激光切割机数控系统
激光切割机数控系统
课程设计说明书题目：激光切割机数控系统指导老师：吴斌撰写人：陆诩目录第一章绪论1.1激光技术概述1.2激光切割技术的应用1.3设计任务1.4总体设计方案分析第二章机械部分XY工作台的基本结构设计2.1 XY工作台的设计2.1.1主要设计参数及依据2.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量第三章直线滚动导轨的选型第四章步进电机及其传动机构的确定4.1 步进电机的选用4.1.1 脉冲当量和步距角4.1.2步进电机上起动力矩的近似计算4.1.3确定步进电机最高工作频率4.2齿轮传动机构的确定4.2.1传动比的确定4.2.2齿轮的结构主要参数确定4.3步进电机惯性负载的计算第五章控统制系设计5.1 确定机床控制系统方案5.2 主要硬件配置5.2.1主要芯片选择5.2.2 主要管脚功能5.2.3 EPROM的选用5.2.4 RAM的选用5.2.5 89C51存储器及I/O的扩展5.2.6 8155工作方式查询5.2.7状态查询5.2.8 8155定时功能5.2.9 芯片地址分配5.3 总体程序控制5.3.1流程图5.3.2主程序5.4 键盘设计5.4.1键盘定义及功能5.4.2 键盘程序设计5.5 显示器设计5.5.1显示器显示方式的选用5.5.2显示器接口5.5.3 8155扩展I/O端口的初始化5.6 插补原理5.7光电隔离电路5.8越界报警电路第六章总结参考文献第一章绪论1.1激光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益。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计1. 引言1.1 背景介绍激光切割是一种高精度、高效率的切割加工方法，已经在许多领域得到广泛应用。
激光切割数控系统是激光切割设备的关键控制系统，对于实现精准切割具有重要意义。
而遥控器作为激光切割数控系统的控制器之一，其设计和功能至关重要。
随着科技的不断发展和进步，人们对激光切割数控系统的要求也不断提高。
传统的激光切割系统需要操作人员直接在设备旁进行操作，无法实现远程控制，影响了操作的便利性和效率。
设计一款功能强大、外观美观、操作简便的遥控器成为了当今激光切割领域的迫切需求。
本文将围绕激光切割数控系统的遥控器设计展开讨论，结合现有技术和市场需求，对遥控器的各个方面进行了详细规划和设计，旨在为激光切割行业提供高品质的控制解决方案。
1.2 研究意义激光切割数控系统的遥控器是一种用于控制激光切割设备的重要工具。
随着激光切割技术的不断发展，对遥控器设计的要求也越来越高。
研究和设计一款高效、易用的激光切割数控系统遥控器具有重要的意义。
设计一款符合操作人员习惯的遥控器可以提高操作效率，减少操作人员的疲劳感，提升工作效率。
遥控器的功能设计需要考虑到操作的便捷性和精确度，可以有效减少操作误差，提高工作质量。
遥控器的外观设计也是重要的，美观的外观设计可以提升用户体验，增加产品的吸引力。
遥控器的按键设计和通信设计也是至关重要的，科学合理的按键布局和稳定可靠的通信系统可以保障遥控器的稳定性和可靠性。
研究和设计激光切割数控系统遥控器具有重要的意义，可以提高激光切割设备的操作效率和操作精度，提升工作质量，改善用户体验。
深入研究和不断优化遥控器设计将有助于推动激光切割技术的发展，推动激光切割设备在各个领域的广泛应用。
2. 正文2.1 遥控器设计要求激光切割数控系统的遥控器设计是为了方便操作者在远距离控制数控系统，实现更高效的工作。
在设计遥控器之前，首先需要确定一些设计要求，以确保遥控器能够满足使用者的需求。
奥森迪科 MCC3721H激光切割数控系统快速安装指南说明书
手柄USBC C 3721H 激光切割数控系统快速安装指南120mm1H 激光切割数控系统快速安装指南V 1.043.2安装限位/其他IO 口机械限位开关典型接线如下：晶闸管输出：4.1V松下A5系列基本参数设置如下：安川∑—ⅴ系列基本参数设置如下：富士A5系列基本参数设置施耐德Lexium-23D-CN系列基本参数设置台达B2系列基本参数设置汇川IS620P系列基本参数设置雷赛L5系列基本参数设置1H 激光切割数控系统快速安装指南V 1.04注：RS232对接线，可采用锐科激光器自带串口线与电脑串口连接，锐科调制线与板卡PWM 端口对接。
注：IPG-YLR 型激光器所需的模拟量输入电压为0-4V 可用过数控软件配置，5V 调制信号可通过板卡电脑串口板卡PWM其它激光器注：其它激光器（如联品、飞博、国志、凯普林、创鑫等）接线方式均可参考，但不限于此接线方式。
21H 激光切统快速安装指南V 1.04可通过软件快速设置。
打开软件后，选择“高级”—>“设置本机IP ”即可。
说明：调高器与数控系统IP 地址出厂已默认设置，用户无需变更。
如果此时仍然不能与板卡连接，用户可观察网口绿色指示灯闪烁情况。
确认是否网线故障。
4 0 . 1 V 南用户可依据根据上图设置对应的回原参数，回原速度建议不要设置过快，保证回原过程平稳安全。
