雕刻机毕业设计

雕刻机毕业设计（一）引言概述该文档将介绍雕刻机毕业设计的相关内容。

雕刻机是一种广泛应用于制造业的工具，具有精确、高效的特点。

本毕业设计旨在设计和实现一台具有特定功能和性能的雕刻机。

本文将从设计概念、技术要点和性能参数等方面进行详细介绍。

正文一、设计概念1.1 确定需求：分析市场需求和应用场景，明确目标功能。

1.2 制定设计目标：确定设计的整体思路和目标，如性能指标、外观设计等。

1.3 确定设计流程：制定设计的具体步骤和流程，确保设计过程的顺利进行。

1.4 安全性考虑：考虑到使用过程中的安全性问题，并采取相应的措施。

二、技术要点2.1 雕刻机结构设计：设计雕刻机的整体结构和各个部件的布局。

2.2 电路设计：设计驱动电路、运动控制电路等，实现雕刻机的各项功能。

2.3 控制系统设计：设计雕刻机的控制软件和相应的用户界面，实现易用性和灵活性。

2.4 精度优化：通过优化结构和控制系统，提高雕刻机的加工精确度。

2.5 材料选择：选择适合雕刻机使用的材料，确保设计的稳定性和可靠性。

三、性能参数3.1 加工精度：确定雕刻机的加工精确度和重复性。

3.2 加工速度：评估雕刻机的加工速度和效率。

3.3 工作范围：确定雕刻机的工作范围，包括X、Y、Z轴的移动范围。

3.4 载重能力：评估雕刻机的最大载重能力，以适应不同工件的加工需求。

3.5 耐用性：评估雕刻机的使用寿命和稳定性。

四、小点1...五、小点2...六、小点3...七、小点4...八、小点5...总结通过本文的介绍，我们了解了雕刻机毕业设计的整体思路和步骤。

确定设计概念、关注技术要点、指定性能参数，这些都是成功完成雕刻机毕业设计的关键。

同时，我们也要注重安全性和优化设计，以确保雕刻机的性能和使用寿命。

希望这些内容能够对读者在雕刻机毕业设计中的决策和操作提供帮助。

小型CNC雕刻机控制系统设计2014届本科生毕业论文学号：100201050332成绩：小型CNC雕刻机控制系统设计院部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化姓名：张心伟指导教师：张道海二〇一三年十一月毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文《小型CNC雕刻机控制系统设计》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。

论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。

本声明的法律结果由本人独自承担。

毕业论文作者签名：张心伟 2013年12月11日摘要随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。

机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体，它是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势。

三维机械雕刻机是一种典型的机电一体化产品，在广告制作行业具有较大的市场前景。

本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。

本课题是在参考现有雕刻机的基础上，设计一种机构尺寸比较大的数控雕刻机，适应比较大的工艺品的雕刻加工。

关键字：雕刻机，数控系统，机电一体化，三维，插补法AbstractAlong with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，NC carer will be widely used.These technologies are widely used in Mechatronics, including mechanism, microelectronics，autocontrol, information, sensor and test,power and electron, interface, signal transform, software program. On the other hand, Mechatronics makes these technologies integrated closely. It is the primary trend of the development of mechanical industrial technology and products in the world nowadays. 3D- mechanical engraving plotter is a typical mechatronic product. It has a larger market prospect in the advertising industry.The thesis in brief introduces the genesis and developmental status quote of Engraving Plotter,analyses characteristics of inland and overseas Plotters，and explains its function and use range. We analyze the overall arrangements and framework，the movement mode of numerical control system，the select of main movement system and feed movement system etc. As well as we select and analyze and realize the process of 3D-Engrave interpolation arithmetic. optimized 3D-mechanical engraving system is realized.This topic is based on the existing engraving machine to design a CNC engraving machines with a large body size, which adapted to the relatively large carving handicraft processing.Keywords: Engraving plotter, numerical control system, mechatronics, 3D，and interpolation arithmetic.目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (1)第一章.引言 (1)1.1雕刻机概述 (5)1. 1. 1雕刻机起源 (1)1.2数控雕刻机及其发展现状 (2)1.2.1数控雕刻机 (2)1.2.2研制雕刻机的目的和意义 (3)1.2.3数控雕刻机的特点 (4)1.2.4数控雕刻机的应用领域 (4)1.2.5我国数控雕刻机的发展现状 (5)第二章雕刻机的机械结构 (6)2.1雕刻机的设计参数 (6)2.2整体结构 (7)2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 (7)2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素 (7)2.2.3 坐标系的确定 (9)2.3进给系统 (10)2.4典型零件工艺分析 (14)第三章主动系统的设计与校核 ...................... 错误！未定义书签。

.科技学院2013届本科毕业论文〔设计〕论文题目：三自由度小型雕刻机设计与制作学生：志宾所在院系：机电学院所学专业：应用电子技术教育导师：***完成时间：2013年 6月 17日摘要雕刻机在各行各业中的应用日益广泛，本设计采用结合市场上在售的各种标准件以及丝杆，轴承，角铁，联轴器，奥松板等材料，采用固定龙门式结构设计。

