激光切割机
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激光切割机操作和使用方法激光切割机是一种先进的加工设备,它利用高能量密度的激光束对材料进行切割。
激光切割机广泛应用于金属加工、汽车制造、航空航天等领域。
本文将介绍激光切割机的操作和使用方法,帮助读者更好地掌握这一技术。
一、操作前的准备工作1. 确保激光切割机处于稳定的工作台面上,并保持机器平衡。
2. 检查激光切割机的电源是否接好,并确保设备接地良好。
3. 检查冷却系统,确保冷却液充足,并定期清理冷却系统中的杂质。
4. 检查激光切割机的光路系统,确保镜片干净无尘。
二、操作过程1. 打开电源开关,启动激光切割机。
在启动过程中,要注意观察指示灯的状态,确保设备正常运行。
2. 根据所需切割的材料选择合适的切割参数。
不同材料需要不同的激光功率、切割速度等参数,操作者需要根据实际情况进行调整。
3. 将待切割的材料放置在切割台上,并用夹具固定好。
确保材料固定稳定,避免在切割过程中移动。
4. 调整切割头的焦距,使其与待切割材料保持适当的距离。
焦距的调整会影响切割质量,操作者需要根据实际情况进行调整。
5. 开始进行切割。
根据设定的参数,激光切割机会自动进行切割,操作者需要注意观察切割过程中的情况,确保切割质量。
6. 切割完成后,关闭激光切割机的电源开关,并等待机器完全停止运行。
7. 清理切割区域。
切割过程中会产生大量的金属屑和灰尘,操作者需要及时清理,保持工作区域整洁。
三、注意事项1. 激光切割机属于高能设备,操作者在操作过程中必须穿戴防护眼镜和防护手套,确保人身安全。
2. 激光切割机工作时会产生高温,操作者应避免直接接触切割区域,以免烫伤。
3. 在使用过程中,激光切割机可能会产生噪音和有害气体,请确保操作环境通风良好。
4. 在切割过程中,操作者应密切观察切割质量,及时调整参数,确保切割效果达到要求。
5. 激光切割机的维护保养非常重要,定期清洁光路系统、更换耗材等,可以延长设备的使用寿命。
总结通过本文的介绍,我们了解了激光切割机的操作和使用方法。
激光切割机操作教程激光切割机操作教程激光切割机是一种高精度的切割设备,可以在各种材料上实现精确切割。
下面是激光切割机的简单操作教程。
第一步:准备工作1. 将激光切割机放置在平稳的工作台上,并接通电源。
2. 根据需要调整切割工作台的高度,确保材料能够平稳放置在工作台上。
3. 打开激光切割机的控制面板,确认机器状态正常。
第二步:导入图形文件1. 使用计算机设计软件创建或导入待切割的图形文件。
2. 将图形文件保存为常见的矢量图格式(例如AI、DXF等)。
3. 将保存好的图形文件导入到激光切割机控制软件中。
第三步:设置切割参数1. 在激光切割机控制软件中,选择切割参数设置界面。
2. 根据材料的类型和厚度,调整激光功率、速度、频率等参数。
3. 确保参数设置合理,以达到最佳的切割效果。
第四步:调整焦距1. 将激光切割机上的红外线指示器对准切割材料的表面。
2. 通过调整切割头下的聚焦镜片位置,使得红外线在切割材料表面形成一个小尺寸的点。
3. 确保焦点调整准确,以保证切割效果的精确性。
第五步:开始切割1. 将待切割的材料平稳放置在工作台上,并固定好。
2. 在切割控制软件中点击“开始切割”按钮,使激光切割机开始工作。
3. 注意观察切割过程中的情况,确保切割效果符合要求。
第六步:结束切割1. 切割完成后,关闭激光切割机的电源。
2. 清理切割工作台和切割头附近的残留材料。
3. 关闭激光切割机控制软件,并保存切割参数和图形文件。
以上就是激光切割机的简单操作教程。
在操作过程中,请务必注意安全,避免对自己和他人造成伤害。
掌握正确的操作方法和技巧,可以更好地利用激光切割机实现精确切割。
激光切割机和线切割机的区别激光切割机和线切割机是目前常见的两种工业切割设备,它们在材料加工过程中发挥着重要的作用。
虽然它们都属于切割机械,但在工作原理、应用范围和加工效果等方面存在着一些显著差异。
工作原理区别激光切割机:激光切割机是一种利用高能密度激光束将材料加热至融化或气化状态,然后通过高速气流将融化或气化的材料吹走,从而实现切割的机械设备。
激光切割机通过控制激光束的聚焦点实现对材料的精确切割,能够高效、精确地切割各类金属和非金属材料。
线切割机:线切割机采用金属线条作为切割工具,通过电火花放电原理将工件上的材料腐蚀掉,从而实现材料的切割。
