数控火焰切割机设计论文

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毕业设计论文-多功能大型数控火焰切割机设计【精品推荐】

本科毕业设计多功能大型数控火焰切割机设计摘要本课题对数控火焰切割机进行设计，根据需要该火焰切割机整体结构设计为大型龙门桥式结构。

该切割机主要用于工程机械制造。

首先，本文通过对火焰切割技术及数控火焰切割机在国内外的研究现状的分析，根据数控火焰切割机的技术指标对火焰切割机的总体结构进行了设计，其整体采用龙门桥式结构，对驱动装置进行分析并设计该驱动装置采用步进电动机，X，Y两个方向进给的开环控制系统。

其次对其横梁、传动件导轨及其他零部件进行设计与校核。

并通过对数控CNC系统进行分析进行软硬件部分及控制面板的设计。

确定其微机数控系统采用MCS-51 系列中的8051 单片机为控制微机。

对软件部分插补流程进行介绍。

最后，为了加工制造的方便还绘制了切割机的导轨传动图、数控火焰切割机控制组成框图、硬件组成框图、系统程序流程图、插补程序流程图、制面板图和火焰切割机的总装图。

关键词：单片机控制 , 数控焰切割机 , 龙门式 , 结构、微机设计IABSTRACTThis topic was carried out on the CNC flame cutting machine is designed, according to need the flame cutting machine overall structure design for large gantry bridge type structure. The cutting machine is mainly used in construction machinery manufacturing.First of all, this article through to the CNC flame cutting machine flame cutting technology and the domestic and foreign research present situation analysis, according to the numerical control flame cutting machine of the technical indicators to design the overall structure of the flame cutting machine, the overall structure of longmen bridge type, design analyze the driving gear and the driving device adopts stepper motor, the X, Y, two directions into to open loop control system. Secondly on the beams, columns, a guide rail and other transmission parts to carry on the design and checking. And through the analysis of nc CNC system for the design of hardware and software part and the control panel. Determine the microcomputer numerical control system adopts the 8051 single chip microcomputer MCS - 51 series microcomputer to control. Part of software interpolation process is introduced. Finally, to processing and manufacturing of convenient also mapped the cutter of guide rail transmission diagram, control composition block diagram of the CNC flame cutting machine, hardware block diagram, system program flow chart, interpolation panel diagram and program flow chart, system assembly diagram of the flame cutting machine.Keywords: single chip microcomputer control, CNC flame cutting machine, gantry type, structure, design of microcomputerII目录第1章绪论 (1)1.1 课题的意义和目的 (1)1.2 切割技术的种类及发展 (1)1.3 数控火焰切割简介 (1)1.3.1 火焰切割及数控火焰切割技术 (1)1.3.2 国内外数控火焰切割技术的发展 (2)1.3.3 数控火焰切割机的市场及发展 (3)第2章总体设计方案分析 (4)2.1 总体方案的确定 (4)2.2 设计参数 (5)2.3 总体控制构成 (5)2.4 机床整体结构设计 (6)2.5 简易数控火焰切割机整体示意图 (7)第3章机床主要部件设计与校核 (9)3.1 伺服系统 (9)3.1.1 伺服系统概述 (9)3.1.2 伺服系统的组成 (9)3.1.3 对伺服系统的基本要求 (9)3.1.4 伺服系统的分类 (10)3.2 步进电机的选取 (11)3.2.1 对于步进电动机的特点与设计要求 (11)3.2.2 步进电动机的选择 (12)3.2.3 X轴方向步进电机的校核 (14)3.2.4 y轴方向电机的选择和校核 (15)3.3 横梁 (16)3.3.1 横梁结构截面及尺寸设计 (16)3.3.2 横梁的校核 (17)3.4 传动件 (17)III3.4.1 传动装置类型的选用 (17)3.4.2 横向驱动齿轮的设计 (18)3.4.3 齿条的设计 (20)3.4.4 齿轮齿条的校核 (21)3.5 导轨的选型 (23)第4章微机数控系统设计 (25)4.1 CNC系统概述 (25)4.1.1 CNC系统简介 (25)4.1.2 CNC系统的组成 (25)4.1.3 CNC系统工作过程 (26)4.1.4 CNC 系统的主要功能 (27)4.1.5 CNC 系统的特点 (29)4.2 微机数控系统的硬件组成 (30)4.3 微机数控系统软件设计 (32)4.3.1 CNC系统的控制软件结构特点 (32)4.3.2 CNC系统的控制软件及其工作过程 (35)4.3.3 CNC系统软件的组成 (41)4.4 数控系统控制面板 (44)结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)附录1 设计图纸附录2IV第1章绪论1.1 课题的意义和目的火焰切割机是切割金属板材常用的设备，可以根据不同要求在板料上剪出不同的形状。

