一種具有自動定位功能的激光切割的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自動定位功能的激光切割機，包括上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)、步進電機控制系統(tǒng)、機械驅(qū)動系統(tǒng)、機床和激光切割機系統(tǒng)，觸摸屏系統(tǒng)安裝在機床床身側(cè)面的觸摸屏控制臺上，激光切割系統(tǒng)安裝在機床床身上，機械驅(qū)動系統(tǒng)安裝在機床內(nèi)部的軸承座之間，上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)安裝在機床床身側(cè)面的電氣箱中，單片機最小系統(tǒng)分別與上位機通信系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)相連。本發(fā)明采用步進電機驅(qū)動避免了傳統(tǒng)機械傳動驅(qū)動機構(gòu)復雜的缺點，采用十字結(jié)構(gòu)絲杠傳動使滑塊只能進行X、Y方向的直線運動，避免了傳統(tǒng)工字型結(jié)構(gòu)不能夠?qū)崿F(xiàn)左右兩邊絲桿進給運動同步的問題。
【專利說明】一種具有自動定位功能的激光切割機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械加工制造領(lǐng)域，具體涉及一種金屬材料切割設(shè)備，特別涉及一種具有自動定位功能的激光切割機。

【背景技術(shù)】
[0002]機械加工過程中常需要切割板材，常見的切割方式包括手工切割、數(shù)控切割機切害I]、半自動切割機切割。手工切割方便靈活，但切割誤差較大、質(zhì)量較差、材料浪費多、后續(xù)工作量大，且生產(chǎn)效率較低。半自動切割機切割工件質(zhì)量較好，但不適合單件、大工件、小批量切割。相對來說，數(shù)控自動切割機切割質(zhì)量、效率高，能大幅減輕操作者的勞動強度，是更加理想的切割方式。目前，在我國的一些中小企業(yè)甚至在一些大型企業(yè)中使用手工切割和半自動切割方式還較為普遍。
[0003]激光切割是板材下料過程中的重要加工方式。與傳統(tǒng)切割方法(火焰切割、線切割等)相比，激光切割具有高速、高精度和高適應性的特點，同時還具有割縫細、熱影響區(qū)小、切割面質(zhì)量好、切割時無噪聲、切割過程容易實現(xiàn)自動化、加工成本低等優(yōu)點，因而在工程上得到廣泛應用。
[0004]目前，激光切割機價格昂貴，切割費用高，不適合于薄板切割、精度要求高的場合。這些產(chǎn)品仍然存在著或是成本偏高，或是效率低，或是可靠性不足的問題。我國的激光切割設(shè)備仍然停留在低端產(chǎn)品階段，與國外激光切割機相比，國產(chǎn)激光切割機表現(xiàn)出切縫寬，切割表面質(zhì)量、整機的穩(wěn)定性、柔性較差，更重要的是關(guān)鍵技術(shù)如數(shù)控系統(tǒng)大多依靠國外引進。因此，在激光切割機的主要器件如激光器，光學件等都可以實現(xiàn)自主的供給的情形下，當務之急是對激光切割機控制技術(shù)進行研究，提出滿足實際要求的控制策略，以提高激光切割機的精度和穩(wěn)定性，進一步提高國產(chǎn)激光切割機的競爭力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用步進電機驅(qū)動避免了傳統(tǒng)機械傳動驅(qū)動機構(gòu)復雜的缺點，采用十字結(jié)構(gòu)絲杠傳動使滑塊只能進行X、Y方向進行直線運動，避免了傳統(tǒng)工字型結(jié)構(gòu)不能夠?qū)崿F(xiàn)左右兩邊絲桿進給運動同步問題的具有自動定位功能的激光切割機。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種具有自動定位功能的激光切割機，包括上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)、步進電機控制系統(tǒng)、機械驅(qū)動系統(tǒng)、機床和激光切割機系統(tǒng)，機床包括機床床身和機床導軌，機床導軌安裝在機床床身上，觸摸屏系統(tǒng)安裝在機床床身側(cè)面的觸摸屏控制臺上，激光切割系統(tǒng)安裝在機床床身上，機械驅(qū)動系統(tǒng)安裝在機床內(nèi)部的軸承座之間，上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)安裝在機床床身側(cè)面的電氣箱中，單片機最小系統(tǒng)分別與上位機通信系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)相連，步進電機控制系統(tǒng)與機械驅(qū)動系統(tǒng)相連。
