1．功能与技术参数分析 由于加工的H型钢三个面都要加工，为了提高工作效率，所以采取三枪同时工作，来缩短工作时间。枪的支承取用龙门式，这样可以调整龙门的大小来实现加工不同尺寸的H型钢的要求。龙门式的机床不但有使用寿命长，工作的稳定性高，而且能最大限度地满足加工不同型号H型钢的要求，其缺点是只能在固定的地点加工，使用起来不够灵活。由于要切割曲线割缝，割枪由十字滑台带动，这样既能简化结构，又能满足运动要求。 2．传动设计 因为切割速度要满足板厚和火焰对其的要求，所以要无级调速。传动方式采用丝杠旋转，丝杠螺母带动工作台直线运动，利用调节丝杠的转速来控制割枪的速度。 而且要求的加工精度为1～4mm,所以丝杠能很好地保证传动精度和平稳性。 3．电气控制 本设计采用MCS-51系列的8031单片机扩展控制系统。MCS-51单片机的主要特点是集成度高，可靠性好，功能强，速度快，具有很高的性能价格比。控制系统由微机部份，键盘，显示器及I/O接口等组成，由微机控制伺服电机的输入频率，来控制电机的输出转速，从而实现割枪的无级调速。 机架设计准则：机架的设计主要应保证刚度，强度及稳定性。 机架设计的一般要求： 1．在足强度和刚度的前提下，机架的重量应要求轻，成本低； 2．抗振性好； 3．噪声小； 4．温度场分布合理，热变形对精度的影响小； 5．结构设计合理，工艺性良好，便于铸造，焊接和机械加工； 6．结构力求便安装与调整，方便于修理和更换零部件； 7．有导轨的机架要求导轨面受力合理，耐磨性良好； 8．造型好，使之既适用经济，又美观大方。 机架通常分为铸造机架和焊接机架两类，焊接结构较之铸造结构具有强度和刚度高，重量轻，生产周期短以及施工简便等优点。 本次设计主要解决的问题是变速方式 1．无级变速 无级变速能够选用最合理的运动速度，可在运转中变带，操纵控制方便，简化机械结构等，是目前发展的主要方向。无级变速在数控机床上得到广泛应用。无级变速主要是利用直流和交流调速主轴电动机。利用直流调速电动机进行机床主轴无级变速发展较早，应用较广。但直流调速电动机恒功率调速范围都很少，一般只有1～2，很少到3～4。且换向有限制。80年代初开始在数控机床主轴驱动中应用交流变频调速驱动系统，克服了直流调速电动机换向的限制和恒功率范围小等，现在国际上新生产的数控机床已有85用交流变频主轴驱动系统；交流变频调速电动机恒功率调速范围可达8～30，有的直接驱动主轴。 近年来出现了一种内装主轴电动机，即主轴与电机转子合为一体，其优点是主轴部件结构紧凑，重量轻，惯量小，可提高起动，停止的响应特性，并有利于控制振动和噪声，其缺点是运转中产生的热量容易使主轴产生热变形，因此控制温升和冷却是使用内装主轴电动机的关键。内装主轴电动机转速可达20000r/mi
n. 设计无级变速系统时，应注意电动机的机械特性应符合传动链的要求。若不满足要求，还应串联有级变速箱，一般变速级数为2～4级。 2．有级变速 有级变速装置有下列几种，并经常联合使用：a,滑移齿轮； b,交换齿轮； c,多速交流异步电动机，一般采用双速或三速电动机； d,离合器。 2．2传动方案选取 由于工作台只作直线运动，以下为直线传动的常用方案： 方案1.电机联轴器变速箱齿轮齿条 方案2.伺服电机一级齿轮丝杆丝杆螺母 方案3.伺服电机联轴器丝杆丝杆螺母 由于要实现工作台的无级调速，方案1只能实现有限级调速，所以不能使用，动力机使用伺服电机就可以实现无级调速，方案2，3都适用，另外工作台要求的运行精度在14mm，精度要求不高，如果传动系统用一级齿轮传动会加大传动系统的转动惯量，同时加大电机的负担，如果电机与丝杆用联轴器直接连接就可以使传动系统的转动惯量减小，所以选取方案3传动系统。