线切割机在加工过程中需要将金属丝线穿过孔洞,形成闭合的切割轨迹,需要消耗大量的切割线材,并且针对一些特殊的材料,线切割机的加工效果可能不如激光切割机。
应用范围区别激光切割机:激光切割机适用于各类金属材料和非金属材料的切割加工,特别对于要求切割质量高、精度高的材料具有独特优势。
激光切割机在汽车制造、航空航天、电子器件等行业得到广泛应用。
线切割机:线切割机主要适用于金属材料的加工,通常用于加工较厚的金属板材和特殊形状的零部件。
线切割机在船舶制造、机械制造等行业有着重要的地位,但由于加工速度较慢,通常用于要求精度较高的加工场合。
加工效果区别激光切割机:激光切割机的切割速度快、切口光滑、精度高,且可以实现复杂形状的切割,具有很好的加工效果。
激光切割机在加工过程中产生少量废料,对原料的浪费较小。
线切割机:线切割机在加工速度较慢的同时,也需要用到金属丝线等消耗品,加工过程中产生的切口较为粗糙,而且对于特殊形状的切割要求较高,可能并不适用。
综上所述,激光切割机和线切割机在工作原理、应用范围和加工效果等方面存在一定差异,选择适合自身工件要求的切割设备将有利于提高加工效率和产品质量。
激光切割机工作原理激光切割机是一种常用于工业加工的高精度切割设备,它利用激光束对材料进行切割。
激光切割机的工作原理涉及激光发射、光路传输、光束聚焦和材料切割等多个环节。
1. 激光发射:激光切割机使用激光器产生高能量、高密度的激光束。
激光器通常采用二氧化碳激光器或者光纤激光器,它们能够将电能转化为激光能量。
激光器通过电流或者光束的激励,使激光介质中的原子或者份子跃迁至高能级,产生激光光子。
2. 光路传输:激光光束从激光器中发出后,经过一系列的光学元件进行传输和整形。
光学元件包括准直镜、平面反射镜、透镜等,它们的作用是调整激光光束的方向、形状和能量密度。
3. 光束聚焦:经过光路传输后,激光光束进入聚焦系统。
聚焦系统通常由透镜组成,它能够将激光光束聚焦到非常小的焦点上。
聚焦后的激光光束能够达到很高的能量密度,使其能够在材料表面产生高温和高压。
4. 材料切割:激光光束经过聚焦后,照射到待切割的材料表面。
激光光束的高能量密度使材料表面迅速升温,使其熔化、汽化或者氧化。
同时,激光光束的高压能够将熔化或者汽化的材料迅速吹散,形成切割缝隙。
激光切割机通过控制激光光束的挪移路径和功率,实现对材料的精切当割。
激光切割机的工作原理可以通过以下几个方面来进一步理解:1. 激光与材料的相互作用:激光光束与材料相互作用时,主要通过吸收、散射和反射等方式来改变材料的物理性质。
不同材料对激光的反应不同,因此需要针对不同材料选择合适的激光参数和切割方式。
2. 激光功率和速度的控制:激光切割机通过控制激光器的功率和挪移速度来实现对切割过程的控制。
功率的大小决定了激光束的能量密度,速度的快慢决定了切割的速度和质量。
通过调整这两个参数,可以实现对不同材料和切割要求的适应。
3. 辅助气体的使用:在激光切割过程中,通常会使用辅助气体来匡助切割。
常用的辅助气体有氮气、氧气和惰性气体等。
辅助气体的主要作用是将切割区域的熔化或者汽化材料迅速吹散,保持切割缝隙的清洁和稳定。
激光切割机的操作说明书一、概述激光切割机是一种高精度的加工设备,主要用于金属、非金属材料的切割和雕刻,具有速度快、效率高、切割质量好等优点。
本操作说明书旨在详细介绍激光切割机的操作方法,帮助操作人员正确、安全地使用设备。
二、安全注意事项在操作激光切割机时,务必注意以下安全事项: 1. 确保激光切割机处于稳定工作状态,避免发生震动。
2. 使用适当的防护装备,如护目镜、手套等,以防止激光照射和材料溅射造成伤害。
3. 切勿随意更改设备参数或强行开启设备,需经过专业人员指导操作。
4. 禁止在没有操作人员的情况下开启激光切割机。
三、操作步骤1. 准备工作1.打开激光切割机的电源开关,待设备初始化完成后进行操作。
2.检查切割机的供气、供电情况,确保正常工作。
3.将待加工材料固定在工作台上,保持平整并紧密固定。
2. 设备调试1.根据加工材料的类型和厚度,调整激光切割机的加工参数,包括激光功率、速度、光斑大小等。
2.检查激光器状态,确认激光发射正常,调节镜头焦距以保证切割质量。
3. 开始加工1.启动激光切割程序,确保设备工作正常。
2.根据切割路径进行操作,注意保持稳定的切割速度和角度。
3.加工完成后,关闭激光切割机电源,清理加工现场并存放工作台。