[0007]具體地，所述的激光切割機系統(tǒng)包括激光切割機底座、激光切割機機身、Z向步進電機、激光反射器、激光頭外殼和激光頭，激光切割機底座通過激光切割機滑塊安裝在機床導軌上，激光切割機機身固定在激光切割機底座上，激光頭外殼通過連接器與激光切割機機身固定連接，激光頭外殼頂部設(shè)有Z向步進電機和激光反射器，激光頭外殼底部設(shè)有激光頭。
[0008]所述的步進電機控制系統(tǒng)包括AT89C51單片機、X向步進電機驅(qū)動器、Y向步進電機驅(qū)動器、X向步進電機和Y向步進電機，X向步進電機驅(qū)動器的一端通過1C、2C、3C、4C端口與X向步進電機的A、B、C、D線圈連接，另一端通過1B、2B、3B、4B端口與AT89C51單片機的Pl.0、Pl.1、Pl.2和Pl.3端口連接；Y向步進電機驅(qū)動器的一端通過1C、2C、3C、4C端口與Y向步進電機的A、B、C、D線圈連接，另一端通過1B、2B、3B、4B端口與AT89C51單片機的Pl.4、Pl.5、Pl.6、Pl.7端口連接，AT89C51單片機的P3.4/T0端口與步進電機運行控制鍵SW2相連。
[0009]具體地，所述的機械驅(qū)動系統(tǒng)包括工作平臺、Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置和X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置，Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置由Y向滾珠絲桿、Y向滾珠絲桿螺母座、Y向滾珠軸承、Y向軸承座和Y向聯(lián)軸器組成，X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置由X向滾珠絲桿、X向滾珠絲桿螺母座、X向滾珠軸承、X向軸承座和X向聯(lián)軸器組成；
[0010]工作平臺通過工作平臺底座安裝在Y向滾珠絲桿螺母座之上，工作平臺上設(shè)置有螺旋夾緊機構(gòu)，工件通過螺旋夾緊機構(gòu)固定在工作平臺上，Y向滾珠絲桿螺母座通過螺母座連接桿安裝在X向滾珠絲桿螺母座上，Y向滾珠絲桿通過Y向滾珠軸承安裝在Y向軸承座之間，Y向軸承座外側(cè)設(shè)有Y向軸承端蓋，Y向滾珠絲桿的末端通過Y向聯(lián)軸器與Y向步進電機連接，X向滾珠絲桿通過X向滾珠軸承安裝在X向軸承座之間，X向軸承座外側(cè)設(shè)有X向軸承端蓋，X向滾珠絲桿的末端通過X向聯(lián)軸器與X向步進電機連接。
[0011]具體地，所述的上位機通信系統(tǒng)包括PC機、MAX232通信接口芯片和AT89C51單片機，MAX232通信接口芯片的Tlin和Rlout端口分別與AT89C51單片機的P3.0/TXD和P3.1/RXD端口連接；MAX232通信接口芯片的Tlout和Rlin端口分別與PC機的RXD和TXD端口相連。所述的觸摸屏系統(tǒng)包括觸摸屏、觸摸屏控制芯片ADS7846和觸摸屏控制器，ADS7846觸摸屏控制器的X+、Y+、X-、Y-端口分別與觸摸屏的X+、Y+、X-、Y-端口連接，ADS7846芯片的 DCLK、CS、DIN、BUSY、DOUT, PIiN 丨 KQ 端口分別與 AT89C51 單片機的 Ρ2.0、Ρ2.1、Ρ2.2、Ρ2.3、Ρ2.4、Ρ3.2 端口連接。
[0012]具體地，所述的單片機最小系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為主控芯片，包括電源電路、復位電路、晶振電路、工作狀態(tài)指示與報警電路，AT89C51單片機分別與電源電路、復位電路、晶振電路和工作狀態(tài)指示與報警電路連接。
