激光切割雕刻机设计

本科论文目录TOC\o"1-3"\h\u19432摘要 124933Abstract 224775引言 3251211研究目标及主要内容 4144641.1课题研究概述 4233771.2数控激光切割机的国内外发展现状 485801.3论文主要设计任务 486132激光切割机所能实现的两种功能及特点 5197212.1激光切割 570932.2激光打标 71483激光切割机结构设计 8217623.1激光切割机的组成部分 8116553.2外形尺寸 8178523.3光路设计 9282273.4光路调整 14240393.5激光切割机内部结构设计 15238704工作台的设计 1657954.1工作台的类型 1675964.2工作台基本尺寸的初步确定和重量估算 16273265导轨的选择 16242666步进电机的选型及齿形带 19270056.1步进电机和齿形带的特点 19285606.2步进电机选型 21302027齿轮传动机构的设计 2386027.1齿轮传动比的确定 23149457.2齿轮传动主要参数的确定 23236268配电盘设计 23133818.1配电盘的优点 24112338.2配电盘布局 24236379激光管和激光电源的选择 258459.1二氧化碳激光管的工作原理及特点 25109729.2二氧化碳激光管功率的选择 26200889.3激光电源的选择 27147010零件的表面处理 272631811控制系统设计 291008311.1机床控制系统总体方案 29435611.2激光切割机控制系统选择 29357411.3泊楚CYpTube激光切割控制系统功能介绍 303015912水泵、气泵、风机 301578012.1水泵的作用及选择 302194412.2气泵的作用及选择 311375312.3风机的作用及选择 313076613激光切割机安全操作注意事项 3114292结论 336275参考文献 3414726致谢 36本科生毕业设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的毕业设计（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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文中没有抄袭他人研究成果和伪造数据等行为。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。设计（论文）作者签名：日期：______________本科生毕业设计（论文）使用授权声明沈阳城市学院有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计（论文）的复印件和磁盘，允许毕业设计（论文）被查阅和借阅。本人授权沈阳城市学院可以将本科毕业设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复印手段保存、汇编毕业设计（论文）。设计（论文）作者签名： 日期：_______________指导教师签名：日期：本科论文摘要激光切割雕刻机是集激光技术、机床、自动化控制为一体的高集成度的现代化设备，作为高新技术集合体，与传统的机加工方式相比，激光切割雕刻机加工的工件精度高、且刀头不接触工件，所以在提高材料利用率的同时，危险性较传统机床也更低。在一些特定领域，采用激光加工技术可以降低产品成本，提高企业效益。所以对制造业来说，激光切割是一种重要的加工方式。关键词：光、机、电一体化；激光切割控制系统；二氧化碳激光

AbstractLasercuttingengravingmachineislasertechnology,machinetools,automaticcontrolasoneofthehighintegrationofmodernequipment,asacollectionofnewandhightechnology,comparedwiththetraditionalwayofmachining,lasercuttingengravingmachininghighprecisionofworkpieceandcutteroutoftouchwithartifacts,sotoimprovetheutilizationratioofmaterialsatthesametime,alowerriskthantraditionalmachinetool.Insomespecificfields,theuseoflaserprocessingtechnologycanreducethecostofproductsandimprovetheefficiencyofenterprises.Soforthemanufacturingindustry,lasercuttingisanimportantwayofprocessing.Keywords:Integrationoflight,machineandelectricity;Lasercuttingcontrolsystem;Carbondioxidelase引言激光切割的适用对象广泛，碳钢板、木板、亚克力板和塑料等都能够采用激光切割，所以数控激光切割机在我国制造业中会得到广泛普及。激光切割在切割传统加工方式难以加工的材料以及形状形状复杂包含锐角的工件时，其技术优点表现的十分突出。[[1][1]董锋,陆雅娟.激光切割工艺及设备[J].北京:CAD/CAM与制造业信息化，2003.4:85-86

