摘 要
在过去的20年里，激光切割机在工业领域内的应用不断增长并取得了很大的成功。尤其在制造业，这里集中了工业领域中绝大多数的激光切割机。激光切割是激光加工应用领域的一部分，是当前世界上先进的切割工艺。
与其他切割器相比，它具备很多优点，例如它的高速，高精度，高适应性等，在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题，自动化程度高，操作方便，易于掌握，可采用人机对话的编程方法，大大降低了工人的劳动强度，激光能切割大多数金属材料和非金属材料。但激光切割机和其他切割机械相比，仍然相对比较昂贵。近年来，对于经济型激光切割机的市场需求的增长才引起了人们的关注。
本文针对发展新型激光切割机的需求，分析了激光切割控制的特殊性，对现实中的切割机进行了理论性的分析和设计，本论文给出了激光切割机的机械总装图，激光发生器的选型，光路部分部件的选择，丝杠和电机的选型，XY工作台装配图，基于89c51单片机的电控系统等。
关键词：激光切割机; 机械; 电控系统
ABSTRACT
In the past 20 years, laser cutting machine in the industrial fields of application in growing and achieved great success. Especially in manufacturing industries, this is a majority of the laser cutting machine. Laser cutting is part of the laser processing applications, is the current world advanced cutting technology.
Compared with other cutter, it has many advantages, such as high precision, and it's high adaptability in industrial production, solved many problems of conventional methods cannot be solved, a high degree of automation, convenient operation, easy to master, can use the man-machine dialogue programming method, and greatly reduce the labor intensity, laser cutting metal materials and most can nonmetal materials. But the laser cutting machines and other than cutting machine, still relatively expensive. In recent years, the market economy to laser cutting machine for the growth of demand to cause the attention of people.
In this paper, the development of new laser cutting machine needs, control of laser cutting the special nature of the reality of the cutting machine of the theoretical analysis and design, this paper gives the laser cutting machine assembly diagram, the laser generator selection, some optical components selection, selection of screw and motor, XY table assembly drawing, 89c51 microcontroller based electronic control systems.
Keywords: laser cutting machine; mechanical; electrical control system
本文设计的主要内容
激光切割机以高速切割、切割精度高和高适应性，赢得航空制造业、造船业、机械制造业等很多领域的广泛应用，在世通重工机械制造工厂 中就需要激光切割机，有了它就可以高效的制造出高精度的工件，本文就是针对机械制造厂设计的切割机，要完成的主要内容有：
（1）：深入的探讨了激光切割的原理及部分光路的设计
（2）：XY工作台的设计及Z轴的设计
（3）：数控系统的设计
机电系统总体设计方案
总体方案为:采用工控微型机对数据进行计算处理,由I/O接口输出步进脉冲,经联轴器后,带动滚珠丝杠转动,从而实现纵向、横向进给运动;由I/O接口输出信号控制电动机实现刀头旋转的自动控制。
目 录 27000字
第1章：绪论 1
第1.1节 引言 1
第1.2节 激光切割机的国内概况及发展趋势 2
1.2.3本文设计的主要内容 3
第1.3节 机电系统总体设计方案 4
第2章 激光切割的基本原理及设计 4
第2.1节：激光切割原理和主要方式 4
第2.2节 激光切割优缺点 6
2.2.1激光切割的优点 6
2.2.3激光切割的缺点 7
第2.3节 激光发生器的选用 7
第2.4节 光路的设计 8
2.4.1光速传输系统包括外部光学，准直器和切割头组件 9
第3章 机械部分的设计 11
第3.1节 XY工作台的设计 11
3.1.1本工作台的主要设计参数： 11
3.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析 11
3.1.3初步确定XY工作台尺寸和螺旋传动方式的选择 12
第3.2节 Z轴主轴头系统设计 13
第3.3节 电容式传感器的选型及其外围电路 15
第3.4节 X，Y方向的滚珠丝杠传动系统的设计 20
3.4.1强度计算 21
3.4.2 效率计算 22
3.4.3 刚度计算 22
3.4.4 稳定性效验 22
3.4.5 滚珠丝杠螺母副几何参数 23
第3.5节 直线滚动导轨的选型 23
第3.6节 预紧 25
第3.7节 步进电机及其传动结构的确定 26
3.7.1 脉冲当量和步距角 26
3.7.2 分快速空载和承受最大负载两种情况进行计算 27
3.7.3 步进电动机最大静转矩的选定 29
3.7.4 联轴器的选用 31
3.7.5联轴器的校核 32
第4章 数控系统设计 32
第4.1节 确定机床控制系统方案 32
第4.2 节 主要芯片配置 33
4.2.1 主要芯片选择 33
4.2.2 EPROM的选用 34
4.2.3 RAM的选用 35
4.2.4 89C51存储器及I/O的扩展 36
4.2.5 8155工作方式查询 38
4.2.6状态查询 39
4.2.7 8155定时功能 40
4.2.8 芯片地址分配 41
第4.3节 键盘设计 42
4.3.1键盘定义及功能 42
4.3.2 键盘程序设计 43
第4.4节 显示器设计 48
4.4.1显示器显示方式的选用 48
4.4.2显示器接口 49
4.4.3 8155扩展I/O端口的初始化 50
第4.5节 总体程序控制 52
4.5.1控制流程图 52
4.5.2控制程序 52
第4.6节 步进电机接口电路及驱动 54
第4.7节 光电隔离电路 58
第4.8节 越界报警电路 59
第5章 结论 60
参考文献
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