[0013]進一步地,所述的X向步進電機驅(qū)動器和Y向步進電機驅(qū)動器采用ULN2000A型步進電機驅(qū)動器。
[0014]進一步地，所述的工作狀態(tài)指示與報警電路包括狀態(tài)指示燈和蜂鳴報警器。
[0015]進一步地，所述的激光頭外殼內(nèi)設(shè)有激光器絲桿和用于平衡激光頭附加功能機構(gòu)重量的平衡氣缸，激光器絲桿與Z向步進電機相連，Z向步進電機驅(qū)動激光器絲桿沿Z軸方向運動，調(diào)整激光頭的位置。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017](I)采用單片機進行控制，抗干擾性能好，穩(wěn)定性強可靠性高，可維護性能也很好，相對于傳統(tǒng)的工控機而言，單片機成本低廉，對操作維護人員的要求不高，便于推廣利用；
[0018](2)采用步進電機驅(qū)動，避免了傳統(tǒng)機械傳動驅(qū)動機構(gòu)復雜的缺點，它具有電機慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點，簡化了設(shè)備構(gòu)造，增加了驅(qū)動的靈敏性和精度；
[0019](3)采用十字結(jié)構(gòu)絲杠傳動，精度高，而且運用了滑軌，限制了其它方向上的運動，使滑塊只能沿X、Y方向進行直線運動，避免了傳統(tǒng)工字型結(jié)構(gòu)不能夠?qū)崿F(xiàn)左右兩邊絲桿進給運動同步或者容易卡住的問題；
[0020](4)采用觸摸屏作為控制、顯示界面，便于人機對話友好交互，使操作簡單、方便、快捷，更具有人性化；
[0021](5)采用單片機與PC機通信，便于信息傳輸，有利于整個系統(tǒng)的升級和維護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的激光切割機電路模塊圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的激光切割機的機械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的步進電機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的機械驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5為本發(fā)明的上位機通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本發(fā)明的觸摸屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為本發(fā)明的單片機最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0029]圖8為本發(fā)明的激光頭外殼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]附圖標記說明:8_機床導軌，9-激光切割機滑塊，10-激光切割機底座，11-激光切割機機身，12-連接器，13-Z向步進電機，14-激光反射器，15-激光頭外殼，16-激光頭，17-工作平臺，18-工作平臺底座，19-觸摸屏控制臺，20-機床床身，21-電氣箱，22-機床底座，28-X向步進電機，29-X向步進電機驅(qū)動器，31-Y向步進電機驅(qū)動器，32-Y向步進電機，34-Y向聯(lián)軸器，35-Y向軸承端蓋，36-Y向滾珠軸承，37-Y向軸承座，38-Y向滾珠絲桿，39-X向滾珠絲桿螺母座，40-X向滾珠絲桿，41-螺母座連接桿，42-Y向滾珠絲桿螺母座，43-工件，44-激光器絲桿,45-平衡氣缸。

【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明所保護的內(nèi)容不局限于以下所述。