数控火焰切割工艺的探讨

关键词：割速度热变形割缝切割顺序切
在金属结构件生产过程中，控火焰切割机床的应用数越来越广泛，数控切割有一个特点是编程后切割过程不可干预。正是由于这一特点使工件切割过程中由于热变
影响数控火焰切割精度的因素主要有以下几种：热变形、割缝数值、割火焰、割速度、割火焰等等。对其切切切精度的控制主要从这几方面来考虑：
１热变形的控制
宽仅１１３～．ｍ的天车腹板时，隔２留一点，每ｍ割完后测量长度误差０ｌｍ，一ｍ宽度误差００５ｍ，￣．ｍ达到了工艺要求。
（）部打孔５内
合理的切割顺序可使钢板受热均匀，内部应力相互抵消，少热变形。因此切割工件内腔时应遵守以下原则：减
先内后外，小后大，圆后方，叉跳跃，繁后简等。先先交先Ａ、内后外：孔较多时，割中间的孑，步向外先内先Ｌ逐
Ｄ、交叉跳跃：一排孑时交叉跳跃切割，内应力相割Ｌ使
互抵消。
头，可使工件始终在母材内部切割，防止母材切断后在切
割过程中热变形应力使母材发生移位或者工件脱离约束
后移位。如图四：Ａ处打孔切割而不从板边切人使工件从始终处于母材内部，母材控制，其不发生大的位移。靠使

电火花线切割机床设计毕业论文

电火花线切割机床设计毕业论文一、概括当我们谈论电火花线切割机床的设计，我们其实是在探讨一种精密工艺的发展与创新。

这种机床在制造业中扮演着非常重要的角色，特别是在需要高精度切割的应用场景中。

本次毕业论文的目的，就是深入探索电火花线切割机床的设计原理与实践，理解其结构特点和操作方式，以推动其在现代制造业中的进一步发展。

论文首先从电火花线切割机床的基本原理开始，简单介绍了其工作原理和应用领域。

接着我们会深入探讨其设计的各个方面，包括机械结构、控制系统、切割工艺等。

设计的每一个环节都至关重要，它们共同决定了机床的性能和精度。

此外我们还将关注机床的实用性和创新性，试图通过设计优化，提高机床的效率和稳定性。

1. 研究背景和意义随着制造业的飞速发展，电火花线切割技术已成为现代工业生产中不可或缺的一部分。

这种技术广泛应用于汽车、航空、模具制造等领域，对高精度零部件的加工起着至关重要的作用。

然而随着市场需求的变化和技术进步的要求，现有的电火花线切割机床在某些方面已经不能满足现代工业的需求。

因此对电火花线切割机床的设计进行深入研究，具有重要的现实意义。

此外随着科技的快速发展，各行各业对产品质量的要求越来越高，这也对电火花线切割技术提出了更高的要求。

因此对电火花线切割机床的设计进行研究，有助于我们更好地满足市场需求，提高我国制造业的竞争力。

那么我们该如何进行设计研究呢？接下来我将为大家详细介绍。

2. 电火花线切割机床的发展现状和趋势随着制造业的飞速发展，电火花线切割机床作为重要的加工设备，一直在不断地进步和发展。

说起电火花线切割机床，我们不禁要关注它的现状以及未来的趋势。

目前电火花线切割机床已经广泛应用于各个领域，特别是在模具制造、航空航天、汽车制造等行业。

它的加工精度高、速度快，能够适应各种复杂形状工件的加工需求。

不过随着科技的进步，电火花线切割机床也在不断地进行技术革新。

我们知道现在的电火花线切割机床越来越智能化，自动化技术的应用使得机床的操作更为简便，加工精度也进一步提高。

数控激光切割机设计论文

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
故本处的Go=（0.2-0.3）， =18.4-27.6N。对照样本参数,这里的Go非常小，选定导程为4的滚珠丝杠副。
3.2 滚珠丝杠副的传动效率
滚珠丝杠副的传动效率为:
式中ψ—滚珠丝杠的螺纹升角
ρ＇—当量摩擦角
根据当量摩擦系数和当量摩擦角关系（见表3.1），前面已经定v=1m/s，材料选择灰铸铁HRC≥45。
KeywordsCNC,laser cutting machine tools, architecture, design
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
ABSTRACT……………………………………………………………………………………Ⅱ
1 绪论
1.1课题背景
toco13hzu1绪论111课题背景112现实意义113设计任务114总体设计方案分析22机械部分xy工作台及z轴的基本结构设计421xy工作台的设计4211主要设计参数及依据4212xy工作台部件进给系统受力分析4213初步确定xy工作台尺寸及估算重量422z轴随动系统设计53滚珠丝杠传动系统的设计计算631强度计算632滚珠丝杠副的传动效率64直线滚动导轨的选型85步进电机及其传动机构的确定951步进电机的选用9511脉冲当量和步距角9512步进电机上起动力矩的近似计算9513确定步进电机最高工作频率1052齿轮传动机构的确定10521传动比的确定10522齿轮结构主要参数的确定1153步进电机惯性负载的计算116传动系统刚度的讨论1361根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度1362根据微量进给的灵敏度来确定传动系统刚度137消隙方法与预紧1571消隙方法15711偏心轴套调整法15712锥度齿轮调整法16713双片齿轮错齿调整法1672预紧178数控系统设计1881确定机床控制系统方案1882主要芯片配置18821主要芯片选择18822主要管脚功能18823eprom的选用19824ram的选用2082589c51存储器及io的扩展208268155工作方式查询21827状态查询228288155定时功能22829芯片地址分配2383键盘设计24831键盘定义及功能24832键盘程序设计2484显示器设计28841显示器显示方式的选用28842显示器接口298438155扩展io端口的初始化2985插补原理3086光电隔离电路3187越界报警电路3188总体程序控制32881流程图32882总程序329步进电机接口电路及驱动34结论38参考文献39致谢401绪论11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

机械毕业设计(论文)-火焰切割机设计【全套图纸三维】

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：火焰切割机学生姓名：学号：0604103423专业：机械设计制造及其自动化班级：机械06-4班指导教师：摘要：随着工业现代化的发展，设备自动化系统在工业工程中占有越来越重要的地位。

