毕业设计---数控激光切割机的整体设计

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1、毕业设计说明书 1 第一章 绪论 1.11.1 激光激光技术概述技术概述 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。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

2、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

3、成为激光加工发展的一个重要趋势。 1.21.2 激光切割技术的应用激光切割技术的应用 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

4、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 毕业设计说明书 2 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。 1.31.3 设计任务设计任务 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