[0032]如圖1、圖2所示，一種具有自動定位功能的激光切割機，包括上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)、步進電機控制系統(tǒng)、機械驅(qū)動系統(tǒng)、機床和激光切iiij機系統(tǒng)，機床包括機床床身20和機床導軌8，機床導軌8安裝在機床床身20上，機床床身20通過機床底座22放置在地面上，觸摸屏系統(tǒng)安裝在機床床身20側(cè)面的觸摸屏控制臺19上，激光切割系統(tǒng)安裝在機床床身20上，機械驅(qū)動系統(tǒng)安裝在機床內(nèi)部的軸承座之間，上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)安裝在機床床身20側(cè)面的電氣箱21中，單片機最小系統(tǒng)分別與上位機通信系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)相連，步進電機控制系統(tǒng)與機械驅(qū)動系統(tǒng)相連。
[0033]本實施例選用典型電路組成單片機最小系統(tǒng)，上位機通信系統(tǒng)能實現(xiàn)上位機與單片機之間的通信，觸摸屏系統(tǒng)用于工作臺工作模式的選擇、運行參數(shù)的控制以及運行狀態(tài)的顯示，步進電機控制系統(tǒng)能實現(xiàn)步進電機運動控制，機械驅(qū)動系統(tǒng)能實現(xiàn)工作平臺自動定位功能的機械傳動系統(tǒng)，激光切割系統(tǒng)能實現(xiàn)材料切割功能，機床用于整個系統(tǒng)和相應輔助設(shè)備的安放，整個激光切割機采用AT89C51作為主控芯片構(gòu)成單片機最小系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行計算處理。上位機通信系統(tǒng)將PC機指令傳輸給單片機最小系統(tǒng)，單片機最小系統(tǒng)通過相應的I/O端口輸出控制信號給步進電機控制系統(tǒng)，完成步進電機的各種運行方式控制，實現(xiàn)步進電機在4相8拍的工作方式下的正反轉(zhuǎn)運行。機械驅(qū)動系在步進電機控制系統(tǒng)的控制下運轉(zhuǎn)，二維平面工作臺作為被控對象通過步進電機驅(qū)動滾珠絲桿在X/Y軸方向聯(lián)動，實現(xiàn)程序設(shè)定軌跡的運動，加工的過程中激光切割系統(tǒng)啟動，從而完成了激光切割機在平面內(nèi)的自動定位切割。
[0034]本實施例所述的激光切割機系統(tǒng)包括激光切割機底座10、激光切割機機身11、Z向步進電機13、激光反射器14、激光頭外殼15和激光頭16，激光切割機底座10通過激光切割機滑塊9安裝在機床導軌8上，激光切割機機身11固定在激光切割機底座10上，激光頭外殼15通過連接器12與激光切割機機身11固定連接，激光頭外殼15頂部設(shè)有Z向步進電機13和激光反射器14,激光頭外殼15底部設(shè)有激光頭16。
[0035]如圖3所示，本實施例所述的步進電機控制系統(tǒng)包括AT89C51單片機、X向步進電機驅(qū)動器29、Y向步進電機驅(qū)動器31、X向步進電機28和Y向步進電機32，X向步進電機驅(qū)動器29的一端通過1C、2C、3C、4C端口與X向步進電機28的A、B、C、D線圈連接，另一端通過1B、2B、3B、4B端口與AT89C51單片機的Pl.0、Pl.1、Pl.2和Pl.3端口連接；Y向步進電機驅(qū)動器31的一端通過1C、2C、3C、4C端口與Y向步進電機32的A、B、C、D線圈連接，另一端通過 1B、2B、3B、4B 端口與 AT89C51 單片機的 Pl.4、Pl.5、Pl.6、Pl.7 端口連接，AT89C51單片機的P3.4/T0端口與步進電機運行控制鍵SW2相連。當手動按下控制電路的啟停控制鍵SW2，單片機的P3.4/T0 口檢測到相應的信號，經(jīng)處理后輸出相應的指令控制步進電機的啟動與停止；本系統(tǒng)的驅(qū)動電路中，X向步進電機驅(qū)動器、Y向步進電機驅(qū)動器分別從單片機接收相應的脈沖控制信號，信號經(jīng)過處理后傳輸?shù)綄牟竭M電機，步進電機根據(jù)接收的信號做出相應的角位移變化，從而實現(xiàn)對步進電機運行速度、方向等運行參數(shù)的控制。
