电隔离电路。机械部分工作台及轴的基本结构设计.工作台的设计主要设计参数及依据本设计的工作台的参数定为工作台行程横向,纵向工作台最大尺寸长宽高工作台最大承载重量脉冲当量.进给速度平方毫米表面粗糙度设计寿命年工作台部件进给系统受力分析因激光切割机床为激光加工,其激光器与工件之间不直接接触,因此可以认为在加工过程中没有外力负载作用。其切削力为零。工作台部件由工作台中间滑台底座等零部件组成,各自之间均以滚动直线导轨副相联,以保证相对运动精度。设下底座的传动系统为横向传动系统,即向,上导轨为纵向传动系统,即向。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。初步确定工作台尺寸及估算重量初定工作台尺寸长宽高度为,材料为,估重为。设中托座尺寸长宽高度为,材料为,估重为。另外估计其他零件的重量约为。加上工件最大重量约为。则下托座导轨副所承受的最大负载为.轴随动系统设计激光切割机对轴随动机构要求非常高。在切割中需随时检测和控制切割表面的不平度,通过伺服电机和滚珠丝杆调整切割头的高度,以保证激光聚焦后的焦点在切割板材的表面位置。由于激光焦点至板面的距离将影响割缝宽窄及质量,因此,要求轴的检测精度高于.同时,随动速度应大于。随动速度太快会造成切割头上下震荡,太慢又造成切割头跟不上的现象。目前。,多功能,数控,激光,切割机,设计,毕业设计,全套,图纸绪论.课题背景.设计任务.总体设计方案分析机械部分工作台及轴的基本结构设计.工作台的设计主要设计参数及依据工作台部件进给系统受力分析初步确定工作台尺寸及估算重量.轴随动系统设计滚珠丝杠传动系统的设计计算.强度计算.滚珠丝杠副的传动效率直线滚动导轨的选型步进电机及其传动机构的确定.步进电机的选用脉冲当量和步距角步进电机上起动力矩的近似计算确定步进电机最高工作频率.齿轮传动机构的确定传动比的确定齿轮结构主要参数的确定.步进电机惯性负载的计算传动系统刚度的讨论.根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度.根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度消隙方法与预紧.消隙方法偏心轴套调整法锥度齿轮调整法双片齿轮错齿调整法.预紧数控系统设计.确定机床控制系统方案.主要芯片配置主要芯片选择主要管脚功能的选用的选用存储器及的扩展工作方式查询状态查询定时功能芯片地址分配.键盘设计键盘定义及功能键盘程序设计.显示器设计显示器显示方式的选用显示器接口扩展端口的初始化.插补原理.光电隔离电路.越界报警电路.总体程序控制流程图总程序步进电机接口电路及驱动结论参考文献致谢绪论.课题背景激光被誉为二十世纪最重大的科学发现之,它刚问世就引起了材料科学家的高度重视,它被称之为“希望之光”。激光被用于很多领域,传递信息年月,美国有家大公司叫电报电话公司,它在芝加哥市内的两个电话局之间,敷设了世界上第条短距离的光导纤维通信线路,此后在全美国近百个地方建立了总长几百千米的短距离激光通信线路。这就意味着在短距离内,激光通信已开始取代普通的电气通信。到了年,美国纽约到波士顿之间长达千米的光导纤维通信已投入使用材料加工钻孔切割焊接以及淬火,是加工金属材料时最常用的操作。自从引进了激光后,在加工的强度质量以及范围等方面开创了全新的局面。除了金属材料外,激光还能加工许多非金属材料激光武器多年以来,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。“十五”的主要工作是促进激光加工产业的发展,保持激光器年产值的平均增长率,实现年产值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大高科技领域提供崭新的激光设备和仪器。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个重要趋势。激光切
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