在钢铁冶金中，火焰切割机是最传统的热切割方法，不论是钢坯加工还是钢板加工，都有广泛应用。

本设计是基于对由德国GEGA公司生产，提供给包钢炼钢厂使用的大型小车式火焰切割机的研究、理解、和仿效而完成的。

其中包括了总体分析、机架设计、小车设计、电机选取等部分的设计、计算及校核。

关键字：火焰切割机、设计、校核、测量滚、同步运行、Abstract:目录摘要： (1)Abstract: (1)第一章绪论 (7)1.1 火焰切割 (7)1.1.1 工艺过程 (7)1.1.2 必要条件 (7)1.1.3 材质 (7)1.2 关于火焰切割机的术语级名词解释 (7)第二章火焰切割机具体说明 (9)2.1 火焰切割机总体描述 (9)2.1.1 火焰切割机作用 (9)2.1.2 火焰切割机同步运行 (9)2.1.3 火焰切割机设备说明 (9)2.2 火焰切割机技术说明 (9)2.2.1 火焰切割机设备结构 (9)2.2.1.1 火焰切割机框架结构 (10)2.2.1.2 火焰切割机的包括运行驱动装置在内的箱体 (11)2.2.1.3 火焰切割机切割枪小车——圆坯铸机 (13)2.2.1.4 火焰切割机切割枪小车——方坯铸机 (14)2.2.1.5 火焰切割机的夹紧 (14)2.2.1.6 火焰切割机限位开关装置 (15)2.2.1.7 火焰切割机的机器位置编码器 (15)2.2.1.8 火焰切割机的粒化 (15)2.2.1.9 测量辊 (16)2.2.2 火焰切割机的气体——工艺设备 (17)2.2.2.1 火焰切割机的气体控制盘（每台设备一个） (17)2.2.2.2 火焰切割机通往机器的介质供给 (18)2.2.2.3 火焰切割机机器上的介质供给 (18)2.2.2.4 火焰切割机装有SDS 36F 烧嘴的SB 500F 重型切割枪 (19)第三章总体方案设计 (20)3.1 火焰切割设备的特点 (20)3.2 切割设备方案 (20)3.2.1 火焰切割设备 (20)3.2.1.1 切割机的结构方案 (20)3.2.1.2 切割枪方案 (21)3.2.1.3 切割枪传动方案 (23)3.2.1.4 同步机构方案 (24)3.2.1.5 端面检测器方案 (27)3.2.1.6 自动定尺装置方案 (27)第四章火焰切割主要参数的确定 (28)4.1 气体压力（切割操作台前） (28)4.2 气体消耗量（按一个切割枪） (28)4.3 最小切割长度 (29)4.4技术数据 (30)4.4.1火焰切割机的详细说明 (30)4.4.1.1 尺寸 (30)4.4.1.2 速度 (30)4.4.1.3 铸坯尺寸 (31)4.5 火焰切割机小车夹紧力 (32)第五章立柱设计 (33)5.1机架设计准则： (33)5.2机架设计的一般要求： (34)5.3 立柱的设计 (35)5.3.1 立柱外形 (35)5.3.2 立柱截面形状 (35)5.3.3立柱热处理 (36)第六章电机的选择 (37)6.1 变速方式 (37)6.1.1无级变速 (37)6.1.2 有级变速 (38)6.2 步进电机启动有突跳启动和升速启动。

大直径开孔数控火焰切割机的研制

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大直径开孔数控火焰切割机的研制
王宗义= ，胡胜海! ，赵世军=
（ =( 哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨 =>***= ； !( 哈尔滨工程大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨 =>***= ）摘$ 要：介绍了 ?@@ A = 型大直径开孔数控火焰切割机的设计方案及实际使用情况( 该设备可完成在圆柱壳体上的大直径相贯圆孔的开孔及切坡口工作，开孔直径范围（ ! =( * B #( * C） ( 所开孔可以是正交孔，也可以是偏心孔，并可切割变角度上下坡口( 割炬高度变化范围： =( * C，切割厚度变化范围： #* B =!* CC，切割圆孔精度： D = CC( 采用齿圈转桥式旋转机构、悬臂和弧板式枪摆机构相结合的结构设计( 采用程序控制、示教和人机共享控制相结合的控制策略( 工控机作为数控系统主机，三相混合式步进电机作为控制电机，光电编码器作为测量器件( 本文着重对机械结构设计、数控系统软硬件设计进行了讨论，并给出了设计中应注意的一些问题( 本设备已成功地应用于舰船建造( 关键词：大直径开孔；数控切割机；圆柱面；相贯线中图分类号： EF"G!#$ 文献标识码： H$ 文章编号： =**+ A I*"# （ !**# ） *# A *!>G A *>
定心移动的功能! 我们设计由安装了螺旋机构 " 个支腿的完成工艺架水平调整，在架面上设计丝杠螺母机构完成定心! 如图 # 和 " 所示!
图 $% 数控切割机的机械结构 &’(! $% )*+,-.’+-/ 0102*3 45 676 +822’.( 3-+,’.*

龙门式数控火焰切割机横向进给系统的设计设计

1 绪论1.1 切割机的研究现状1958年英国氧气公司试制成功了世界上第1台数控切割机，开创了数控切割的新纪元。

随后，发达国家都相继开展了对数控切割的技术、工艺、相关配套软件和设备的深入开发研究工作，如今，针对不同的工件对象，人们可分别采用数控、机器人切割等多种切割方法；为了满足各种材质的切割性能和精度要求，又可以选用火焰、等离子、激光等与之相适应的切割工艺，真正达到了为用户提供全面解决问题的方案。