四、故障排除1.若发现激光发射异常或切割效果不佳,应立即停止操作,检查设备是否存在故障。
2.根据实际情况,对设备进行维护和保养,确保设备稳定运行。
五、注意事项1.激光切割机属于高精度设备,操作人员需经过专业培训方可操作。
2.操作时应保持专注,注意避免安全隐患,严禁在没人监督的情况下操作设备。
3.加工未知材料前,应进行试切验证,确保加工效果符合要求。
六、结语本操作说明书旨在提供详细的激光切割机操作指导,帮助操作人员正确、安全地使用设备。
请严格遵守操作步骤和安全注意事项,保障设备和人员的安全。
激光切割机工作原理激光切割机是一种常见的工业设备,它利用激光束对材料进行切割。
激光切割机的工作原理主要包括激光发生器、光束传输系统、光束聚焦系统和工件挪移系统等几个关键部份。
1. 激光发生器:激光切割机的激光发生器主要是通过激光器将电能转化为激光能量。
常见的激光器有二氧化碳激光器(CO2激光器)、光纤激光器等。
其中,CO2激光器是最常用的激光源之一,其工作原理是通过电子激发气体份子,使其产生激光。
2. 光束传输系统:光束传输系统用于将激光从激光发生器传输到光束聚焦系统。
这个系统通常由光纤或者镜片组成,它能够保持激光的稳定性和一致性,并将激光束引导到正确的位置。
3. 光束聚焦系统:光束聚焦系统的主要作用是将激光束聚焦到一个极小的点上,以提高激光能量的密度。
光束聚焦系统通常由透镜组成,通过调整透镜的位置和角度,可以改变激光束的聚焦效果。
4. 工件挪移系统:工件挪移系统是激光切割机的关键组成部份之一,它用于控制工件在切割过程中的挪移。
通常,工件会放置在一个工作台上,通过控制工作台的挪移,使得激光能够在工件上进行切割。
工件挪移系统通常由机电、传动装置和控制系统组成。
激光切割机的工作过程如下:首先,激光切割机的激光发生器会产生一束高能量的激光束。
然后,激光束通过光束传输系统传输到光束聚焦系统。
光束聚焦系统将激光束聚焦到一个非常小的点上,形成一个高能量密度的激光束。
接下来,工件挪移系统会控制工件在切割区域内挪移,使得激光束能够沿着预定的路径进行切割。
在切割过程中,激光束的高能量会将工件上的材料加热至融化或者汽化状态,然后通过气流或者其他方式将熔化或者汽化的材料吹走,从而实现切割。
激光切割机的工作原理具有以下优点:1. 高精度:激光束的聚焦能力非常强,可以实现对材料的精切当割,切割边缘光滑,无需二次加工。
2. 高效率:激光切割速度快,切割效率高,适合于大批量生产。
3. 灵便性:激光切割机可以根据不同的切割要求进行调整,适合于各种形状的切割。
激光切割机工作原理激光切割技术是一种高精度、高效率的切割方法,广泛应用于各个领域。
激光切割机作为激光切割技术的主要工具,其工作原理十分重要。
本文将详细介绍激光切割机的工作原理及其相关技术。
一、激光切割机的基本原理激光切割机主要依靠激光束的高能量密度,将光能转化为热能,从而对材料进行切割。
其基本原理是通过集束透镜,将激光束聚焦到非常小的点上,使其能量密度集中到一个小范围内。
这样,光束瞬间将材料加热到高温,使材料局部熔化、蒸发或气化。
通过控制激光束的移动轨迹,即可实现对材料的切割。
二、激光切割机的工作过程激光切割机的工作过程包括激光发射、激光传输、激光聚焦和材料切割四个关键步骤。
首先,激光器将电能转化为激光能,并通过光纤传输到切割头。
激光头内部的透镜对激光进行聚焦,使能量密度达到切割所需的水平。
然后,激光束通过光斑扫描系统控制移动轨迹,准确定位切割区域。
在切割过程中,激光束与材料相互作用。
当激光束照射到材料上时,光能转化为热能,使材料的温度升高。
当温度达到临界点时,材料开始熔化。
随着激光束的移动,熔化的材料被吹掉,形成切口。
通过不断重复这个过程,最终完成对材料的切割。
三、激光切割机的特点激光切割机具有以下几个显著的特点:1. 高精度:激光束可以被高度聚焦,因此切割过程中的热影响区域较小,能够实现高精度切割。
2. 高效率:激光切割机可以通过计算机控制移动轨迹,自动完成切割任务,工作效率高。
3. 可切割多种材料:激光切割机可以切割各种金属材料和非金属材料,如钢板、铝材、木材等。
4. 切割面质量好:激光切割机切割的切口较光滑,无毛刺,不需要二次加工。
5. 灵活性强:激光切割机可以根据实际需要进行定制,适用于各种形状和尺寸的切割任务。
四、激光切割机的应用领域激光切割机在各个领域有着广泛的应用,特别是在制造业和工艺品加工领域。