[0036]如圖4所示，本實施例所述的機械驅(qū)動系統(tǒng)包括工作平臺17、Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置和X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置，Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置和X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置安裝在機床導軌8上，Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置由Y向滾珠絲桿38、Y向滾珠絲桿螺母座42、Y向滾珠軸承36、Y向軸承座37和Y向聯(lián)軸器34組成，X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置由X向滾珠絲桿40、X向滾珠絲桿螺母座39、X向滾珠軸承、X向軸承座和X向聯(lián)軸器組成(圖中未畫出)；工作平臺17通過工作平臺底座18安裝在Y向滾珠絲桿螺母座42之上，工作平臺17上設(shè)置有螺旋夾緊機構(gòu)，工件43通過螺旋夾緊機構(gòu)固定在工作平臺17上，Y向滾珠絲桿螺母座42通過螺母座連接桿41安裝在X向滾珠絲桿螺母座39上，Y向滾珠絲桿38通過Y向滾珠軸承36安裝在Y向軸承座37之間，Y向軸承座37外側(cè)設(shè)有Y向軸承端蓋35，Y向滾珠絲桿38的末端通過Y向聯(lián)軸器34與Y向步進電機32連接，X向滾珠絲桿40通過X向滾珠軸承安裝在X向軸承座之間，X向軸承座外側(cè)設(shè)有X向軸承端蓋，X向滾珠絲桿40的末端通過X向聯(lián)軸器與X向步進電機28連接。Y向步進電機32從Y向步進電機驅(qū)動器31獲得脈沖信號，驅(qū)動Y向滾珠絲桿38的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)Y向滾珠絲桿螺母座42在特定方向的直線進給運動，X向滾珠絲桿螺母座39采用同樣的方式在特定的直線方向運動，X、Y方向的絲桿聯(lián)動，最終實現(xiàn)工作平臺17在復雜平面軌跡的偏移。
[0037]如圖5所示，本實施例所述的上位機通信系統(tǒng)包括PC機、ΜΑΧ232通信接口芯片和AT89C51單片機，ΜΑΧ232通信接口芯片的Tlin和Rlout端口分別與AT89C51單片機的Ρ3.0/TXD和Ρ3.1/RXD端口連接；ΜΑΧ232通信接口芯片的Tlout和Rlin端口分別與PC機的RXD和TXD端口相連。整個激光切割機的軟件設(shè)計在PC機上實現(xiàn)，軟件設(shè)計完成后，上位機通信系統(tǒng)將激光切割機工作模式、運行控制代碼等信息經(jīng)過ΜΑΧ232通信接口芯片端口傳輸給AT89C51單片機。在后期的系統(tǒng)維護和升級的過程中，也通過上位機通信系統(tǒng)來實現(xiàn)信息的傳遞和更新。
[0038]如圖6所示，本實施例所述的觸摸屏系統(tǒng)包括觸摸屏、觸摸屏控制芯片ADS7846和觸摸屏控制器，相應電路的元器件和線路接法采用ADS7846觸摸屏控制芯片的典型電路設(shè)計完成:ADS7846觸摸屏控制器的X+、Y+、X-、Y-端口分別與觸摸屏的X+、Y+、X_、Y-端口連接，ADS7846 芯片的 DCLK, CS,: DIN、BUSY、D0UT、|)KN丨 KQ 端口分別與 AT89C51 單片機的
P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P3.2端口連接。當觸摸屏上有觸壓信號產(chǎn)生時，觸摸屏的X+、Y+、X-、Y-端口將信號傳輸給ADS7846芯片，信號經(jīng)過處理后，通過ADS7846芯片端口將信號傳輸給單片機，單片機根據(jù)軟件設(shè)計的要求對信號作出相應的響應，并將結(jié)果經(jīng)過ADS7846芯片反饋給觸摸屏，觸摸屏顯示處理結(jié)果。
[0039]如圖7所示，本實施例所述的單片機最小系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為主控芯片，包括電源電路、復位電路、晶振電路、工作狀態(tài)指示與報警電路，AT89C51單片機分別與電源電路、復位電路、晶振電路和工作狀態(tài)指示與報警電路連接。電源電路提供單片機正常工作的電壓。復位電路采用手動復位方式，當接通按鈕開關(guān)SW1，單片機端口檢測到相應的變化，經(jīng)過內(nèi)部處理后，使單片機進入復位狀態(tài)。復位電路用于系統(tǒng)工作出現(xiàn)死機等異常情況時，使系統(tǒng)重新啟動，保證系統(tǒng)正常運行。晶振電路采用內(nèi)部晶振方式電路，為單片機的正常工作提供時鐘信號。工作狀態(tài)指示與報警電路用于切割機工作狀態(tài)的顯示，并在工作異常的情況下進行報警。AT89C51單片機是整個控制系統(tǒng)的核心，用于接收上位機的信息，并通過其端口發(fā)送指令，控制其它系統(tǒng)的運行，并維持整個系統(tǒng)的正常工作。