1研究目标及主要内容1.1课题研究概述激光切割作为一种新兴的加工技术，相比于传统的加工方法，激光切割在切割传统加工方法难以加工的材料以及形状形状复杂包含锐角的工件时，其技术优点表现的十分突出。数控激光切割机床正在我国制造业中得到大量的应用，因此设计和研发性能更好的数控激光切割设备具有非常广阔的应用前景。1.2数控激光切割机的国内外发展现状激光切割技术,现已大量地应用于汽车零部件制造、航空航天、广告业、服装、等工业生产中。自激光器技术成熟以来，国外的激光切割技术得到了较快发展，国际上激光切割技术在工业生产中占有的比重每年都以15％～25％的速度增长。[[2]江海河.激光加工技术应用的发展及展望[J].合肥:光电子技术与信息，2001.4:1-12]我国自20世纪80年代开始，国内的激光技术先驱们开始着手研发我国的激光切割设备。但是我国虽然在改革开放政策执行之后国民经济得到较快发展，但受限于我国的工业基础差，激光加工技术在我国的工业生产中得不到广泛的应用，技术水平与国外相比起步较晚，差距较大。激光加工技术拥有广阔的应用前景，数控化的激光切割机机床，是集激光技术、机床、自动化控制为一体的高度集成的现代化设备，3[2]江海河.激光加工技术应用的发展及展望[J].合肥:光电子技术与信息，2001.4:1-121.3论文主要设计任务（1）原理设计：传动系统、驱动系统、激光发生器、激光光路、配电盘。（2）元件选型：根据设计时所需功率选取激光管和步进电机等。