我国数控切割技术开发研制是在20世纪80年代初、伴随着微电子技术的成熟并获得广泛应用的基础上开始起步的，经历20多个春秋的持续发展，终于取得了可喜的成就。

目前国产数控切割产品的种类和规格已相当齐全，其中部分产品在技术、性能、指标和功能上均已接近或达到国际上同类产品的水平。

在此就数控切割技术在我国应用情况作一个回顾，并对其介绍其优缺点。

1.1.1数控火焰切割20世纪70年代中期，我国研究了船体线型的数学光顺及曲面外板展开的计算机辅助设计程序，该程序系统产生的输出结果可用于数控加工，从而使船体钢板下料切割不再需要经过实尺放样——制作样板——在钢板上画线——用手工或半自动切割这么多道繁琐的工序，由此而来，应用数控切割船用钢板的优越性立刻展现出来，它既节省了工时、放样台场地和样板材料，又能减轻工人劳动强度，极大地提高了工效。

1.1.2数控等离子切割我国数控等离子切割技术开发研制是在数控火焰切割技术趋于成熟并获得广泛应用的基础上开始的。

20世纪80年代末、90年代初，钢板和其他金属材料的切割量急剧增大，高速度、高效率的数控等离子切割技术日益受到包括造船在内的制造业界的重视，而当时国产设备还一时无法担此重任，许多厂不得已只能花巨资，率先从国外引进数控等离子切割机，以解生产上的燃眉之急。

大量进口机器的接踵而至，给国内同行以极大的鞭策，更激发了我们发愤图强研制先进设备以替代进口设备的使命感和紧迫感。

另一方面，国外先进设备的引进，也为我们提供了难得的学习和借鉴机会。

QC成果论文最终版

数控火焰切割机切割技巧及质量控制一、数控火焰切割机下料技术介绍金属结构件生产中，钢板切割一般有数控火焰气割、等离子切割、激光切割等。

其中数控火焰切割是利用气体火焰将钢材表层加热到燃点形成活化状态，然后送进高纯度、高流速的切割氧，使钢中的铁在氧氛围中燃烧生成氧化铁熔渣同时放出大量的热。

借助这些燃烧和熔渣不断加热钢材的下层和切口前缘使之也达到燃点直至工件底部。

与此同时切割氧流的动量把熔渣吹除，从而形成切口将钢材割开。

二、小组情况三、选题课题随着钢材价格的上涨，对于金属结构件机械厂来说，材料成本基本占到成品成本的60%左右，为了降低成本，提高下料板材利用率，切割技巧和质量也越来越成为下料环节中的焦点。

本次QC专题就主要对在影响数控火焰切割机切割质量的一些因素进行有效的分析并针对各种因素提出解决方案，从而提高切割质量。

所以小组选题：数控火焰切割机切割技巧及质量控制。

四、现状调查QC小组对本厂数控火焰数控切割机下料图进行检查，得出板材利用率制成折线图（如下图一），发现部分排料时异形件搭配还不够合理，平均利用率为88.23%低于公司92%指标要求；又对合理搭配后切割的异形件剩余边角料进行测量标识，得出切割异形件后的余料占原料板的5%，又因剩余余料为不规则图形，导致常年废弃搁置、丢失；QC小组并对数控火焰切割机操控人员进行了实际考核，发现切割方法单一、为了赶工期出现切割损伤原件；QC小组还对新进原材料进行调查，发现遇弧门槽原件下料时，60%的原材料板宽不合适，导致切割下料时造成废弃窄条较多，严重影响板材利用率；还存在下好原件存放因不规范，导致材料丢失，为不影响工期重复切割下料等一系列问题。

图一五、设定目标1、原材料利用率达到公司92%的指标要求；2、废弃边角料利用率要达到50%的要求；3、增加采用新型切割方式，除保证达到公司指标要求之外，保证切割质量。

六、分析原因针对原材料利用率低下的问题，小组成员一起讨论，绘制了如下因果图（如图二）：人设备赶工期忽略利用率钢板边角保留余量太大纵向电机对角线不正设备老化材料选择错误原材料尺寸不合理下料排版不合理材料方法操作者素质切割气体及火焰的选择切割速度及割嘴型号合理的零件布局及切割顺序板材利用率低切割方式单一图二七、确定主要原因小组根据因果图展示的原因全貌，找出末端原因来进行逐条识别、确认。

便携式数控火焰切割机毕业设计(nxpowerlite)[管理资料]

1 引言近年来，由于机械工业飞速发展的需求和国外先进技术的引进，我国切割技术无论在新工艺的开发方面，还是在新能源的利用方面都有了长足的发展。

自动化、半自动化切割技术的发展，使得切割技术可以代替部分机械加工，大大提高了工作效率，还可以提高金属材料的利用率。

它适用于造船工业，重型机械，化工设备，锅炉制造，机车车辆，石油化工等制造行业的高精度钢板热切割的新型自动化设备。

气体火焰切割是热切割中最早被采用和最常用的工艺方法，这种切割方法设备简单、操作方便灵活、投资费用少、切割质量好等特点。

尤其是能够切割各种含曲线形状的零件和大厚度工件等一系列特点使得它自进入工业领域以来一直作为工业生产中切割碳钢和低合金钢的基本方法而被广泛采用。

而数控火焰切割机在此基础上，增加了数控控制系统，是应用计算机数字程序控制的全自动化切割设备。

便携式数控火焰切割机则是在数控火焰切割机的基础上又更进一步的做了改进，使之经济适用性更强，范围更广【1】。

、现状及前景数控氧气切割法是20世纪初发明的。

由于它有独特的优点，例如设备简单、灵活方便、生产率高、切口质量好，特别是能够切割厚度大和形状复杂的零件，从而成为金属加工中一种非常重要的和有效的加工工艺方法，因此在工业上得了相当广泛的应用。