以下是部分应用领域的介绍:1. 金属制造业:激光切割机可以对金属材料进行高精度切割,广泛应用于汽车、航空航天等金属制造行业。
激光切割机具体产品参数介绍1.功率:激光切割机的功率通常以激光输出功率来表示,常见的功率有500W、1000W、2000W等。
功率越高切割速度越快,但也会增加设备的价格和能耗。
2.光束质量:激光切割机的光束质量是指激光束的聚焦度和聚焦点的大小,主要取决于激光器的质量。
光束质量好的设备可以实现更精细的切割效果。
3.切割速度:切割速度是指单位时间内切割的长度,一般以毫米/分钟为单位。
切割速度越高,生产效率越高。
4. 切割厚度:激光切割机的切割厚度取决于激光器的功率和切割材料的性质。
一般来说,激光切割机可以切割的金属材料的厚度范围在0.2mm到25mm左右。
5.切割精度:切割精度是一个评估激光切割机性能的重要指标,通常以毫米为单位。
切割精度受到多个因素的影响,包括激光光束的质量、切割速度及切割材料等。
6.工作区域尺寸:激光切割机的工作区域尺寸指的是设备可以切割的最大尺寸。
尺寸越大的设备可以处理更大尺寸的工件,适用于对工件尺寸要求较高的应用场景。
7.辅助气体类型:激光切割机通常需要辅助气体来帮助进行切割,常见的辅助气体有氧气、氮气等。
不同的辅助气体可以对切割质量产生不同的影响。
8.功能配置:激光切割机的功能配置也是用户选择的重要参数。
常见的功能配置包括自动上下料系统、自动换刀系统、智能识别系统等,这些功能可以提高设备的使用便捷性和生产效率。
9.设备重量和尺寸:设备的重量和尺寸也是购买时需要考虑的因素,尤其是对于有空间限制的用户来说。
10.功耗:功耗是指设备在工作时所消耗的电能。
功耗越高,设备的运行成本也就越高。
以上是激光切割机的一些具体产品参数介绍,用户在选择购买时可以根据自己的需求和预算来确定合适的设备。
同时,建议用户在选择购买前还要了解设备的质量、售后服务等方面的信息,以确保购买到性价比高的产品。
激光切割机工作原理激光切割机是一种高精度的切割设备,广泛应用于金属加工、纺织、汽车制造等行业。
其工作原理是利用激光束的高能量密度将工件表面局部加热至融化或汽化状态,然后通过气体喷射将熔化的材料吹散,从而实现切割的目的。
激光切割机主要由激光器、光束传输系统、切割头和控制系统组成。
1. 激光器:激光器是激光切割机的核心部件,其作用是将电能转化为激光能。
常见的激光器包括CO2激光器和光纤激光器。
CO2激光器利用CO2气体的分子能级跃迁产生激光,光纤激光器则利用光纤传导激光能量。
2. 光束传输系统:光束传输系统的主要作用是将激光能量从激光器传输到切割头。
光束传输系统通常由准直器、反射镜和光纤组成。
准直器用于调整激光束的直径和形状,反射镜则用于改变激光束的传输方向,光纤则用于将激光束传输到切割头。
3. 切割头:切割头是激光切割机的关键部件,其作用是聚焦激光束并将其聚焦到工件表面。
切割头通常由透镜、喷嘴和辅助气体系统组成。
透镜用于将激光束聚焦到极小的焦点,喷嘴则用于喷射辅助气体,辅助气体可以将熔化的材料吹散,并冷却切割区域,提高切割质量。
4. 控制系统:控制系统是激光切割机的智能化核心,其作用是控制激光切割机的运行和切割过程。
控制系统通常由计算机、控制卡和运动控制器组成。
计算机用于处理切割图形和控制指令,控制卡则负责将计算机生成的指令转化为电信号,驱动激光器和运动控制器。
运动控制器用于控制激光切割机的运动,实现精确的切割。
激光切割机的工作过程如下:首先,通过计算机软件绘制切割图形,并将图形传输到控制系统。
控制系统接收到图形后,将其转化为控制指令。
然后,控制卡将指令发送给激光器和运动控制器。
激光器开始工作,产生高能量密度的激光束。
激光束经过光束传输系统传输到切割头,切割头将激光束聚焦到工件表面,形成一个极小的焦点。
同时,喷嘴喷射辅助气体,将熔化的材料吹散,并冷却切割区域。
运动控制器控制激光切割机的运动,使切割头按照预定的路径进行切割。
《课程设计》任务书班级:姓名:设计题目:激光切割机传动工作台机械结构设计及控制电路设计要求完成的内容:1双坐标数控工作台机械伺服结构数字化三维建模;2双坐标数控工作台机械伺服结构装配图(A1图)1张;3运动控制电路原理图设计(A2)1张;4设计计算说明书一份(1万字左右,20~25页)。
发题日期:2012年2月20日完成日期:2012年3月24日指导教师:摘要激光是一种光,与自然界其电发光一样,是由原子(分子或离子筝)跃迁产生的,而且是自发辐射引起勺。