非标件：根据系统要求自行设计；（3）三维造型：运用SOLIDWORKS对激光切割雕刻机整体进行三维造型；2激光切割机所能实现的两种功能及特点2.1激光切割采用激光切割技术切割金属板材时，由于对板材无作用力，且热形变很小，所以适合切割精度要求较高的零件。图2.1激光切割薄钢板示意图图2.2激光切割样品图激光切割术的加工原理是用凸透镜将激光器发出的激光束聚焦在工件表面上产生的高温使工件表面融化或气化，在由激光头处喷出的辅助气体将残留物吹走从而达到切割工件的目的。激光切割技术具有以下优点：1、在加工精度要求较高的工件时，加工效果较好。2、切缝窄：激光束经过聚焦镜聚焦后，加工部位的温度瞬间升至上千摄氏度，工件材料瞬间融化或气化，蒸发后形成切缝。由于焦点小，加工速度快，切缝的宽度往往能达到0.3mm以内。3、切割面完整：由于激光在切割工件时，刀头并不直接作用于工件表面，无切削力作用，所以能做到切割面无毛刺。4、加工速度快：直线切割速度可达700mm/s，相比线切割，激光切割的速度明显更快。5、工件加工质量好：刀头与工件无接触，不划伤工件，加工速度快切面受热形变量小，加工精度高，基本一次成型，不需要重复加工。6、可加工材料广泛：激光可根据激光器种类的不同可以对钢板、铝合金板、木板、布料、皮革和有机玻璃等进行加工。7、节约成本：加工零件时，相比于冲压加工，激光切割不需要配套模具，无须修理模具，降低了生产成本，适合钣金件的加工。8、缩短产品制造周期：新产品研发时，随时会改动,激光切割技术可在电脑端随时改，随时加工，极大的节约了时间。2.2激光打标图2.2运用激光打标制作的手机壳激光打标技术是重要的激光加工手段之一。激光打标是利用激光经过聚焦后对工件表面或内部进行照射，使工件材料部分气化或变色留下永久性痕迹的一种加工方法[[3][3]胡兴军,刘向阳.激光切割的基本原理及新进展[J].苏州:苏南科技开发，2004.11:42-43激光打标技术作为一种现代加工方法，与传统的加工方法相比，具有3大优势：1、拥有激光加工的优越性，刀头与工件之间没有加工力的作用，无切削力，受热形变小，所以加工精度较高。2、激光打标主要应用于产品编码、花纹等的加工。根据激光器种类的不同，可利用激光打标技术对多种材料及进行加工，可以在多种材料的表面制作出非常精细的永久图案。3、激光打标加工精细，激光束经过聚焦后可以达到0.3mm以内。3激光切割机结构设计3.1激光切割机的组成部分（1）外壳部分外壳的组成部分有：上盖、主体机壳、后盖、废料仓、地脚。（2）传动系统传动系统的组成部分有：步进电机（动力来源）、传动轴、齿轮减速机构、皮带、定滑轮。（3）光路系统激光管处反射镜、X轴反射镜、Z轴反射镜、激光头（内置聚焦镜）、光路保护装置。（4）激光发生系统激光发生系统的组成部分有：60W二氧化碳激光管、60W激光电源（5）数控系统数控系统的组成部分有：配电盘、数控机床运动控制卡、控制面板、泊楚CypTube激光切割控制系统。（6）水泵、风机、气泵。3.2外形尺寸此次设计的数控激光切割机采用卧式结构，根据市场上已有的同类型激光切割机外形参数，本激光切割机的外形尺寸定为：2500mm×1780mm×1235mm3.3光路设计图3.1激光切割机光路原理图飞行光路是激光切割机光路设计中普遍采用的激光传导方式。是指在激光加工中，将激光器固定，通过镜面反射来改变激光的传输路径，通常采取的措施是反射镜。激光器出光位置不变，通过步进电机带动反射镜运动和聚焦镜运动，达到使激光器稳定输出的目的[[4][4]朱秀芹.激光切割技术在生产中的推广应用[J].宁波:衡器，2003.1:11-14圆偏振反射镜片、线偏振反射镜片以及聚焦透镜是激光切割机光路的基本组成部分。图3.2一种激光反射镜片圆偏振反射镜片可以将二氧化碳激光管输出的线性偏振光转化为圆偏振光，通过镜面反射传输到激光切割机的激光头，再由安置在激光头内部的聚焦透镜聚焦后对工件进行加工。[[5]郝喜海，吴若梅，张继红.激光切割技术在机械制造中的应用及发展[J].上海:机械制造，1999.8:8]外光路系统有混合光路、单臂悬梁飞行光路和龙门式飞行光路三种。[5]郝喜海，吴若梅，张继红.激光切割技术在机械制造中的应用及发展[J].上海:机械制造，1999.8:8[6]谢小柱，李力钧，张屹，刘继常，鄢锉.激光切割金属厚板新技术[J].成都:激光技术，2009.3:28-31图3.3反射镜座结构图1、光靶放置孔2、激光反射镜3、碟簧调节螺丝4、螺纹5、高度调节旋钮6、高度锁紧螺丝7、高度锁紧螺母8、光斑上下调节旋钮9、反射镜锁紧片10、整体调节旋钮11、光斑左右调节旋钮12、碟簧13、反射镜安装板14、支撑板15、底座。图3.4反射镜三维立体图图3.5激光头三维立体图激光切割机的维护保养除传动部分润滑外，最容易出现光路的偏差，激光束不能稳定的进入激光头内，导致在工作台各处的加工功率不一致，影响切割效果。所以，定时的检查光路以及调整是设备维护的重要组成部分。3.4光路调整光路调整过程：激光管出光处的调整；将贴好光敏纸的光靶放置在反射镜A的光靶放置孔上，点击控制面板上的手动出光，功率不宜过大，否则容易烧穿光敏纸，调节反射镜A的底座及激光管支架，使光打在光靶中心。X轴光路的调整；将反射镜B移动至最远端，再用面积大一点的纸板将光一点点的导入光靶，然后微调把近端和远程光斑调为一致，若近点和远点光偏的方向一致，则说明光路与X轴导轨平行。Y轴光路的调整，将反射镜B移动至最远端，再用面积大一点的纸板将光一点点的导入光靶，然后微调把近端和远程光斑调为一致，若近点和远点光偏的方向一致，则说明光路与X轴导轨平行。垂直光的调整，用一块光敏纸粘在出光口上，手动出光，若光点圆且正即可。3.5激光切割机内部结构设计图3.6激光切割机上视图图3.7激光切割机主体结构图4工作台的设计4.1工作台的类型由于激光切割属于特种切割，在机床工作的过程中，由激光头射出的高能激光束聚焦在代加工材料表面使之融化或气化来达到切割的目的。若采用的工作台存在缺陷，极易引起加工材料起火、破损等。故而，在小型激光切割机加工台面的设计上，多采用蜂窝铝箔台面。优点：1、重量轻、承载能力大2不易变形3、耐高温4、拆卸简单，便于更换5、抗风化、抗化学腐蚀6、寿命长。基于合金蜂窝铝箔台面的特点，本次激光切割机的台面选择合金蜂窝铝箔台面为工作台。4.2工作台基本尺寸的初步确定和重量估算

结合设计需求，工作台的基本参数定为:

1、工作台行程:横向900mm,纵向600mm;