从20世纪70年代以来，数控氧气切割技术在我国得到了巨大发展。

从可以切割的金属材料范围来看，不但可以切割一般的碳素结构钢，用空气等其他离子装置及激光装置也可以很好地切割不锈钢、高合金钢、铜、铝、铜合金、钛和钛合金等。

在切割工艺方面上讲，除了可以进行一般的切断切割外，还形成了叠切割、水下切割、表面气刨、特厚钢材切割和精密切割等其他新的加工工艺，同时也可以用来切割各种形式的焊缝坡口。

在切割设备方面，为了提高火焰切割加工的精度和机械化自动化程度，进而提高切割产品的质量和板材的利用率，而先后创造了多种型式的切割设备，例如：手提式切割机、轻便式半自动切割机、坐标式自动切割机、半自动多向切割机、型钢切割机、多割炬门式切割机、数控火焰切割机及数控火焰等离子切割机。

火焰切割机的电气设计(一)

火焰切割机的电气设计（一）论文关键词：火焰切割机火焰切割机电气控制火焰切割机PLC论文摘要：火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯较长时，金属损耗则较少。

本次课题实际内容主要是针对火焰切割机的电气控制部分进行研究和设计，本文引用电气控制PLC原理，通过各种电气元件的选型和计算，以及PLC程序的编译，简单的介绍了该火焰切割机电气控制方面的设计过程和设计方法。

火焰切割机的电气设计包括PLC、变频器、控制变压器、低压电气元件的选型以及STEP 7的程序编译。

1 绪论1.1 连续铸钢的概念连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。

自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。

20世纪70年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。

1.2 连铸比的概念连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。

1.3 国内外连铸技术的发展1.3.1 国外连铸技术的发展概况20世纪50年代，连铸开始用于钢铁工业生产。

连铸坯产量仅有110万t 左右，连铸比约为0.34%20世纪60年代，弧型连铸机问世，连铸进入了稳步发展时期。

年产铸坯能力达4000万t以上，连铸比达5.6%。

20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术大发展，连铸进入了迅猛发展时期。

铸坯产量已逾2亿t，连铸比上升为25。

8%。

20世纪80年代，连铸进入完全成熟的全盛时期。

数控火焰切割机设计论文

中文摘要摘要本课题所设计的数控火焰切割机是一种小型切割设备，它可以很方便的对金属材料进行直线或曲线切割，可广泛应用于机械、建筑、化工、航天等行业。

首先，本文通过对火焰切割技术及数控火焰切割机的国内外研究现状的分析，对火焰切割机的总体结构进行了设计，整体采用龙门式结构，纵向、横向和垂直三个方向进给运动均选用步进电动机带动滚珠丝杠传动的开环控制系统。

由于火焰切割机切割工件时无切削力，所以纵向进给运动采用电机直接驱动工作台运动来完成。

其次，利用三维设计软件Solid Works完成了火焰切割机各零件的三维实体造型，并根据各零部件之间的定位关系，完成了总体装配，验证了设计的合理性。

最后，为了加工制造的方便还绘制了切割机的所有零部件和装配体的工程图。

关键词：数控火焰切割机，龙门式，结构设计，Solid WorksIAbstractThe CNC flame cutter designed in this topic is small cutting equipment. It can easily cut metal materials with linear or curvilinear drawings and can be widely used in machining, architecture, chemical industry, spaceflight and other industry.Firstly, through the analysis of research actuality about the flame cutting technology and the CNC flame cutting machine at home and abroad the whole structure of the flame cutter is designed in this article. The whole structure uses the gantry structure, the open-loop control systems, using stepping motor to drive ball screws, were chosen at longitudinal, horizontal and vertical directions. Since there is no cutting power when the flame cutter cuts work-piece, therefore, the vertical movement is provided by the movement of worktable driven directly by stepping motor. Secondly, the three-dimensional entity modeling of all the flame cutter parts is finished by using the three-dimensional design software Solid Works and the assembly of the whole is accomplished through the orientation of every parts to validate the rationality of the design. In the end, all the drawings of parts and assembly are protracted in order to facilitate the manufacture.Keywords：Numerical control flame cutter, gantry type, Structural design, Solid WorksII目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................. I I 目录.. (III)第一章引言 (1)1．1切割技术的种类及发展 (1)1．2数控火焰切割简介 (1)1．2．1 火焰切割及数控火焰切割技术 (1)1．2．2 国内外数控火焰切割技术的发展 (2)1．2．3 数控火焰切割机的市场及发展 (3)第二章机床总体设计及软件平台选择 (5)2．1总体方案的确定 (5)2．2控制及传动系统选用 (5)2．3割矩设计 (6)2．4S OLID W ORKS软件平台简介 (7)2．5S OLID W ORKS 的主要特点 (8)第三章数控火焰切割机伺服系统设计................................. 错误！未定义书签。