锐科激光器配置注意正确选择电脑COM端口4.1V21H 激光切割数控系统快速安装指南V 1.04调高器控制方式设置完成并生效后，在系统分析栏目中选择“调高器”选项，查看调高器状态与参数注意正确配置板卡接线端口统快速安装指南V 1.04注意：调高器参数务必保证 “丝杆螺距”“每转脉冲数”与机床Z 轴螺距，Z 轴电机每转脉冲数设置说明：气压校正仅支持配置为比例阀的气体，通过设置气压校正的点数以及各点电压和对应的气压M C C 3721H 激光切割数控系统快速安装指南V 1.02、确认运行速度/精度是否满足要求，可通过误差测定进行检查。
SC1000 激光切割数控系统用户手册说明书
前言概述本文档主要针对激光切割数控系统应用软件SC1000(以下简称SC1000)的整体外观，功能，使用方法等方面做了描述，如果需要了解系统安装及调试方面问题，可以参考《激光切割数控系统快速安装指南》。
在使用本系统及相关的设备之前，请您详细阅读本手册。
这将有助于您更好地使用它。
由于产品功能的不断更新，您所收到的产品在某些方面可能与本手册的陈述有所出入。
在此谨表歉意。
读者对象本手册主要适用于以下工作人员：●安装/调试工程师●维护工程师●操作人员符号约定在本文中可能出现下列标志，他们代表的含义如下。
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窍门表示是正文的附加信息，是对正文的强调和补充。
说明修改记录修改记录累积了每次文档更新的说明。
最新版本的文档包含以前所有文档版本的更新内容。
文档版本V1.00（2016-2）目录前言 (2)概述 (2)读者对象 (2)符号约定 (2)修改记录 (3)目录 (4)1 概述 (6)1.1产品概述 (6)1.2用户界面及说明 (7)2 快速操作 (8)2.1软件快速操作 (8)2.1.1软件操作流程图 (8)2.1.2导入/绘制图形 (8)2.1.3图形处理 (9)2.1.4刀路规划 (10)2.1.5工艺设置 (11)2.1.6加工前检查 (12)2.1.7加工 (13)3 功能说明 (15)3.1 标题栏 (15)3.2工具栏 (15)3.2.1 开始 (15)3.2.1.1文件 (15)3.2.1.2 初始化 (15)3.2.1.3 帮助 (16)3.2.2 图形设计 (17)3.2.2.1 视图 (17)3.2.2.2 绘制 (17)3.2.2.3 图形变换 (18)3.2.2.4 高级变换 (19)3.2.2.5 基础工艺 (20)3.2.2.6 高级工艺 (23)3.2.2.7 辅助 (24)3.2.3 系统分析 (24)3.2.3.1 部件监控 (25)3.2.3.2 运行状态 (26)3.2.3.3 系统诊断 (26)3.2.4 高级 (27)3.2.4.1硬件 (27)3.2.4.2软件 (31)3.3视图区 (31)3.4加工控制栏 (32)3.4.1 加工控制 (32)3.4.2 运行参数 (33)3.5消息栏 (34)3.6图层属性栏 (35)3.7状态栏 (38)4 告警及异常处理 (39)4.1系统告警及说明 (39)4.2常见异常及处理 (41)4.2.1系统通讯异常 (41)4.2.2回原异常 (43)4.2.3 脉冲当量设置 (43)4.2.4飞行切割调试 (43)1概述1.1产品概述SC1000是一套应用于平面激光切割的数控系统软件。
贝加莱数控激光切割机控制系统方案
贝加莱数控激光切割机控制系统方案
1.传统系统存在的问题
对于传统的激光切割控制系统而言，通常其采用专用的CNC 系统来实现对
切割插补的运算处理，而PLC 应用于逻辑的控制，这是因为传统的PLC 是无
法运行CNC 系统的，它存在以下问题：
系统结构复杂，由PC 及运行其上的PCI 总线嵌入式系统构成；
PLC 和CNC 程序在两个不同的处理器中运行，无法实现同步；
系统需要多种总线系统，包括实时控制的内部总线和用于逻辑和分布式I/O
的总线；
专用的软件系统，无法使用通用的软件；
BR 的CNC 系统则是基于通用的工业PC，并通过一个100Mbps 的实时以太网Ethernet POWERLINK 来设计，运行SoftCNC 软件系统，并可运行通用的软件系统与CNC 系统进行数据交互，实现开放的软件互联，能够为机器实现更
为开放的功能集成，具有非常强的领先性和高可靠性设计。
2.基本原理介绍
以CO2 激光发生器作为加工能源，利用安装在切割机床上移动轴的光学镜片将激光经过多次反射引导至机床的切割头处，激光经过切割头内部的聚焦镜片
聚焦之后，将激光光束聚焦成一个直径只有0.15 左右、能量密度达百万瓦/平
方厘米的高亮度光点。
该光点在瞬间将切割材料加热、熔化、甚至蒸发。
配合切割辅助气体的作用
将融化的材料吹下，如此当切割头按照加工程序的代码移动时，便在板材上形
成割缝，从而完成零件的切割。
3.关键技术指标与功能设计。
简单介绍数控激光切割机的加工原理及其结构组成
简单介绍数控激光切割机的加工原理及其结构组成数控激光切割机，是一种特殊的数控机床，其加工原理是利用激光束以高速稳定地向加工件表面发出高能定向光束，利用激光能量的密度与大小在一定参数范围内迅速切割加工件，以达到加工效果。
它的结构组成包括：激光源、反射镜系统、切割头、驱动系统、数控系统和操作系统。
激光源是数控激光切割机最重要的部分，它的工作原理是利用激光束以高速稳定的方向发射出高能的光束然后经过反射镜系统组合后，以一定的参数发射到加工件表面，从而切割加工件。
常用的激光源有CO2激光源、Nd：YAG激光源和激光二极管激光源等。
反射镜系统是激光源的核心部分，由放大镜、反射镜和折射镜等组成，它可以控制光束的发射方向和数量，达到光束的最佳聚焦，提高切割效率。
