yag激光切割机的设计论文

摘 要激光切割的适用对象主要是难切割材料，如高强度、高韧性材料以及精密细小和形状复杂的零件，因而数控激光切割在我国制造业中正发挥出巨大的优越性。本文设计了一台单片机控制的数控激光切割机床，主要完成了：机床整体结构设计，Z轴、XY轴的结构设计计算、滚珠丝杠、直线滚动导轨的选择及其强度分析；以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算；以89C51为主控芯片的数控系统硬件电路设计、系统初始化设计及系统软件方案设计和步进电机的控制程序设计。关键词 CNC，激光切割机床，结构，设计目 录摘 要 ⅠABSTRACT Ⅱ1 绪论 课题背景 现实意义 设计任务 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 XY工作台的设计 主要设计参数及依据 XY工作台部件进给系统受力分析 初步确定XY工作台尺寸及估算重量 Z轴随动系统设计 53 滚珠丝杠传动系统的设计计算 强度计算 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 步进电机的选用 脉冲当量和步距角 步进电机上起动力矩的近似计算 确定步进电机最高工作频率 齿轮传动机构的确定 传动比的确定 齿轮结构主要参数的确定 步进电机惯性负载的计算 116 传动系统刚度的讨论 根据工作台不出现爬行的条件来确定传动系统的刚度 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 消隙方法 偏心轴套调整法 锥度齿轮调整法 双片齿轮错齿调整法 预紧 178 数控系统设计 确定机床控制系统方案 主要芯片配置 主要芯片选择 主要管脚功能 EPROM的选用 RAM的选用 89C51存储器及I/O的扩展 8155工作方式查询 状态查询 8155定时功能 芯片地址分配 键盘设计 键盘定义及功能 键盘程序设计 显示器设计 显示器显示方式的选用 显示器接口 8155扩展I/O端口的初始化 插补原理 光电隔离电路 越界报警电路 总体程序控制 流程图 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 40

850wYAG金属激光切割机有哪些优势? 激光切割机是目前切割行业最受欢迎的先进设备，购买激光切割机要根据企业切割工件的材质(如：材料类型、切割厚度)，来决定哪种设备更为合适，如果您加工的工件厚度在6mm以下并且对速度没有特别严格的要求的话，武汉高能建议您选购850wYAG激光切割机最为合适，因为YAG价格便宜，前期的成本投入相对较低，有利于成本尽快回收。并且850W金属激光切割机的切割精准和速度也是非常高的，比如用空气切割1mm不锈钢，可切4米/分钟，用氧气可切6米/分钟。下面武汉高能为大家详细介绍850wYAG金属激光切割机有哪些优势：一、外观上，机身采用去热效果(消除和改善缺陷和内应力，半成品热处理，延迟使用寿命，保证稳定性和切割精度)，精度最科学，后期稳定不变形。扎实耐用，机身重量大于3吨，采用10mm方钢。二、单腔850W更稳定(晶体面积，镜片反射率)(双腔功率不稳定，激光束是从两个腔体出来再合并。)三、零配件的品牌，镜片的选型和位置(全反半反的距离)，最佳位置才有质量最好的激光。四、自动供油系统，定期润滑丝杆导轨，保证各运动单位的使用寿命和运动精度。五、采用的自动跟踪系统是上海柏楚(一万六千五)，其他公司3~4千。六、空气穿孔，氧气切割。七、以上长期用空气切割容易爆镜片，我们公司可以长期用空气切割。八、全腔冷水。九、蛙跳功能，最大限度节约行程，加快切割速度。十、全封闭的冷水机，三个月换一次水，节约成本，细节要求。十一、自动上料和收料，人性化设计，才有支架和滚珠实现轻松自动上下料。十二、切割头：法国技术，国内生产(磁吸防撞切割头)。十三、采用日本进口的松下伺服电机，而不是国内品牌。850wYAG金属激光切割机有哪些优势。850wYAG金属激光切割机作为国内高能设备独家专利产品，在同行业中有绝对的市场领先优势。由整理提供，希望我的回答对你有所帮助！

二氧化碳激光切割机（2000-2004年）

2000- 2004年，成套的大功率激光设备面世，应用于切割、焊接、打孔等广阔的领域

主要优点：功率大，一般功率都在2000-4000W之间，能切割25毫米以内的全尺寸不锈钢，碳钢等常规材料，以及4 mm以内铝板和60MM以内的亚克力板，木质材料板，PVC板，且在切割薄板时速度很快。另外，由于CO2激光器输出的是连续激光，其在切割时，是这三种激光切割机中切割断面效果最光滑最好的。

