激光测量装置控制系统机床子系统的设计

摘要

在功率很高的激光测量装置的设计中, 光学玻璃的阈值损伤的限制是最主要限制, 在目前的技术和财务状况下，提高了加工改进的光学元件工艺和以提高激光光圈以增加负载系统的容量在目前的水平是很困难的，对大部分的光学玻璃，激光预处理是有效的一种改善方法，激光的损伤阈值在海外的研究已经表明，通过其预损伤阈值的光学元件，可以提高两到三倍，这个在我国至今尚未得到系统性的研究。在光学元件中的涂覆工艺的限制，使用激光的预处理方法，以提高损伤阈值的前提下，有了足够的认知对激光预处理的预处理和理解上的工艺效果和成本，以实现最优化的高效率工作。开发一台三坐标机床来完成大玻璃激光加工和检测。激光预处理，时以提高薄膜元件的抗激光损伤阈值的较大的光学玻璃，激光预处理和检测的重要手段，需要开发配套的机床设备，机床运行精度，并且直接影响激光处理的可操作性和测试结果。在PLC的控制下完成的工作。

关键词：PLC，三坐标机床，激光装置

ABSTRACT

In the establishment of the high-power laser device, optical element damage threshold value limit is a major bottleneck, the current technology level and funding conditions, improved optical components processing technology and increase the caliber to improve the laser system load capacity is very difficult to the part of the optical components, laser pretreatment effectively improve the laser damage threshold of the study abroad proved by the damage threshold of the optical elements of the pre-treatment can be increased up to two to three times, China has yet to this study of the system. In the limit of the optical element coating process using laser pretreatment methods to improve the damage threshold of the premise is to have sufficient knowledge and understanding of the mechanism of pretreatment on the effectiveness and cost optimize the laser pretreatment process to fit large batch jobs . Development of a CMM machine tools, laser processing and testing of complete large glass. Laser pretreatment is to improve the thin film element resistance to laser damage threshold of an important means of laser pretreatment and testing for larger optical glass, machine tools supporting the development, running accuracy and operability of the machine directly affect the laser treatment and detection results. Under the control of the PLC to complete the work.

Key words: PLC, coordinate machine tools, laser device

1 绪论 (3)

1.1三坐标机床的发展 (3)

1.2课题的提出及研究意义 (5)

1.3三坐标测量机的发展趋势 (5)

1.4本文的主要工作 (6)

1.5课题难点 (6)

2总体方案设计 (8)

2.1整体结构 (8)

2.2机械结构 (9)

3机械结构设计 (12)

3.1 Z轴传动部件的选择与校核计算 (12)

3.2 X轴传动部件的选择与校核计算 (19)

3.3 C轴传动部件的选择与校核计算 (25)

4控制系统的设计 (32)

4.1控制要求 (32)

4.2设计方案 (32)

4.3 PLC简介 (32)

4.4 驱动器的选用 (33)

4.5 可编程控制器(PLC)的应用及发展趋势 (33)

4.6 PLC的I/O口分配 (33)

4.7 PLC的I/O口分配图和梯形图 (34)

5 结论 (37)

参考文献 (38)

致谢 (40)

1 绪论

社会发展中的一个重要因素是由生产力的决定，特别是制造能力，一个国家的实力取决于第一的生产能力，但决定的因素之一是检测技术水平。材料检测设备是改善物质、认知全球的重要方式，不仅标志着人类社会的发展。

从远古时代，测试是以确保质量的重要指标，不能进行评估就没有测试工件的优良品质。通过测试反馈和实现现代化的生产，严格的质量控制的工件。

与测试生产效率也密切相关。一台数控机床必须有一个精确的数控机床零部件，以及机器的运动，转动精度，这一切都需要来衡量。为了提高生产效率，以实现自动化。在许多情况下，钢性自动化已阻碍了生产的发展，现在的时代已经有利于自动化柔性自动化，更灵活的系统，以得到更精确的测量。没有准确的测量，不能获得准确的反馈信息，它不能被正确地和精确地控制机器的运动。

计量是一个测量的理论和实践的专门学科。社会生产和测试技术的发展，要求和测试仪器的需求和进度计量，促进创新和进步。从最初的机械用于制造一些机械测量工具，如方标，卡尺等，到20世纪60年代初，并继续以改进三坐标测量机，测量测试仪随之产生了革命性的变化。

1.1三坐标机床的发展

三坐标机床的发展与外国三坐标机床早在50年代初的发展趋势已经开始。1959年英国FERRANTI公司成功研制出世界上首台数字移动三坐标测量机。六十年代大约有10个国家生产了超过三十多种，但这时测量机仍处于起步阶段。20世纪80年代以后，德国蔡司（ZEISS）图1-1和莱茨（Leitz）在图1-2中，意大利DEA，美国布朗（布朗-夏普）和日本三丰（三丰）等公司继续推出新产品，发展速度逐渐加快。今天，三坐标测量机已被广泛使用。

三坐标测量机的发展过程可分为三个阶段，第一阶段20世纪70年代，三坐标测量机的开发和生产的样机试制阶段。第二阶段是20世纪80年代，国家的改革和开放，引进国外先进技术，根据自身的发展和生产我们的坐标测量机生产的快速步伐，初步形成的国内测量机生产的特点的容量。第三阶段是上世纪九十年代初以来。目前，中国已经具备了从生产精密机器协调协调生产机器，直到分辨率为10微米划线测量机三坐标测量不同类型和规格的生产能力，并开始占据了国内市场。国内主要生产厂家有中国航空精密机械中专，青岛前哨英柯发测量设备有限公司，上海机床厂，北京机床研究所，昆明机床厂等[1]。

图1-1德国的蔡司（Zeiss）

图1-2莱茨（Leitz）