切割头主要用于接受来自激光源的光束，并将它们聚焦成点，然后通过传动系统进行智能控制，实现精确的切割加工件。
驱动系统主要由伺服电机、减速机和机器人等组成，用于实现切割头以及其他辅助设备的高速运动，来实现切割加工件目标的聚集与移动。
数控系统是数控激光切割机的核心，它由专业的控制程序、放大器、内外环PLC控制器组成，可以实现将激光的发射参数数字化，以实现对激光的智能控制，极大地提高了切割效率。
操作系统是数控激光切割机的人机界面，它具有操作简单、易用性强等优点，它可以通过一个操作界面实现激光切割机的机器参数调整和运行状态调整。
从上述内容可以看出，数控激光切割机是一种先进的、高效的切割加工设备，它具有加工速度快、切割面积大、切割精度高、节能环保等优势，已被广泛应用于汽车、航空航天、机械件制造等行业。
在实际应用中，数控激光切割机还需要良好的安全措施，保证操作人员的安全。
此外，设备的维护应该定期进行，以保证设备的稳定性和正常使用寿命。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计激光切割数控系统是广泛应用于工业生产中的一种高效、高精度的加工设备，能够将计算机程序指令转化为高能激光束，对各类材料进行精密切割、雕刻和打标等加工操作。
为了方便操作人员能够远程控制激光切割数控系统，需要设计一种遥控器，本文将介绍这种遥控器的设计。
一、遥控器的基本功能需求在设计遥控器前，需要明确其基本功能需求，以便于合理安排各种功能按钮的排布和分配。
一般而言，激光切割数控系统的遥控器应包含以下功能：1. 开/关机：通过遥控器可以远程控制激光切割数控系统的开/关机状态。
2. 运动控制：可以实现对激光切割数控系统的各项运动参数的远程控制，包括运动速度、位置移动、方向切换等。
3. 光束控制：可以实现对激光光束的功率和焦距等参数进行远程调整。
5. 故障报警：可以实现对激光切割数控系统故障的远程监测和报警功能。
二、遥控器的外观设计方案针对激光切割数控系统的遥控器，其外观设计应既要注重实用性，又要符合美学审美标准。
具体的设计方案可参照以下原则：1. 界面简洁易懂：遥控器的操作界面应设计为直观易懂，便于操作人员快速找到所需功能按钮。
2. 舒适的手感：遥控器的外壳应具备舒适的手感和人性化的触碰反馈，以提高使用者的操作体验。
3. 颜色搭配：遥控器的外观颜色应能够与激光切割数控系统的外壳颜色相匹配，并符合视觉审美标准。
三、遥控器的功能实现设计遥控器的功能实现设计是遥控器设计的核心，下面详细介绍其具体实现方案：4. 参数设置功能：通过遥控器上的工艺参数设置按钮，可以实现对激光切割数控系统的各项工艺参数进行远程设置。
1. 整机原理图设计：通过对遥控器的功能设计和实现方案进行梳理，设计整机原理图。
2. PCB设计：根据整机原理图，对遥控器的PCB板进行设计。
3. 硬件制作：通过电路板的贴片、焊接、调试，完成遥控器的硬件制作。
4. 软件编程：将遥控器的功能实现方案转化为相应的软件程序，完成遥控器的软件编程。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计激光切割数控系统是一种高精度的切割设备，能够在各种材料上进行精细切割。
由于激光切割设备通常需要在操作员远离机器的情况下进行操作，因此需要一个可靠的遥控器来控制设备。
本文将介绍关于激光切割数控系统的遥控器设计。
第一部分：需求分析在设计激光切割数控系统的遥控器之前，我们首先需要进行需求分析，以确定遥控器需要满足的功能和特性。
通常，一个激光切割数控系统的遥控器需要具备以下功能：1. 控制激光切割设备的开关机；2. 控制激光切割设备的移动方向和速度；3. 控制激光切割设备的切割参数，如激光功率、切割速度等；4. 显示激光切割设备的工作状态和信息。
在确定了遥控器需要具备的功能后，我们还需要考虑其他因素，如遥控器的尺寸和重量、操作的便捷性等。
我们还需要考虑外壳的设计，使得遥控器的尺寸和重量能够满足操作的需求，并且具备一定的耐用性和防护性。
第三部分：软件设计在软件设计方面，我们可以采用无线通讯技术，如蓝牙或无线射频技术，实现遥控器与激光切割数控系统的通讯。
通过在遥控器和激光切割数控系统上分别搭载相应的通讯模块，可以实现双向的数据传输和控制。
我们还可以设计一个简单直观的用户界面，以方便操作员对激光切割数控系统进行控制和监控。
在用户界面上，可以显示激光切割设备的工作状态和信息，并提供相应的操作按钮和摇杆，以实现对激光切割设备的控制。
第四部分：安全考虑在设计激光切割数控系统的遥控器时，我们还需要考虑对操作员的安全保护。
激光切割设备通常具有很强的切割能力，因此需要在遥控器上设计相应的安全保护机制，以避免操作员的误操作导致意外事件的发生。
可以在遥控器上设计防误触按钮，以避免操作员在不经意间触发激光切割设备。
还可以在遥控器上添加紧急停止按钮，以便在发生意外情况时及时停止激光切割设备的运行。
第五部分：性能优化在设计激光切割数控系统的遥控器时，我们还可以考虑对遥控器的性能进行优化。
可以采用低功耗的电路设计和高效的通讯协议，以延长遥控器的使用时间和提高通讯的稳定性。
激光切割机系统有哪些
激光切割机系统有哪些激光切割机系统有哪些激光切割机比作一个人的话，机床及床身是体格，伺服电机是肌肉，激光器是的心脏，而掌控系统就是大脑，激光切割机的“智力”全靠掌控系统来决议，激光切割机系统有：1、柏楚系统，2、PIC系统，3、PA8000系统。