2、工作台最大尺寸(长×宽×高):950mm×650mm×650mm;3、工作台最大负载:200N;

4、台面粗糙度:1.0~1.8;

5、使用寿命:10年。5导轨的选择直线导轨的种类有三种：1、滚轮直线导轨2、圆柱直线导轨3、滚珠直线导轨。在数控机床中选择合适的导轨来支撑和引导运动部件是十分重要的。[[7][7]陈树明.激光切割技术现状及发展[J].济南:锻压机械，2002.2:3-5图5.1滚动直线导轨结构图滚珠直线导轨自1970年出现以来,逐步改进迭代进而形成了一种具有结构简单、摩擦力小、定位精度高及精度保持性好等优点的滚动支承机构。[[8][8]花银群，陈瑞芳，张永康，杨继昌.激光切割表面质量比照判别与控制方法[J].北京:金属热处理，2001.3:3-5摩擦特性：滚珠直线导轨副的摩擦因数一般控制在0.002到0.005之间,而滑动导轨则要高出50倍左右。在速度变化时,摩擦力因数稳定，采用滚珠直线导轨的机床运动速度更快也更加灵活,[[9][9]大舟.激光切割成功的应用[J].长春:光机电信息，1995.5:14-17运动特性：由于滚珠直线导轨副的摩擦力极小,在采用施加预加载荷的方法来消除滑块和导轨之间的间隙,提高整体运动精度,[[10][10]唐元冀.激光切割在工业上应用的现状[J].上海:激光与光电子学进展，2002.1:53-56寿命特性：在滑动导轨中,由于金属间的摩擦力作用，经过一段时间的使用后，精度难以维持。相反,滚珠直线导轨由于采用滚珠进行支撑，与导轨的接触面小，磨损较小，故能长期维持精度。由于使用的润滑油也很少,这使得在机床的的养护变得容易，避免了灰尘沾上油污后造成的设备精度下降。承载特性：滚珠直线导轨具有较好的承载性能,可以承受承受多个方向的力矩,具有很强的适用性[[11][11]张辽远.现代加工技术[J].北京:机械工业出版社，2008.2:70-82驱动特性：由于滚动直线导轨摩擦阻力小,所以可使动力机构小型化，降低设备功耗，提高机床效率。互换特性：传统的滑动导轨出现精度下降时，必须对导轨面进行刮研,繁琐切成本较高。而滚珠导轨具有互换性,在出现故障时，只需更换滑块或导轨或整个滚珠直线导轨即可。经济特性滚珠直线导轨成本低廉，高精度的滚珠直线导轨在几十到上百元不等。另外,滚珠直线导轨具有的互换性,采购十分方便。图5.2滚珠直线导轨的滑块实物图6步进电机的选型及齿形带6.1步进电机的和齿形带的特点步进电机是将电脉冲信号转变为直线位移的可变换式电动机。是现代多数精密设备的主要驱动部件。[[12]宋威廉.激光加工技术的发展[J].北京:机械工社，2008.3:755-758]在通常情况下电动机转过的角度只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受其他方面的影响,接收一个脉冲信号,步进电机驱动器就驱动步进电机转动一个固定的角度,称为“步距角[12]宋威廉.激光加工技术的发展[J].北京:机械工社，2008.3:755-758[13]曾智江，朱三根.微细技工技术的研究[J].北京:高等教育出版社，2007.9-14图6.1步进电机实物图步进电机的结构和工作原理不同于普通直流电机，它具有下列特点：定位精度很高：步进电机的精度是只与生产时的误差有关，而与正常使用中的其他因素无关，在不超过负载时，步距角只与脉冲数有关。锁定功能：当电机通电且没有输入脉冲信号时，电机会产生锁定力矩限制转子转动。控制简单：只需控制对步进电机驱动器发出的脉冲信号就可实现对步进电机的精准控制。可靠性好，寿命长：由于步进电机拥有的诸多优点，它常被各种机械设备用作执行元件如：各类精密机床，激光切割机、智能机器人、自动化生产线、印刷设备。鉴于步进电机的特性，步进电机一般采用齿形带来传动。齿形带的优缺点：1、优点齿形带由于其独特的结构特点，使其传动平稳同时还能缓冲吸振、不宜发生打滑故可以保证精度，且采购成本较低、维护和更换简便。2、缺点运作时噪声较大，负载变化时易发生上下皮带松紧不一致的情况。图6.2齿形带实物图6.2步进电机选型计算步距角和脉冲当量；