龙门式数控火焰切割机结构设计(毕业设计论文)

图书分类号：密级：毕业设计(论文)龙门式火焰切割机传动及控制设计THE DESIGN OF TYANSMISSION AND CONTYOL IN THE GANTRY FLAME CUTTINGMACHINE学生姓名学院名称专业名称指导教师20**年5月27日摘要本课题针对龙门式火焰切割机的横梁及火焰切割头的控制进行了设计。

横梁的机构设计主要对其结构的确定，之后对传动装置进行了选择及计算检验，最后对主要传动的零部件进行选择校核。

其中主要对滑动丝杠和滚动丝杠的强度及传动效率等进行了计算校核。

并对横梁设计中存在的结构部件的联接问题进行了改进。

火焰切割头是在传动装置的基础上运用丝杠的转速控制运动，用单片机控制电机的转速来达到效果。

对控制电路设计也做了系统的详解，主要对所涉及的键盘、显示器、主要芯片做了选取应用。

关键词火焰切割机；电气控制；横梁设计；单片机AbstractThis essay analyzes that the design of the beam and the control of flame cutting head of the gantry flame cutting machine.The design of the beam of mechanism main determining its structure of the transmission device, then the selection and operation of the main transmission inspection, finally the choose of the parts inspection. The major of sliding screw and rolling ball screw's strength and transmission efficiency is calculated respectively.And problems existing in the connect of parts, in the design of structure of the beam ,are also improved. Flame cutting in the head is based on transmission device using screw speed control movement, with single-chip microcomputer control motor speed to achieve results. I also make a system explanation of the control of circuit design, involved mainly to make the selection and applications of the keyboard, display, main chip.Keywords flame cutting machine electrical control the design of the beam microcontroller目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求 (1)1.1.1 课题的意义和目的 (1)1.1.2 研究范围和技术要求 (1)1.2 龙门式火焰切割机的简介和特点 (1)1.2.1 简介 (1)1.2.2 特点 (2)1.3国内外的现状 (2)1.4 发展前景 (3)2 总体方案设计 (5)2.1 总体方案的设计 (5)2.1.1 功能与技术参数的分析 (5)2.1.2 横梁机构设计简介 (5)2.1.3双切割头横向移动电气控制设计简介 (5)2.2 立柱的设计 (5)2.2.1 机架的设计准则及要求 (5)2.2.2 立柱结构 (6)3 横梁机械机构设计 (9)3.1 龙门式横梁结构设计 (9)3.1.1 确定龙门式火焰切割机横梁结构 (9)3.1.2 传动装置类型的选用 (9)3.1.3 传动方案的选取 (10)3.2 机床零部件的设计 (10)3.2.1 丝杠副的选取 (11)3.2.2导轨的选型及计算 (15)3.2.3联轴器的选取 (16)3.2.4轴承的选取 (18)3.2.5立柱底座横向进给的滚动丝杠的计算 (19)3.2.6 步进电机的选取 (21)4 电气控制设计 (25)4.1拟定机床控制系统方案 (25)4.2组成元件的介绍 (25)4.2.1主要芯片的选取 (25)4.2.2 键盘接口原理 (25)4.3 控制电路设计 (26)4.3.1 使用多片EPROM的扩展电路 (26)4.3.2 89C51主要管脚功能 (27)4.3.3 静态RAM芯片的选用 (27)4.3.4 8155工作方式查询 (28)4.3.5 89C51的存储器及I/O的扩展 (29)4.3.6 8155状态查询 (30)4.3.7 8155内部定时电路 (30)4.3.8 89C51地址分配 (31)4.3.9 8155扩展I/O端口的初始化程序设计 (32)4.4 键盘电路设计 (33)4.4.1键盘功能 (33)4.4.2 键盘程序设计 (33)4.5闪光报警电路 (36)4.6 显示器设计 (36)4.6.1显示器显示方式的选取 (36)4.6.2显示器接口电路 (36)4.7光电隔离电路选用 (36)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载此设计说明书（不包含CAD图纸）。

数控火焰切割机的设计

研究内容
①熟悉数控火焰切割机的发展历程，特别是近十几年来的龙门式火焰切割机
②熟练掌握火焰切割机机械部分的设计；
③熟练掌握电气控制系统的设计
④掌握单片机的原理及选取方法
⑤能够熟练使用UG，CAD。针对三维UG图，将UG图转换为二维CAD。
⑥熟练使用CAD提供的图层工具。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及（1）实验方案
通过不同的零件的选取与比较，选择最佳方案，以避免设计过程中可能出现的计算结果与设计要求不符的严重情况，再参考国内外类似产品的数据，以避免设计结果难以符合市场需求的后宫。
（2）研究方法
①用UG对产品进行三维设计，仔细观察产品的外观，思考产品的可能缺陷
②在不同的原始数据下，对同一个方案做不同的计算，在不同的零件组成下，比较各个方案的优劣。
2013年3月19日-2013年5月11日：设计方案计算。
2013年5月14日-2013年5月18日：完成零件与装配图。
2013年5月19日-2013年5月20日：毕业论文撰写和修改工作。
预期成果：完成数控火焰切割与三维图的的机械部分与电气控制系统的设计，以及二维图与三维图的成型。
特色或创新之处
①使用UG画图，将三维图转为二维图。
无锡太湖学院
毕业设计（论文）
开题报告
题目：数控火焰切割机的设计
信机系机械工程及自动化专业
学号：
学生姓名：
指导教师：（职称：副教授）
（职称：）
2012年11月28日
课题来源
生活实践
科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）
（1）课题科学意义
在机械加工过程中，经常需要对板材进行切割操作，板材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、材料浪费大、尺寸误差大、后续加工工作量大，同时往往工作条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。数控切割机切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割的切割质量、效率，减轻操作者的劳动强度。目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。随着现代机械工业的发展，对板材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高，因而数控切割机的发展和提高迫在眉睫。数控火焰切割机作为最常见的切割金属板材的设备，对于它的设计课题符合现代工业发展的要求。