激光切割机系统有哪些1、柏楚系统，柏楚系统是国内人员针对国内市场开发的激光切割机系统，针对激光切割机开发的非闭环开源系统，该系统在高中低功率激光切割机使用上有操作简便，功能丰富，人机操作简单等优点，被国内多数激光切割机制造商广泛使用在高中低功率激光切割机上，经过多年升级和试验，目前是高中低功率激光切割机最稳定的系统配置。
2、PIC系统，属于比较老的板卡掌控系统，可以集成到一般电脑上运行，利用后台软件掌控模拟信号传输，该掌控系统虽然老，但属于完开源系统。
3、PA8000系统，PA系统是基于PC技术的开放式数控系统(CNC)，开放式CNC技术代表着全球数控领域的最前沿技术，可以依据自身要求开发。
激光切割机系统构成部分1)机床主机部分：激光切割机机床部分，实现X、Y、Z轴的运动的机械部分，包含切割工作平台。
用于安置被切割工件，并能依照掌控程序正确而精准的进行移动，通常由伺服电机驱动。
2)激光发生器：产生激光光源的装置。
对于激光切割的用途而言，除了少数场合采纳YAG固体激光器外，绝大部分采纳电光转换效率较高并能输出较高功率的CO2气体激光器。
由于激光切割对光束质量要求很高，所以不是全部的激光器都能用作切割的。
高斯模式适用于小于1500W、低阶模二氧化碳激光器100W3000W、多模3000W以上。
3)外光路：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，全部反射镜都要保护罩加以保护，并通入干净的正压保护气体以保护镜片不受污染。
一套性能良好的透镜会将一无发散角的光束聚焦成无限小的光斑。
一般用 5.0英寸焦距的透镜。
7.5英寸透镜仅用于12mm厚材。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计激光切割数控系统是现代工业中常用的一种加工方式，通过激光束对材料进行切割、雕刻、打孔等加工。
而在激光切割数控系统中，遥控器是控制激光切割机工作的重要设备之一。
对于激光切割数控系统的遥控器设计，需要考虑功能、操作便捷性、可靠性等方面，以满足用户对激光切割机器的需求。
本文将围绕激光切割数控系统的遥控器设计展开讨论，以期为相关领域的技术人员提供一些设计指导。
一、功能需求激光切割数控系统的遥控器需要具备丰富的功能，以满足用户对激光切割机器的控制需求。
一般来说，遥控器的功能包括激光开关、运动控制、参数调整等。
激光开关是遥控器上最基本的功能之一，用户通过操纵遥控器上的激光开关，可以控制激光切割机器的开关状态。
对激光切割机器的运动控制也是遥控器的重要功能之一，可以通过遥控器控制激光切割头的移动和定位。
参数调整也是遥控器的一个重要功能，可以通过遥控器对激光功率、速度、加工深度等参数进行调整。
除了基本的功能需求外，遥控器还需要具备一定的自动化功能，以提高操作便捷性。
可以通过在遥控器上设置快捷键来实现一键切割、一键停止等操作，简化操作流程，提高工作效率。
为了方便用户的操作，遥控器还可以配备液晶屏或者显示屏，用于显示激光切割机器的工作状态、参数调整等信息，提供直观的操作界面。
二、操作便捷性在激光切割数控系统中，操作便捷性是遥控器设计中需要重点考虑的一个方面。
激光切割数控系统的遥控器需要符合人体工程学设计原则，保证用户在操作时的舒适度和便捷性。
遥控器的按键布局要合理，充分考虑用户的习惯和手部活动的特点，避免用户在操作时需要过多的手指移动和手部扭转。
遥控器的尺寸和重量也需要合适，既要考虑遥控器的功能需要，又要考虑用户的携带便捷性，避免过大或者过重的设计影响用户的使用体验。
为了提高操作的便捷性，遥控器还可以采用蓝牙、无线等技术，实现无线控制激光切割机器，避免了使用过程中需要频繁的接触机器和遥控器，提高了操作的自由度和舒适度。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计激光切割数控系统是一种高精度的切割设备，其遥控器设计需要考虑到用户的操作便捷性和系统的稳定性。
以下是一份关于激光切割数控系统遥控器设计的详细文档，共计1000字。
一、需求分析激光切割数控系统是一种高精度的切割设备，需要设计一款遥控器来控制其切割操作。
用户需要通过遥控器实现切换模式、设定切割参数、开始/暂停/停止切割过程等功能，同时还需要考虑到使用的便捷性和操作的安全性。
二、遥控器功能设计1. 开关功能：遥控器需要具备开/关系统电源的功能，以便用户在需要时启动或关闭系统。
2. 切换模式功能：遥控器应该设有用于切换切割模式的按钮，例如切割、打孔、刻字等。
用户可以通过按下相应的按钮来选择不同的切割模式。
3. 参数设置功能：遥控器应该具备参数设置的功能，例如切割速度、切割深度、激光功率等。
用户可以通过遥控器来调整这些参数值。
4. 切割操作功能：遥控器应该具备开始、暂停和停止切割操作的按钮，让用户可以随时控制切割过程的进行和暂停。
5. SOS功能：遥控器应该设有SOS按钮，用户在紧急情况下可以按下该按钮，立即停止切割过程，确保安全。
三、遥控器外观设计1. 外观简洁：遥控器的外观设计应该简洁大方，按钮排布合理，易于按压。
遥控器大小适中，方便携带和操作。
2. 背光设计：遥控器应该具备背光设计，使得用户在昏暗的环境下也可以轻松识别按钮。