主要市场定位：6-25毫米的中厚板切割加工，主要针对大中型企业以及部分纯对外加工的激光切割加工企业，但由于其激光器维护耗损大，主机耗电量大等无法克服因素，近年来，受到光纤激光切割机的巨大冲击，市场处于明显萎缩的状态。

YAG固体激光切割机（2009-2012年）

曾风靡金属加工市场，主要用于打孔和点焊及薄板的切割

YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低一般<3%，目前产品的输出功率大多在850W以下，由于输出能量小，主要用于打孔和点焊及薄板的切割。

主要市场定位：8mm以下切割，主要针对自用型中小企业和加工要求不是特别高的大多数钣金制造，家电制造，厨具制造，,装饰装潢，广告等行业用户，逐步取代线切割，数控冲床，水切割，小功率等离子等传统加工设备。

碟片激光切割机（2015年-2016年）

碟片激光切割涌入有色加工市场

主要优点：碟片式激光器是固体激光器和半导体激光器优点的结合体。碟片式设计保证了出众的光束质量。将半导体激光器作为泵浦源单元则保证高的光电效率。碟片式激光器功率高达16000瓦，很大的特点是可以切割较厚的黄铜和铝板等高反材质。

主要市场定位：25mm以下切割，尤其是中厚板的高质量切割，主要针对对外加工，或加工有色金属较多的企业。缺点是后期维护成本大，服务，技术还未实现开放和普及，费用相比光纤较高。伴随着光纤4000W及以上激光器的出现，光纤激光切割机最终会取代大部分市场。

光纤金属激光切割机（2012年-至今）

大功率冲击小功率加工市场，最终普及各大工厂

主要优点：光电转换率高，电力消耗少，能切割20-30MM

以内的不锈钢板，碳钢板，是这三种机器中切割速度最快的

激光切割机，割缝细小，光斑质量好，可用于精细、稳定、高效

切割。2012-至今主要市场定位：制造业、钣金业、农用机械、市政园林……等等。主要针对加工精度及效率要求极高的厂家，2015年后，伴随着4000W及以上激光器的出现，光纤激光切割机已经取代CO2大功率激光切割、YAG激光切割机、碟片激光切割机等机大部分市场。光纤激光切割机正在朝着更加精细化、行业化、深度定制配套化延申发展。

从激光切割机的切割材质来分：有金属激光切割机、木材激光切割机、布料激光切割机等等；从激光切割机的功率来分：有中低功率激光切割机，高功率激光切割机，超高功率激光切割机等等；从激光切割机的用途来分：有板材激光切割机、管材激光切机、管板一体激光切割机等等；从金属激光切割机的演变来看：有YAG固体激光切割机、碟片激光切割机、二氧化碳激光切割机、等离子激光切割机、光纤激光切割机等。

激光切割机的优点：1、精度高：适用于精密配件的切割和各种工艺字、画的精细切割。2、速度快：是线切割的100倍以上。3、热影响区小，不易变形。切缝平整、美观，无需后序处理。4、性价比极高：价格只有同类性能co2激光切割机的1/3，及同等功效数控冲床的2/5。5、使用成本很低：仅为同类co2激光激光切割机的1/8～1/10，每小时成本仅为18元左右，co2激光切割机每小时成本为150～180元左右。6、后续维护费用很低：仅为同类co2激光切割机的1/10～1/15，及同等功效数控冲床的1/3～1/4。7、性能稳定，保证持续生产。固体yag激光器是激光领域最稳定最成熟产品之一。8、和数控冲床比较，yag激光切割机具有以下优点：（1）能完成各种复杂结构的加工，只要能在电脑上画出任何图像，该机都能完成加工。（2）不需要开模，只在电脑上将图做出，产品马上就可以出来，即能快速开发新产品，又能节约成本。（3）yag切割机有自动跟踪系统，所以即能完成平面切割，也能完成各种高低不平的曲面切割。（4）复杂的工艺要求数控冲床难以完成，激光切割都能做到。（5）表面非常光滑，产品档次很高，数控冲床难以做到。（6）成型的箱体（厚米以内）需增加孔槽等处理，数控冲床无法处理，yag数控金属激光切割机能解决。