[0040]本實施例所述的X向步進電機驅(qū)動器和Y向步進電機驅(qū)動器采用ULN2000A型步進電機驅(qū)動器。
[0041]本實施例所述的工作狀態(tài)指示與報警電路包括狀態(tài)指示燈和蜂鳴報警器。
[0042]如圖8所示，本實施例所述激光切割系統(tǒng)采用技術(shù)已經(jīng)比較成熟激光切割機，使用的過程中只需要手動控制其啟動與停止即可，所述的激光頭外殼15內(nèi)設(shè)有激光器絲桿44和平衡氣缸45，平衡氣缸45用于平衡切割頭16附加功能機構(gòu)的重量，保證切割頭的良好動態(tài)性能和隨動機構(gòu)反應靈敏度和穩(wěn)定度，激光器絲桿44與Z向步進電機13相連，Z向步進電機13驅(qū)動激光器絲桿44沿Z軸方向運動，調(diào)整激光頭16的位置。
[0043]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應被理解為本發(fā)明的保護范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自動定位功能的激光切割機，其特征在于:包括上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)、步進電機控制系統(tǒng)、機械驅(qū)動系統(tǒng)、機床和激光切iiij機系統(tǒng)，機床包括機床床身(20)和機床導軌(8)，機床導軌(8)安裝在機床床身(20)上，觸摸屏系統(tǒng)安裝在機床床身(20)側(cè)面的觸摸屏控制臺(19)上，激光切割系統(tǒng)安裝在機床床身(20)上，機械驅(qū)動系統(tǒng)安裝在機床內(nèi)部的軸承座之間，上位機通信系統(tǒng)、單片機最小系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)安裝在機床床身(20)側(cè)面的電氣箱(21)中，單片機最小系統(tǒng)分別與上位機通信系統(tǒng)、觸摸屏系統(tǒng)和步進電機控制系統(tǒng)相連，步進電機控制系統(tǒng)與機械驅(qū)動系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機，其特征在于:所述的激光切割機系統(tǒng)包括激光切割機底座(10)、激光切割機機身(11)、Z向步進電機(13)、激光反射器(14)、激光頭外殼(15)和激光頭(16)，激光切割機底座(10)通過激光切割機滑塊(9)安裝在機床導軌(8)上，激光切割機機身(11)固定在激光切割機底座(10)上，激光頭外殼(15)通過連接器(12)與激光切割機機身(11)固定連接，激光頭外殼(15)頂部設(shè)有Z向步進電機(13)和激光反射器(14),激光頭外殼(15)底部設(shè)有激光頭(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機，其特征在于:所述的步進電機控制系統(tǒng)包括AT89C51單片機、X向步進電機驅(qū)動器(29)、Y向步進電機驅(qū)動器(31)、X向步進電機(28)和Y向步進電機(32)，X向步進電機驅(qū)動器(29)的一端通過1C、2C、3C、4C端口與X向步進電機(28)的八3、(:、0線圈連接，另一端通過18、28、38、48端口與4了89051單片機的？