3. 防滑设计：遥控器的手感设计应该采用防滑材质，确保用户持握的稳定性和舒适感。
4. 符号标识：遥控器上的各个按钮应该有明确的符号标识，方便用户快速理解和操作。
四、遥控器功能界面设计1. 显示屏设计：遥控器应该配备一个小尺寸的显示屏，用于显示切割模式、参数值和切割过程等信息，用户可以清楚地了解当前的切割状态。
2. 按钮布局设计：遥控器上的按钮布局要合理，避免相互干扰。
可以采用按照功能类别或使用频率来进行布局，使得用户可以快速找到需要的按钮。
3. 界面操作简洁：遥控器的界面应该简洁易懂，操作流程清晰。
全软件型激光切割机数控系统的研究讲解
浙江大学机械工程学系硕士学位论文全软件型激光切割机数控系统的研究姓名:李妮妮申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:陈章位20100101浙江大学硕士学位论文摘要摘要激光切割是激光加工行业中一项重要的应用技术,也是激光加工中应用最多的加工方式。
目前激光切割已经被广泛地应用于各种机械制造加工行业。
开放式数控系统是数控系统未来的发展趋势。
全软件型数控系统是最新的开放式数控系统,提供了一种高度开放的体系结构,是当前数控领域的研究热点之一。
本文开发全软件型激光切割机数控系统,实现对激光切割主机工作台的两轴联动控制和激光电源系统控制,本文的主要内容如下:第一章阐述激光切割机和数控技术在国内外的发展概况,阐述本文的研究目标和意义,提出本文的研究内容和研究方法。
第二章介绍基于“ARM+CPLD”结构的全软件型数控系统的硬件设计方案, 阐述这种结构的特点及优点,根据硬件设计方案,建立硬件系统。
第三章介绍数控系统控制软件的开发工具c≠≠语言和c_jf|}语言的运行平台一一.NET平台,并对数控系统控制软件进行分析与设计,构建控制软件的相应模块。
第四章介绍数控系统控制软件程序编制模块的实现方法,设计一种激光切割专用数控代码,研究CAD图形文件导入算法和激光切割路径规划算法。
第五章介绍数控系统控制软件运动控制模块的实现方法,阐述数据采样插补算法的原理,提出优化的数据采样插补法,研究数控系统的中断控制算法,并进行运动控制实验,验证运动控制的准确性和重复性。
第六章对全文进行总结,对后续工作进行展望。
关键词:激光切割,全软件型数控系统,cjfj},路径规划,插补算法浙江人学硕士学位论文 Abstract AbstractLaser cutting is an important application technology and the most widely used processing method in laser processing industry.Currently laser cutting has been widely used in all kinds of machinery manufacturing and processing industries.The open CNC system is the development trend of CNC system.The total software CNC system which is the latest open CNC system provides a hi曲degree of open architecture.And it becomes one of the hottest research subjects.The total software CNC system of laser-cutting machine has been developed in this paper,which Can implement two—axis control of laser-cutting machine and laser monitoring.The following are the main contents of this paper:The first chapter discusses the development of laser-cuRing machine and CNC techonology at home and abroad,explains research objectives and research significance,proposes researchcontents and research methods.The second chapter describes the hardware designing of total software CNC system based on ARM and CPLD structure,disscusses the characteristics and advantages of this structure,establishes a hardwaresystem according to the hardware designing.The third chapter describes the development tools C sharp language of the control software of CNC system runtime platform of C sharp language, analysises the control