激光虽然是光,但它与普通光明显不同是激光仅在最初极短的时间内依赖于自发辐射,此后的过程完全由激辐射决定,因此激光具有非常纯正的颜色,几乎无发散的方向性,雕刻机,极高的发光强度。
激光同时又具有高相干性、高强度性、高方向性,激光通过激光器产生后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上,使加工物品(表面)受到强大的热能而温度急剧增加,使该点因高温而迅速的融化或者汽化,配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。
激光加工技术在广告行业的应用主要分为:激光切割、激光雕刻两种工作方式,对于每一种工作方式,我们在操作流程中有一些不尽相同的地方。
间单的说,由激光器,机床,切割头,光路系统以及配套(空压机,冷干机,冷水机)等组成;动力方面是用几台步进电机,按照顺序控制指令,进行轮流交换,以缩短钣材加工结束后上下料时间,从而提高生产效率。
激光切割:我们可以理解为是边缘的分离。
对这样的加工目的,我们应该先在CORELDRAW、AUTOCAD里将图形做成矢量线条的形式,气动打标机,然后存为相应的PLT、DXF格式,用激光切割机操作软件打开该文件,根据我们所加工的材料进行能量和速度等参数的设置再运行即可。
激光切割机在接到计算机的指令后会根据软件产生的飞行路线进行自动切割。
如:现有金运激光切割机,可以根据电脑绘制好的模板,然后直接输入电脑,自动切割图形。
现有的激光切割机一般都有自己的硬盘,可输入海量数据源。
简介方便。
关键词:激光切割、激光器、机床、切割头、光路系统、步进电机目录1、绪论 (1)1. 课题背景 (1)1.2完成内容 (2)1.3 总体设计方案分析 (2)2、机械部分XY工作台及激光切割机详细构造 (4)2.1 XY工作台的设计 (4)2.2激光切割机详细构造 (5)3、步进电机及其传动机构的确定 (6)3.1步进电机的选用 (6)3.2齿轮传动机构的确定 (7)3.3步进电机惯性负载的计算 (7)4、传动系统刚度的分析 (9)4.1根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度 (9)4.2量进给的灵敏度来确定传动系统刚度 (9)5、控制系统设计 (10)5.1确定机床控制系统方案 (10)5.2 主要硬件配置 (10)6、结论 (20)参考文献 (21)1、绪论1.1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。
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这是激光表面高了10倍。
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一个重要趋势。
激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。
从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。
在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙炔火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。
七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。
为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。
各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。
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。
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。
1.2完成内容(1)横向进给伺服系统机构部分设计(2)数控化系统控制与驱动硬件电路原理设计(3)零件图设计(4)说明书一份1.3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:采用89C51主控芯片对数据进行计算处理,由I/O接口输出控制信号给驱动器,来驱动步进电机,经齿轮机构减速后,带动滚珠丝杠转动,实现进给。