1.0、Pl.1、P1.2和Pl.3端口連接'Y向步進電機驅(qū)動器(31)的一端通過1C、2C、3C、4C端口與Y向步進電機(32)的A、B、C、D線圈連接，另一端通過1B、2B、3B、4B端口與AT89C51單片機的Pl.4、Pl.5、Pl.6、Pl.7端口連接，AT89C51單片機的P3.4/T0端口與步進電機運行控制鍵SW2相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光切割機，其特征在于:所述的機械驅(qū)動系統(tǒng)包括工作平臺(17)、Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置和X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置，Y向滾珠絲桿驅(qū)動裝置由Y向滾珠絲桿(38)、Y向滾珠絲桿螺母座(42)、Y向滾珠軸承(36)、Y向軸承座(37)和Y向聯(lián)軸器(34)組成，X向滾珠絲桿驅(qū)動裝置由X向滾珠絲桿(40)、X向滾珠絲桿螺母座(39)、X向滾珠軸承、X向軸承座和X向聯(lián)軸器組成； 工作平臺(17)通過工作平臺底座(18)安裝在Y向滾珠絲桿螺母座(42)之上，工作平臺(17)上設(shè)置有螺旋夾緊機構(gòu)，工件(43)通過螺旋夾緊機構(gòu)固定在工作平臺(17)上，Y向滾珠絲桿螺母座(42)通過螺母座連接桿(41)安裝在X向滾珠絲桿螺母座(39)上，Y向滾珠絲桿(38)通過Y向滾珠軸承(36)安裝在Y向軸承座(37)之間，Y向軸承座(37)外側(cè)設(shè)有Y向軸承端蓋(35)，Y向滾珠絲桿(38)的末端通過Y向聯(lián)軸器(34)與Y向步進電機(32)連接，X向滾珠絲桿(40)通過X向滾珠軸承安裝在X向軸承座之間，X向軸承座外側(cè)設(shè)有X向軸承端蓋，X向滾珠絲桿(40)的末端通過X向聯(lián)軸器與X向步進電機(28)連接。
5.按照權(quán)利要求1激光切割機，其特征在于:所述的上位機通信系統(tǒng)包括PC機、MAX232通信接口芯片和AT89C51單片機，MAX232通信接口芯片的Tlin和Rlout端口分別與AT89C51單片機的P3.0/TXD和P3.1/RXD端口連接；MAX232通信接口芯片的Tlout和Rlin端口分別與PC機的RXD和TXD端口相連。
6.按照權(quán)利要求1激光切割機，其特征在于:所述的觸摸屏系統(tǒng)包括觸摸屏、觸摸屏控制芯片ADS7846和觸摸屏控制器，ADS7846觸摸屏控制器的X+、Y+、X-、Y-端口分別與觸摸屏的 X+、Y+、X-、Y-端口連接，ADS7846 芯片的 DCLK、CS、DIN、BUSY、DOUT, PENIRQ 端口分別與 AT89C51 單片機的 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P3.2 端口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光切割機，其特征在于:所述的單片機最小系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為主控芯片，包括電源電路、復位電路、晶振電路、工作狀態(tài)指示與報警電路，AT89C51單片機分別與電源電路、復位電路、晶振電路和工作狀態(tài)指示與報警電路連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光切割機，其特征在于:所述的X向步進電機驅(qū)動器和Y向步進電機驅(qū)動器采用ULN2000A型步進電機驅(qū)動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光切割機，其特征在于:所述的工作狀態(tài)指示與報警電路包括狀態(tài)指示燈和蜂鳴報警器。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光切割機,其特征在于:所述的激光頭外殼(15)內(nèi)設(shè)有激光器絲桿(44)和用于平衡激光頭(16)附加功能機構(gòu)重量的平衡氣缸(45)，激光器絲桿(44)與Z向步進電機(13)相連，Z向步進電機(13)驅(qū)動激光器絲桿(44)沿Z軸方向運動，調(diào)整激光頭(16)的位置。
【文檔編號】B23K26/38GK104191093SQ201410437759
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月29日
【發(fā)明者】高濤, 王海軍, 萬宇, 楊利慶, 彭孝國, 石虎, 張旭 申請人:電子科技大學