software,and sets up its modules.The forth chapter describes the implementation of programming module of control software,designs a special NC code for laser-cutting,and studies file convertion algorithms of CAD files and path optimal algorithms of laser-cutting. The fifth chapter describes the implementation of motion control module of control software,discusses the theory of sampled data interpolation algorithm, proposes optimal sampled data interpolation algorithm,discusses the interrupt control algorithm,makes experiment about motion control to verify the accuracy of the Ill浙江大学硕上学位论文 Abstract motion contr01.The last chapter summarizes this paper and prospectes the following research.Key words:Laser cutting,Total sofeware CNC system,C sharp,Path planning, Interpolation algorithm.IV浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
激光切割机操作系统有哪些
激光切割机操作系统有哪些激光切割技术是一种高精度、高效率的加工方法，广泛应用于金属加工、纺织业、汽车制造等领域。
在激光切割机中，操作系统的选择对于设备的稳定运行和加工效果起着至关重要的作用。
不同的操作系统可以提供不同的功能和使用体验，本文将介绍几种常见的激光切割机操作系统。
Windows操作系统Windows操作系统是目前应用最广泛的个人电脑操作系统之一，其在激光切割机中也有一定的应用。
Windows操作系统具有友好的用户界面和丰富的软件支持，能够满足大多数用户的操作需求。
此外，Windows操作系统还可以通过网络连接进行远程控制和监控，方便用户对设备进行管理。
Linux操作系统Linux操作系统是一种自由和开放源代码的操作系统，具有稳定性高、安全性强的特点。
在激光切割机中，Linux操作系统常用于一些高端设备，可以提供更多的自定义和优化选项，适合对设备性能有较高要求的用户。
另外，Linux操作系统还支持远程控制和监控功能，便于用户对设备进行远程操作。
自主研发的操作系统一些激光切割机制造商会根据自身的特点和需求，自主研发生产适用于其设备的操作系统。
这类操作系统通常会针对激光切割机的特殊功能和操作流程进行优化，能够提供更加稳定和高效的操作体验。
同时，自主研发的操作系统也会与设备硬件紧密结合，进一步提升设备的性能和可靠性。
总结不同的激光切割机操作系统各有特点，用户在选择操作系统时需要根据自身的需求和设备特点进行合理选择。
无论是Windows操作系统、Linux操作系统还是自主研发的操作系统，都有其独特的优势和适用场景，只有选择合适的操作系统，才能更好地发挥激光切割机的潜力，实现更加精确和高效的加工。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计激光切割数控系统是一种现代化的加工设备，它在工业生产中具有很大的作用。
为了更好地操作和控制激光切割数控系统，需要配备专门的遥控器。
本文将针对激光切割数控系统的遥控器设计进行详细讨论。
一、设计目标在进行激光切割数控系统遥控器设计之前，首先需要明确设计目标。
激光切割数控系统的遥控器应该具备以下几个方面的功能：1. 控制功能：可以通过遥控器对激光切割数控系统进行各种指令的控制，如开关机、加工速度调节、切割深度调节等。
2. 显示功能：遥控器应该能够实时地显示激光切割数控系统的工作状态和参数信息，使操作人员能够清晰地了解设备的工作情况。
3. 方便携带：考虑到激光切割数控系统通常需要在不同位置进行操作，遥控器设计应该具备方便携带和操作的特点。
二、外观设计在进行遥控器外观设计时，应该充分考虑操作人员的使用习惯和操作场景，力求设计出外观简洁、方便携带的遥控器。
遥控器的尺寸应该适中，不宜过大和过小，手感舒适，按钮布局合理，操作方便。
在外观设计上，可以使用工程塑料等材质，使遥控器具有耐用、防水、耐高温等特点，以适应不同的工作环境。
三、功能实现四、安全设计在激光切割数控系统遥控器设计中，安全是一个非常重要的考量因素。
遥控器应该设计有防水、防尘、防震的功能，以应对各种恶劣的工作环境。
遥控器应该设置有密码锁或指纹解锁功能，以避免未经授权的人员对激光切割数控系统进行操作，确保设备和操作人员的安全。
五、用户体验除了设计功能上的考虑，激光切割数控系统的遥控器设计还应该注重用户体验。