己知脉冲当量为，已知加工精度和步距角成比例关系，步距角越小，加工精度就越高。初步定为。

起动力矩的计算；

由：其中:M为滚珠丝杠所承受的总扭矩，为外部负载产生的摩擦扭矩，得:

=为内部预紧的摩擦扭矩:

其中:K为预紧时的摩擦系数，0.2-0.4为导程，40mm为预紧力,

则：取：轴承型号为深沟球6004，预紧力为所以有：确定齿轮传动比的公式为:电机传动轴上起动力矩估算为：

其中:摩擦系数于是有：

由于：则步进电机最大静转矩：步进电机工作频率最高值:

对比已有功率相近的小型激光切割机,可知步进电机工作频率最高值不超过1100Hz。

综上所述，确定选取42型步进电机。7齿轮传动机构的设计7.1齿轮传动比的确定传动比的确定

脉冲当量为，齿轮机构分度，其传动比为:

式中:-为滚珠丝杠导程

-为步距角

-为脉冲当量

由得:

根据设计要求，选用为20，为80。7.2齿轮传动主要参数的确定齿轮类型:直齿圆柱齿轮。

模数选择:激光切割机负载较小，参考同类型的机床后，选择模数为1的直齿圆柱齿轮齿轮中心距的计算:

齿顶高为1mm，齿根高为125mm，齿宽为20mm。

8配电盘设计8.1配电盘的优点维修方便：采用科学布局的配电盘，里面的电子器件一目了然，这有助于快速的检查，找到并更换故障零件。美观：配电盘的采用，极大的避免了线路和电子器件的杂乱，使设备布局紧凑美观。安全：配电盘能避免线路的杂乱缠绕，能有效的降低火灾和触电等事故的发生。8.2配电盘布局配电盘的布局如图图8.1配电盘布局图9激光管和激光电源的选择9.1二氧化碳激光管的工作原理及特点图9.1二氧化碳激光管结构示意图二氧化碳激光是一种非常有效率的激光，其光电转换效率达到11%左右[[14][14]孟永刚.激光加工技术[J].北京:国防工业出版社，2008:6-81、运作原理：二氧化碳激光属于分子激光，基本的能量网状见下图。由电子释放而造成的低压气体形成的等离子体充满了激光管内部。在等离子体中，分子具有多种兴奋状态，当分子进行不对称摆动时与空心墙碰撞，分子会丢失能量，[[15][15]周兰英.现代加工技术.[J].北京:北京理工大学出版社，2009:33-37图9.2二氧化碳激光能量网状图二氧化碳激光管特点：二氧化碳激光器是现代激光加工中所用到的最重要的气体激光器之一。它具有以下几个比较突出的优点：

1、二氧化碳激光拥有比较丰富的谱线，在9微米左右有数十条谱线的激光输出。[[16]张永康.激光加工技术[J].北京:化学工业出版社，2004:156-163]最新一代的高气压二氧化碳激光器，可做到从9～10微米间连续可调谐的稳定输出。

2、二氧化碳激光器输出光束的光学质量高，适合诸多领域，如应用于焊接、切割、打孔等。

3、它具有功率大，光电转换效率高的特点。横向流动式的电激励二氧化碳激光器可以达到数十万[16]张永康.激光加工技术[J].北京:化学工业出版社，2004:156-163[17]鞠鲁粵.现代材料成型技术基础[J].上海:上海大学出版社，1998:56-629.2二氧化碳激光管功率的选择由于此激光切割机的切割对象为1-5mm木板、1-10mm亚克力板和纸张。故不需要过大功率的激光管，根据设计需要，选择60w二氧化碳激光管。图9.3二氧化碳激光管实物图9.3激光电源的选择二氧化碳激光器要与二氧化碳激光电源相配套，设计需要体积小、重量轻、结构简单和使用安全的激光电源。性能优良的激光电源能使二氧化碳激光器启辉容易，提高光电转换效率，延长激光器使用时间。主要技术参数:

1、额定电压:220V。

2、输出激光起辉电压:35KV（60W）。

3、输出最大电流:25mA(60W)。

4、响应速度:≤2ms。

5、水保护开关:检测激光器内有无水流通过，保障激光器正常冷却;6、激光切割功率:由软件调节激光电源的输出电流。

7、使用环境:温度(-15~45)°C，湿度:≤80%。注意事项:

1、激光切割机加工时水泵必须正常工作，以免激光管得不到冷却而发生炸裂。

2、严禁设备通电时触碰激光电源，以免发生触电。3、底线必须连接，机壳必须严格接地，以免发生触电。10零件的表面处理1、镀锌：在配电盘、框架和废料仓把手表面镀一层锌起防锈作用。图10.1镀锌钢板实物图2、黑色氧化处理：在部分机加件、固定带轮及电机轴上采用黑色氧化处理，以隔绝空气，达到防锈目的。图11.2经黑色氧化处理后的零件实物图3、喷涂：机壳、上盖、后盖等钣金件采用喷漆的方式进行防锈。11控制系统设计11.1机床控制系统总体方案由电脑端将所要加工的图形导入操作系统后，激光切割机的运动控制卡输出电信号控制步进电机驱动器驱动步进电机工作，带动激光头按设计路径行走达到切割待加工材料的目的。图11.1系统总体原理图11.2激光切割机控制系统选择激光切割雕刻机是集激光技术、机床、自动化控制为一体的高度集成的现代化设备，它的科技含量很高，与传统的机加工相比，激光切割雕刻机的加工精度更高、且刀头不接触工件，所以在提高材料利用率的同时，危险性较传统机床更低。[[18]左演声.材料现代分析方法[J].北京:北京工业大学出版社，2000:112-117]数控系统是数控激光切割机的大脑，当前社会上常见的[18]左演声.材料现代分析方法[J].北京:北京工业大学出版社，2000:112-117属于板卡控制系统，也可集成至电脑端，利用软件控制模拟信号传输，属于完全开元系统[[19]李祥友，曾晓燕，黄维玲.激光精密加工技术现状和展望[J].重庆:激光杂志:2005.5:1-3[19]李祥友，曾晓燕，黄维玲.激光精密加工技术现状和展望[J].重庆:激光杂志:2005.5:1-3泊楚系统是针对激光设备研发而开发的一系列激光切割机系统，是针对2000W以下小功率激光切割机开发的非闭环开元系统，操作简单、界面整洁、支持多种图片格式、价格较低、功能多样，在900W以内的小功率激光切割机上，是当前最合适的配置。

3、德国PA8000系统多用于五轴或多轴数控机床,功能比较丰富,操作较灵活[[20][20]丁新玲.激光打标工艺技术[J].北京:航天工艺:1999.6:22-24致谢为期三个月的毕业设计业已结束，回顾整个毕业设计过程，虽然充满了困难与曲折，但却让我收获颇多。得益于大学期间专业课老师们的辛勤教导，让我积累了大量的知识储备，培养了我对机械设计这个行业浓厚的兴趣。也万分感谢我的毕业设计指导老师吴太玉老师，在我实习期间和撰写毕业设计时都给予我莫大的帮助，多亏了吴老师的指导才使我能够在毕业前将理论与实践更加融会贯通，加深了我对机械设计的理解。同时也感谢镭神东方激光技术（北京）有限公司的领导和同事们，感谢镭神激光给我参加工作实习的机会，让我从一个刚从学校走出来的毛头学生正式的接触了机械设备的设计和生产，扩展了我对激光切割设备和激光加工工艺的认识。再次感谢以上提及的老师和同事，是他们成就了我，使我能够完成此次激光切割机的毕业设计，感激之情，无以言表。本次设计任务业已完成，但机械设计这门学问宛如汪洋大海，需要大量的精力和专注一致才能算得上登堂入室，本人才疏学浅，此次毕业设计中难免存在纰漏，在此恳请各位老师及同学不吝赐教。综合设计实际需要，选择泊楚CypTube激光切割控制系统作为控制系统。11.3泊楚CypTube激光切割控制系统功能介绍1、支持多种软件输出格式的导入，如CAD、AI等。

