三自由度龙门切割机数控及等距伺服系统研究

摘要

该文设计了一台三自由度数控龙门切割机,它适用于大、中型平面板材及曲面板材零件的切割加工.该三自由度数控龙门切割机可采用多种切割方法,如激光切割、等离子切割、高压水切割等.进行了纵向、横向和垂直方向进给系统的设计计算,对龙门式结构框架进行了刚度的验算;设计了三自由度龙门切割机的数控系统,硬件系统采用主从式CPU结构,主CPU控制键盘,显示器,存储器,外设等等,而从CPU专门用来进行插补计算及等距伺服系统的控制,从而大大提高了系统的运行速度.设计了步进电机的驱动放大电路、光电隔离电路、越程报警电路、掉电保护电路以及等距伺服控制电路等.编制了一套系统软件,包括系统的初始化程序、逐点比较法直线插补和圆弧插补程序、加减速控制程序、等距伺服控制程序、键盘和显示器控制程序以及各中断服务程序等等.该套设备的投产使用将大大提高中国切割机的生产能力和自动化程度,对提高产品质量和企业的管理水平也能起到一定的作用.

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1背景及意义

1.2研究内容及国内外研究综述

1.3课题应用

1.4本章小结

2课题任务与总体方案确定

2.1课题任务

2.2总体方案确定

2.3本章小结

3机械部分设计计算

3.1机床的总体布局

3.2纵向进给运动的设计计算

3.3横向进给运动的设计计算

3.4垂直进给运动的设计计算

3.5支承件的刚度计算

3.6本章小结

4数控系统硬件电路设计

4.1基本硬件组成

4.2主要芯片选择

4.3驱动电路

4.4光电隔离

4.5功率放大器

4.6键盘

4.7显示器

4.8其它辅助电路

4.9本章小结

5切割机等距伺服机理

5.1等距伺服驱动原理

5.2等距伺服驱动控制程序流程图

5.3等距伺服驱动控制子程序

5.4本章小结

6数控系统软件设计

6.1数控系统软件设计的要求和步骤

6.2单片机系统的扩展

6.3逐点比较法直线插补

6.4逐点比较法圆弧插补

6.5加减速控制程序

6.6键盘扫描子程序

6.7各中断服务程序

6.8 LCD显示程序

6.9本章小结

附录

8结束语

9致谢

10主要参考文献