在设计过程中，要与实际操作人员进行沟通和反馈，听取他们的意见和建议，以确保遥控器的设计能够符合他们的实际操作需要和使用习惯。
要尽量简化操作步骤，减少使用者的操作负担，提高操作效率，从而提升用户体验。
激光切割数控系统的遥控器设计应该充分考虑到操作人员的使用习惯和操作场景，在外观、功能、安全和用户体验等方面进行全面的设计考量，力求设计出适用性强、稳定可靠、操作简便的遥控器，为激光切割数控系统的操作和控制提供便利和保障。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计1. 引言1.1 背景介绍激光切割数控系统是一种高精度、高效率的切割设备，广泛应用于工业生产中。
随着科技的不断发展，激光切割数控系统的遥控器设计也逐渐受到重视。
遥控器作为操作设备的重要组成部分，直接影响着设备的操作效率和用户体验。
为了更好地满足用户的需求和提升设备的整体性能，设计一款符合操作习惯且功能完善的遥控器显得尤为重要。
在当前信息化时代，遥控器作为机器人技术中的关键部件，对于激光切割数控系统的操作起着至关重要的作用。
本文旨在探讨激光切割数控系统遥控器设计的相关问题，并提出相应的解决方案，以期为相关研究和实践提供参考。
通过深入研究激光切割数控系统遥控器设计的需求和功能，可以为行业提供更加先进和便捷的操作方式，提升设备的竞争力和市场地位。
【背景介绍】部分的内容到此结束。
1.2 研究目的研究目的是为了满足激光切割数控系统操作过程中对遥控器的需求，提高操作人员的工作效率和安全性。
通过这次研究，我们将深入了解激光切割数控系统的特点和工作原理，探讨遥控器在这个系统中的必要性和实用性。
我们将根据操作人员的实际需求设计出功能齐全、易操作的遥控器，并选择适合的材质来制作遥控器，确保其耐用性和舒适性。
通过这次设计，我们希望能够为激光切割数控系统的操作提供更加便捷和高效的控制方式，提升整个系统的性能和稳定性。
我们也希望通过这次设计实践，提高自身的设计能力和创新意识，为未来的技术研究和产品设计打下坚实的基础。
2. 正文2.1 激光切割数控系统概述激光切割数控系统是一种高精度、高效率的切割设备，通过激光束的控制和调节，可以实现对各种材料的精密切割。
激光切割数控系统主要由激光发生器、光路系统、数控系统和工作台组成，其中数控系统是整个系统中的核心部分。
数控系统通过对激光束的控制，可以实现对切割速度、切割深度、切割形状等参数的调节，从而实现对不同材料的精确切割。
在激光切割数控系统中，数控系统起着至关重要的作用。
激光切割数控系统的遥控器设计
激光切割数控系统的遥控器设计激光切割数控系统是一种高精度加工设备，随着科技的不断发展，越来越多的激光切割设备运用在精密加工领域中。
为了提高设备的操作便捷性和人机交互性，开发一款功能齐全、设计合理、易于操作的遥控器成为激光切割设备制造商的重要任务。
本文基于市面上常见的激光切割设备需求以及相关技术参数，设计了一款适用于激光切割数控系统的遥控器。
1、遥控器按键设计（1）激光开/关键该按键用于开启和关闭激光器，在激光切割加工过程中起到关键作用。
（2）运动控制键该按键主要用于坐标轴的运动控制，包括正、反向运动、加速、减速等功能。
（3）切割参数调节键该按键用于调节切割速度、功率、焦距等参数。
（4）自动程序选择键该按键用于选择预设的自动加工程序，方便快捷。
（5）菜单键该按键用于进入系统的菜单界面，设置设备参数等。
（6）确认键该按键用于确认各项参数的设定，执行各种加工指令。
（1）造型方面遥控器应具有简洁、美观的外形设计，方便携带和操作。
采用符合人体工程学的形状和大小，使得使用者感到舒适且容易握持。
（2）材质方面遥控器使用偏重轻质、高强度的材料，以提高遥控器的耐用性和使用寿命。
对于激光切割遥控器电池寿命的设计，常见的方案有以下三种：（1）A类模式：当遥控器有操作行为时，保持在强制工作状态，且每隔几秒钟检测遥控器电池电量，若电量过低，则自动关闭。
此模式的缺点是会浪费大量电量。
（2）B类模式：当遥控器没有操作行为时，自动进入休眠状态，此时遥控器消耗电力极少，电池寿命较长。
（3）C类模式：当遥控器没有操作行为时，进入等待状态，检测周围环境是否有信号变化，若有信号变化，则唤醒遥控器。
此模式的特点是既保持了较长的电池寿命，又能及时响应操作需求。
综合考虑，推荐选用B类模式，因为遥控器使用频率较低，进入休眠状态可有效延长电池寿命。
4、遥控器通信协议设计为了实现遥控器与激光切割数控系统的通信，需要设计合适的通信协议。
一般采用的通信方式有红外线、蓝牙、WiFi、433MHz无线等。
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课程设计说明书题目：激光切割机数控系统指导老师：吴斌撰写人：陆诩目录第一章绪论1.1激光技术概述1.2激光切割技术的应用1.3设计任务1.4总体设计方案分析第二章机械部分XY工作台的基本结构设计2.1 XY工作台的设计2.1.1主要设计参数及依据2.1.2 XY工作台部件进给系统受力分析2.1.3初步确定XY工作台尺寸及估算重量第三章直线滚动导轨的选型第四章步进电机及其传动机构的确定4.1 步进电机的选用4.1.1 脉冲当量和步距角4.1.2步进电机上起动力矩的近似计算4.1.3确定步进电机最高工作频率4.2齿轮传动机构的确定4.2.1传动比的确定4.2.2齿轮的结构主要参数确定4.3步进电机惯性负载的计算第五章控统制系设计5.1 