2、支持回转体的切割及雕刻。3、可断点续雕。

4、自动割缝补偿。

5、可根据需求区分内外模。6、支持自动排版和手工排版功能，可设置加工次序。

7、支持走边框。

8、支持激光切割、激光打孔、激光打标依次进行。

9、强大的材料库功能，可存储工艺参数供下次使用。

10、可从任意位置开始加工。

11、支持远程控制。图11.2泊楚激光切割控制系统操作界面图12水泵、气泵、风机12.1水泵的作用及选择在激光切割机中，水泵的作用为冷却激光管，达到延长激光管使用时间，防止激光管过热炸裂发生危险。在激光切割机的实际使用过程中至关重要。由于水泵的作用仅为冷却激光管，故拟定采用JS595W微型潜水泵。12.2气泵的作用及选择在激光切割机中，气泵的作用主要有两方面；安全方面：在激光切割机运行过程中，高能激光束烧穿纸张、木板、亚克力板等材料时，易引起待加工材料起火，造成安全隐患。设备的正常使用方面：由激光头吹出的气流能有效的防止加工过程中产生的烟尘进入激光头内，污染腐蚀激光头内的透镜，使激光切割机不能正常工作。其次，激光头吹出的气流能及时吹走加工部位的残留物，提高加工质量。气泵拟定220v微型气泵为激光切割机供气。12.3风机的作用及选择在激光切割机中，风机的作用为抽走加工时产生的废气，并由排风管排至室外。所以需要风机有足够的吸力，拟定采用220v离心式交流鼓风机。13激光切割机安全操作注意事项1、遵守数控机床安全操作规程;2、激光切割机操机前应参加专业培训，熟悉设备的结构、性能以及操作流程后才可使用设备;3、穿戴防护用具，调光时眼睛不可与激光束水平，以免灼伤;4、分清材料是否可以加工，以免加工时发生危险;5、设备在工作时，加工者不得擅自离开，应当断电或停机，以免发生火灾;6、机床附近应摆放灭火器;7、机床加工工件时，周围不可堆放杂物，以防着火;8、若加工过程中出现异常状况，应立即停机，及时排除故障后才可继续使用;9、谨防触电;10、开机后低速开动机床，检查设备是否撞刀或有异响;11、切割工件前，应先试切，检查设备运行情况;12、需要使用机床时，应注意机器是否平稳，以免发生机床摇晃碰撞的情况;13、定期检查、维护、保养。结论在本次的激光切割机毕业设计中，我基本完成了对数控激光切割机的设计。我做的工作如下：将实习期间积累的知识与各类激光切割机设计研发的书籍资料相结合，完成了对激光切割机组成部分的构思、机械结构的设计、主要设计参数的计算、零部件的选型和数控系统的选择等内容。并且，对激光切割机的主体外壳及零部件进行了三维建模和装配。本次设计的激光切割机是以运动控制卡为控制核心，以步进电机为驱动电机，以激光管和激光头为执行元件的一个数控加工系统。近年来，国内的激光切割机产品虽在不断迭代，但仍落后于国外厂商，大部分产品依旧采用几年前甚至十几年前的技术。在一些需要设备加工精度较高的领域，仍要耗费大量资金从国外引进激光切割设备。因此，新一代高效率激光器的研发、数控系统的优化和设备的结构优化是我国科研工作者的目标，我国的激光切割机设备的创新研发仍任重道远。参考文献

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准备是否充分，往往影响观察的成败。

4.做好记录

在观察过程中要时时记录，不放掉任何一个关键信息。

（三）特点

观察法具有拓展人们的感性知识、启发思想等优点，但是由于其强调研究要在自然环境下进行，且不允许掺杂个人的偏见，确为实际操作带来了一定困难。

（3）实验法

实验法是指经过精心设计，在高度控制的条件下，通过操纵某些因素，从而发现变量间因果关系以验证预定假设的研究方法。核心在于对所要研究的对象在条件方面加以适当的控制，排除自然状态下无关因素的干扰。

（一）典型例子

采取实验法的一个典例是罗森塔尔效应的提出，美国心理学家罗森塔尔和L.雅各布森通过对小学生进行“未来发展趋势测验”，发现人们对他人行为的期望通常可以导致他人向期望方向改变。

（二）研究步骤

1.发现并提出问题

2.收集与问题相关的信息

3.作出假设

4.设计实验方案

5.实施实验并记录

6.分析实验现象

7.得出结论

（三）特点

1、主动变革性

观察法与调查法都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。

2、控制性

根据科学实验要求、研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。

3、因果性

实验是发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和