其原理示意图1-1。
图1-1 系统总体原理图微机控制线路图参考MCS-51系列单片机控制XY工作台线路图。
步进电机参照RORZE株式会社的产品样本选取,以保证质量和运行精度,同时驱动器也选用RORZE的配套驱动器产品。
滚珠丝杠的生产厂家很多,本设计参照了汉江机床厂、南京工艺装备制造厂的样本资料,力求从技术性能、价格状况、通用互换性等各方面因素考虑,最后选用南京工艺装备厂的FFZD系列滚珠丝杠,即内循环垫片预紧螺母式滚珠丝杠副。
本设计弃用Z80,而选用单片机。
单片机体积小、抗干扰能力强,对环境要求不高,可靠性高,灵活性好,性价比大大超过了Z80。
比较后选用89C51为主芯片。
在使用过程中89C51虽有4K的FLASH(E2PROM),但考虑实际情况需配备EPROM和RAM,并要求时序配备。
选晶体频率为6MHz,89C51读取时间约为3t,则t=480ns ,常用EPROM读取时间约为200~450ns。
89C51的读取时间应大于ROM要求的读取时间。
89C51的读写时间约为4T,则TR=660ns,TW=800ns,常用RAM读写时间为200ns左右,均满足要求。
根据需要,扩展I/O接口8155,因显示数据主要为数字及部分功能字,为简化电路采用LED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。
2、机械部分XY工作台及激光切割机详细构造2.1 XY工作台的设计2.1.1主要设计参数及依据本设计的XY工作台的参数定为:①工作台行程:横向420mm,纵向250mm②工作台最大尺寸(长×宽×高):1100×900×300mm③工作台最大承载重量:280kg④脉冲当量:0.005mm\pluse⑤进给速度:60平方毫米/min⑥表面粗糙度:0.8~1.6⑦设计寿命:15年2.1.2 XY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。
XY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X向,上导轨为纵向传动系统,即Y向。
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初定工作台尺寸(长×宽×高度)为:1200×950×70mm,材料为HT200,估重为625N (W1)。
设中托座尺寸(长×宽×高度)为:1200×520×220mm,材料为HT200,估重为250N(W2)。
另外估计其他零件的重量约为250N (W3)。
加上工件最大重量约为120Kg(1176N)(G)。
则下托座导轨副所承受的最大负载W为:W=W1+W2+W3+G=665+250+250+1176=2301N2.2激光切割机详细构造两轴运动控制系统,包括导轨,滑块,步进电机,同步带,驱动器,驱动主板,电源。
激光光路系统包括,激光管,激光电源,激光控制系统,反射镜,聚光镜。
压缩空气系统包括,气泵,气路。
激光管降温系统包括,恒温水泵,水管。
附上:新光源激光切割设备各结构的作用(1)激光电源供给激光振荡用的高压电源。
(2)激光振荡器产生激光的主要设备(3)折射反射镜用于将激光导向所需要的方向。
为使光束通路不发生故障,所有反射镜都要用保护罩加以保护。
(4)割炬主要包括枪体、聚焦透镜和辅助气体喷嘴等零件。
(5)切割工作平台用于安放被切割工件,并能按控制程序正确而精确地进行移动,通常由伺机电机驱动。
(6)割炬驱动装置用于按照程序驱动割炬沿X轴和Z轴方向运动,由伺服电动机和丝杆等传动件组成。
(7)数控装置对切割平台和割炬的运动进行控制,同时也控制激光器的输出功率。
(8)操作盘用于控制整个切割装置的工作过程。
(9) 气瓶包括激光工作介质气瓶和辅助气瓶,用于补充激光振荡的工作气体和供给切割用辅助气体(10) 冷却水循环装置用于冷却激光振荡器。
激光器是利用电能转换成光能的装置,如CO2气体激光器的转换效率一般为 20%,剩余的80%能量就变换为热量。
冷却水把多余的热量带走以保持振荡器的正常工作。
(11) 空气干燥器用于向激光振荡器和光束通路供给洁净的干燥空气,以保持通路和反射镜的正常工3、步进电机及其传动机构的确定3.1步进电机的选用3.1.1脉冲当量和步距角已知脉冲当量为1μm/STEP,而步距角越小,则加工精度越高。
初选为0.36o/STEP(二倍细分)。