数控电火花线切割机设计

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前言1.国内外发展状况我国数控线切割机床的拥有量占世界首位，技术水平与世界先进水平差距也逐渐缩小，尤其近年来计算机技术的应用和线电机电火花技术结合实现了各种复杂复杂形状的模具和零件加工的自动化，其控制精度可达1mm实际加工精度可达±0.01mm，表面粗糙度可达Ra1.25~2.5μm..电火花线切割加工技术作为一种特种加工技术，具有很强的使用价值，其工艺手段在许多情况下是常规制造技术无法取代的，其中主要的原因是电火花线切割加工具有任何硬度的导电金属材料，且加工过程中不受宏观力的作用，从而可保证较好的加工精度与表面质量。

随着现代化技术的飞速发展，电火花线切割机床不仅产量急剧增加，技术水平也明显提高，主要表现在加工指标、加工工艺及其自动化程度方面。

（1）加工指标大大提高目前线切割机床加工精度可达直线度1~2 mμ，椭圆度2 mμ，拐角处的塌角近似0；加工粗糙度可达maxaR=2~3mμ，加工速度可达20021.minmm-，电火花切割加工技术跨入精密、高效、表面粗糙度低的领域。

（2）加工工艺日趋完善为了追求加工指标的进一步提高，除了改进机床结构脉冲电源以及控制系统外，另一个重要的方向是研究线切割加工工艺。

（3）自动化程度越来越高最近几年问世的电火花线切割机床几乎全是CNC控制系统，除有程序自动编制装置（包括编程、打印程序清单等）还有自动加工穿丝孔装置、自动接线装置以及自动上料机构等。

（4）电火花线切割机床的三化①标准化各个制造厂都有企业标准、行业标准，有的国家还制定同类产品的国家标准；②通用化零部件的通用化对发展系列产品十分重要，因此一台基型产品研制成功之后就很自然的向两头系列产品延伸；③系列化为了满足不同用户的需要，必定要发展各种规格、不同功能系列产品2.未来的发展方向：为了提高生产力和改善加工质量，超高精度加工是关键技术。

火焰切割机的电气设计论文

火焰切割机的电气设计论文SIMATICS7-300是一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。

模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于掌握等特点，使得S7-300在以下工业部门中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案：l生产制造工程l汽车工业l通用机械制造l专用机械制造l各种类型的专用机床OEMl塑料加工l包装工业l食品和饮料工业l工艺过程工程（例如，供水、排水、建筑服务设施等）S7-300具有以下显著特点：l循环周期短、处理速度高l指令集功能强大、可用于空间有限的场合l模块化结构、适合密集安装l有不同档次的CPU、各种各样的功能模块和I/O模块可供选择l100%免维护l已检定合格的、可在恶劣气候条件下露天使用的模块类型S7-300是由各种模块部件所组成，各模块能以各种不同方式组合在一起。

这表明可将控制系统设计成完全符合应用的需要。

除了模块之外，用户其他所需要的就是一种DIN标准导轨。

各模块安装在导轨上，并用螺丝固定。

这种结构形式既可靠又电磁兼容。

背板总线集成在各模块上，通过将总线连接器插在模块机壳的背后，使背板总线联成一体。

最多8个模板可一起装在一个机架上（中央控制器/扩展单元）。

4.3PLC模块简介（1）CPU模块CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。

在PLC控制系统中，CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。

S7-300/400将CPU模块简称为CPU。

（2）信号模块输入（INPUT）模块和输出（Output）模块简称为I/O模块，开关量输入、输出模块简称为DI模块和DO模块，模拟量输入、输出模块简称为AI模块和AO 模块，它们统称为信号模块。

信号模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。

输入模块用来接收和采集输入信号，开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电动机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流电压信号。

数控切割机论文

数控切割机的调试摘要：本文论述了数控切割机在调试方法及步骤，分别对切割机的硬件和软件部分进行调试。

全面阐述了轨道、斯达特系统参数和A4/A5松下伺服驱动器参数的设置，通过对这些参数的修改和调试，使切割机能充分发挥它自身的功能，让其能达到该有的控制精度，使其响应速度、制动速度达到最快，达到机床最优的控制性能。

最后对割枪的火焰调节，通过对燃气、预热养、高压养比例的调节从而达到适合各种切割加工的作用。

关键词：数控切割机轨道参数调试目录绪论 (3)一、数控切割机的概述 (4)二、导轨的安装及调试 (5)（一）、导轨的规格 (5)（二）、水平仪的使用及注意事项 (5)（三）、地基、工字钢的要求 (7)（四）、导轨调试 (7)三、斯达特系统和A4/A5驱动器的调试 (8)四、画线测试 (12)五、试割 (13)六、结论 (13)七、致谢 (14)绪论“焊接与切割机”素有钢铁裁缝之称，已成为桥梁、锅炉压力容器及金属结构等行业的关键制造技术。

