摘要

本课题所设计的数控火焰切割机是常见的切割设备，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、横向两个方向进给运动均选用伺服电动机带动齿轮齿条传动的闭环控制系统，垂直方向则采用步进电机带动滚珠丝杆传动的开环控制系统。其次，利用三维设计软件Solidworks完成了火焰切割机各零件的三维实体造型，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，并绘制了切割机的重要零部件和装配体的工程图。最后，根据选用的数控系统和电机的说明书，完成了有关的电气控制图，并根据资料追加了割炬自动调高系统。

关键词：数控火焰切割机；龙门式；结构设计；电气控制

目录

摘要

Abstract

第一章-绪论-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

1.3 课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术要求-4

1.3.1 课题的意义和目的-4

1.3.2 研究范围和技术要求-4

第二章-机械结构设计-5

2.1 机械结构总体方案-5

2.2 各部件的机械设计-6

2.2.1 横梁的设计-6

2.2.2 割炬升降机构的设计-8

2.2.3 底座的设计-11

2.2.4 横向与纵向的运动设计-11

2.2.5 防碰撞系统及限位系统-13

第三章-电气控制设计-15

3.1 电气控制总体方案-15

3.2 数控系统简介-15

3.3 数控系统输入输出定义与接线-17

3.3.1 输入定义与接线-17

3.3.2 输出定义与接线-18

3.4 横向和纵向伺服驱动控制-20

3.4.1 伺服驱动器简介-20

3.4.2 伺服驱动器的选用和接线-20

3.4.3 伺服系统和数控系统的接线-22

3.5 割炬升降控制系统-23

3.5.1 割炬升降控制总体方案-23

3.5.2 单片机简介-23

3.5.3 步进电机驱动电路-23

3.5.4 割炬自动调高系统-24

第四章 结论与展望-33

4.1 结论-33

4.2 不足之处和展望-33

参考文献-35

致 谢-37