确定机床控制系统方案5.2 主要硬件配置5.2.1主要芯片选择5.2.2 主要管脚功能5.2.3 EPROM的选用5.2.4 RAM的选用5.2.5 89C51存储器及I/O的扩展5.2.6 8155工作方式查询5.2.7状态查询5.2.8 8155定时功能5.2.9 芯片地址分配5.3 总体程序控制5.3.1流程图5.3.2主程序5.4 键盘设计5.4.1键盘定义及功能5.4.2 键盘程序设计5.5 显示器设计5.5.1显示器显示方式的选用5.5.2显示器接口5.5.3 8155扩展I/O端口的初始化5.6 插补原理5.7光电隔离电路5.8越界报警电路第六章总结参考文献第一章绪论1.1激光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。
1.2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。
1.3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、步进电机、工作台等。
设计时应兼顾两方向的安装尺寸和装配工艺。
1.4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，控 制器 驱 动 器 驱 动 器 步进 电机 步进 电机 X 向工作台 Y 向工作台力求从技术性能、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。
第二章机械部分XY工作台的基本结构设计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：工作台行程：横向320mm，纵向450mm工作台最大尺寸（长×宽×高）：1100×900×300mm工作台最大承载重量：120Kg脉冲当量：0.001mm/pluse进给速度：60平方毫米/min表面粗糙度：0.8～1.6设计寿命：15年2.1.2XY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＝665+250+250+1176＝2301第三章直线滚动导轨的选型导轨主要分为滚动导轨和滑动导轨两种，直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。
相对普通机床所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点：定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。
由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少90%，因此，可将机床定位精度设定到超微米级。
降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动、停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使机床所需电力降低90%，具有大幅度节能的效果。
可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率20～30%。
可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度的误差是无法避免的。
在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接摩擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。
与之相反，滚动接触由于摩擦耗能小．滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。
同时，由于使用润滑油也很少，大多数情况下只需脂润滑就足够了，这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。
所以在结构上选用：开式直线滚动导轨。
参照南京工艺装备厂的产品系列。
型号：选用GGB型四方向等载荷型滚动直线导轨副，如图4-1。
具体型号：X向选用GGB20BA2P，2 500-4Y 向选用GGB20AB2P ，2 1100-4图3-1 直线滚动导轨第四章 步进电机及其传动机构的确定4.1 步进电机的选用4.1.1 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）。
4.1.2步进电机上起动力矩的近似计算电机起动力矩：12M M M =+ （4.1）式中: M 为滚珠丝杠所受总扭矩M l 为外部负载产生的摩擦扭矩，有:'1/2()a M F d tg ψρ=⨯⨯+ （4.2） =92×0.025/2×tg （2.91+0.14）=0.062N ·mM 2为内部预紧所产生的摩擦扭矩，有：2/2ao h M K F P π=⨯⨯ （4.3）式中: K —预紧时的摩擦系数，0.1—0.3P h —导程，4cmFao ——预紧力，有：Fao=Fao 1+Fao 2取Fao 1=0.04×Ca=0.04 ×1600=640NFao 2为轴承的预紧力，轴承型号为6004轻系列，预紧力为Fao 2＝130N 。