切割机是焊接的首道工序，切割机断面质量、数控切割机效率及材料利用率的高低都直接影响着焊接产品的质量和生产成本，因此切割机是焊接生产的重要工艺。

特别是火焰切割机作为很广泛的应用，其控制方面比手割精度要高很多，稳定性也要好很多。

所以在使用一台数控切割机机床之前，数控切割的精度是很关键的，这就是数控切割机的调试工作，在电气参数和机械参数都正常的情况下。

怎样将数控切割机的精度调至到最佳。

这就是需要长时间的经验，以及相当高的理论知识的储备，调试方法的正确性、合理性。

在精密的数控切割机当中，需要的硬件支持中，其机械传动部分必须有高的精度，例如导轨的调试精度。

以及电气控制系统硬件的稳定性。

在保证硬件都很好的前提下，才能获得较高的切割效果。

一、数控火焰切割机概述从发展趋势来看，数控切割机市场上数控火焰切割机将保持基本市场，而数控等离子及激光切割机将成为板材切割市场中的主流力量，专用型材数控切割设备、接触式和非接触式非金属专用数控切割设备也将有较大的发展空间，整个数控切割机市场将不断扩大。

H型钢数控火焰切割设备机械系统设计

精度要求； ③三套Y 轴共用一个横梁和两条长导轨， 3
套Y 轴分段使用该导轨，有各自的行程范围，加大两条
长导轨的跨距提高承受X 轴和Z 轴运动部件作用其上的
较大弯距； ④采用双螺母机构消除丝杠螺母传动间隙；
⑤丝杠固定端采用两只向心推力球轴承支承，既承担径
向载荷，也承担双向轴向载荷，简支端采用一只深沟球
同角度的坡口时，还需要割枪有摆角运动。Z 轴运动要
克服运动构件重力作功，应当减轻运动构件质量， 3 套
Y 轴运动机构安排在一个横梁上，对简化结构有利。
2.3 机械系统总体布局的确定
该数控切割设备的运动功能如图2 所示。H 型钢采
取水平放置，两翼板直立，幅板水平，设备也为卧式布
图4 系统的阶跃响应仿真曲线
Fig.4 Simulated curve of systematic
order jump over respond
弥补了各自的不足，
并且克服了普通变结
构控制选择切换点的
困难，实现了切换区
域内的相对平滑切
换，具有不需要系统
的数学模型、设计过
程简单、鲁棒性好、
[4] 汪海燕，李娟娟，张敬华．自适应模糊PID 控制的无刷直流电机及
仿真[J]．微电机，2003，4.
[5] 丁军，徐用懋．单神经元自适应PID 控制器及其应用[J]．控制工程，
三把切割枪部分采用单柱悬臂式结构，能减少占地
面积，开放性好，实现侧向上料。单柱结构要求纵向导
轨所在的床身刚度大，采用刚度大的H 型钢为导轨，兼
作床身。
H 型钢水平放置在工作台上，为方便H 型钢纵向输

经济型数控火焰切割机控制系统研制

图1数控火焰切割机控制系统总体方案控统助控系统材料的切割加工是现代工业生产中的一个重要工序,切割工具和切割方法的优劣直接影响生产进度及产品质量。

其中,数控切割机以其优越的性能,较强的适应性和合理的性能价格比得到迅速推广。

笔者所介绍的经济型数控切割机,是在本单位自行研制的DSSH-5经济型数控系统基础上,开发了辅助控制系统来满足火焰切割工艺的特殊要求,以及数控系统与PC 机间的远程通信。

1系统机械部分设计数控火焰切割机的导轨采用65Mn 铁路重轨经机加工制成,两轨间的有效跨距为2000mm ,导轨的有效长度为3000mm ,可延长到1.6万mm 。

立柱的高度为900mm ,有效行程为600mm ,割炬的最大调整范围为200mm ,横梁的垂直运动是由两台110BC380B 型步进电机同步驱动。

为了保证系统的运行速度,提高运行的可靠性,纵向移动由两台110BC380B 型步进电机实现双边驱动,并由齿轮齿条传动;横向移动使用1台110BC380B 型步进电机驱动一个割炬,并通过钢带带动另一个割炬同步运动。

2个割炬的垂直运动分别由2台90BF003型步进电机驱动,工作时割炬可电子点火,割炬的气源全部由电磁阀控制[1]。

2控制系统总体方案数控火焰切割机控制系统的总体方案是依据氧气切割的工艺特点和机械结构来确定的(见图1)。

每个割炬需要切割氧、预热氧和乙炔3道气路。

每道气路有1个手动调节旋钮调节气流量的大小和1个电磁阀来控制气路的开关,每个割炬有1个电子点火器。

为了方便操作人员的使用,控制系统需要提供1个遥控键盘。

总之,控制系统要控制7个电机,1个遥控键盘,2个点火器和2组6个电磁阀。

整个火焰切割机的控制系统,由数控系统和辅助控制系统两大部分组成,其中即纵向移动使用的2台电机和横向移动使用的1台电机是带动割炬完成平面运动的电机,由数控系统来控制。

数控系统采用现有的DSSH-5经济型数控系统(两轴联动)来完成割炬的平面运动,可通过信号线同辅助控制系统经济型数控火焰切割机控制系统研制杜毓瑾收稿日期:2014-06-20;修回日期:2014-09-20作者简介:杜毓瑾(1979-),女,湖北襄阳人,硕士,讲师,主要从事机电测控及其机电一体化的研究,E-ma il :20050035@ 。