，交流电弧焊焊接成型机架。

局部结构采用奥松板构成。

电路驱动局部采用东芝公司的TB6560作为步进电机驱动器，驱动电机选用57BYG250型步进电机，选用LM2596开关型电源模块作为供电电源芯片，发挥专业优势。

设计制作小型桌面式雕刻机电路局部。

本机整体各个局部结构简单，制作容易，性价比拟高，操作方便，为各类diy爱好者以及电子与机械的学习者提供例以及设计制作的参考方法。

关键字：TB6560，步进电机，LM2596，雕刻机AbstractCarving machine has been used increasingly in all walks of life, this design USES the combination for sale on the market of all kinds of standard parts and screw, bearing, Angle iron, coupling, the material such as matsuzaka, adopt fixed gantry structure design. Welding molding frame, alternating current welding. Use the pine board part structure. Circuit driving part adopts Toshiba TB6560 as a stepper motor drives, 57 byg250 type stepping motor driven motor selection, selects the LM2596 switch mode power supply module as a power supply chip, to play professional advantage. Design and production of small desktop carving electromechanical road section. The machine parts as a whole structure is simple, easy, high cost performance, easy to operate, for all kinds of diy enthusiasts and examples of electronic and mechanical learners as well as the design reference method.Key word:TB6560, stepper motor, the LM2596, carving machine.目录1 绪论12 系统设计方案13 系统结构34 步进电机选用34.1步进电机特点及驱动方法34.2 步进电机应用特点34.3步进电机主要分类44.4步进电机参数44.5步进电机的选择55步进电机驱动设计65.1TB6560步进电机驱动芯片简介65.2 光耦的选取85.3 电路原理图与PCB制作95.4电路的焊接与调试.106 电源局部设计106.1电源整体方案116.2 LM2596-ADJ芯片简介116.3电路参数确定126.4电路工作原理与特点127机械零部件选择137.1丝杠选择147.2联轴器选择147.3直线导轨的选择148控制卡与控制软件简介158.1控制卡简介158.2控制卡与步进电机驱动的连接168.3控制软件简介16完毕语19致：19参考文献： (20)附录1TB6560步进电机驱动电路原理图：21附录2雕刻机装配完毕整机图片：221 绪论1938年世界第一台手动雕刻机在法国嘉宝问世，1950年嘉宝生产出世界第一台真正的电动、可缩放比例手动雕刻机。

江西理工大学本科毕业设计（论文）题目：激光雕刻机设计及主要零件工艺设计专题题目：学院：机电工程学院专业：机械工程及自动化班级：机械113班学号：40学生：钱伟伟指导教师：宋小军职称：讲师时间：2015年6月10日摘要激光雕刻的适用对象主要是精密细小和形状复杂的零件，本文设计了一台由PLC控制的激光雕刻机床，主要完成了：（1）雕刻机的基本结构和自由度分析，机床整体结构设计，X、Y轴的结构设计计算、传动轴、直线导轨的选择及其强度分析；对雕刻机的运动速度和控制精度进行分析，激光雕刻机传动方案设计。

几种雕刻机常用的传动机构比较，然后再根据激光雕刻机的具体要求确定各个模块的传动方案。

（2）对常见的传动机构：齿轮传动机构、丝杠螺母传动、链传动机构，齿形带传动机构等进行比较，结合各自的优缺点确定雕刻机的传动机构，包括雕刻机激光器X方向移动方案，Y方向移动方案。

（3）步进电机的选型以及以步进电机为进给驱动的驱动系统及其传动机构的分析设计计算。

（4）对雕刻机的一些主要零件，如垫板、光轴滑块、短轴进行工艺分析与制定，进一步熟悉其加工的具体过程。

（5）了解PLC控制系统的类型及功能，以及PLC机型的选择、对被控对象激光器的运动进行分析，明确激光器的移动要求，制定电气控制系统方案。

总结：本文设计的激光雕刻机可以对木材，纸张，钢材等材料进行精密雕刻，大大缩短了雕刻时间，提高了生产效率，因而数控激光切割在我国制造业中正发挥出巨大的优越性。

关键词：PLC；激光雕刻机；结构设计；工艺设计；ABSTRACTSuitable for laser engraving are mainly small and precision parts of complex shape, we design a laser engraving machine controlled by a PLC completed a major:(1),The basic structure of the engraving machine and freedom analysis, the overall structure of the machine design, X, Y axis design calculations, drive shaft, linear guide rail select and strength analysis; speed engraving machine motion control accuracy and analysis, Laser engraving machine drive design. Comparison of several common transmission engraving machine, and then determine the transmission scheme of each module according to the specific requirements of laser engraving machine.(2),The common transmission: gear drive mechanism, screw nut drive, chain drive mechanism, belt drive mechanism were compared, with their advantages and disadvantages to determine the engraving machine transmission mechanism, including the X direction laser engraving machine program , Y direction scheme.(3),Analysis and design and the selection of the stepper motor with the stepper motor for the feed drive of the drive system and the transmission mechanism of calculation.(4),Carving some of the major components, such as plate, axis slider minor process analysis and formulation, more familiar with the specific process of its processing.(5),To understand the type and function of PLC control system, as well as the choice of models PLC, laser controlled object motion analysis, a clear request to move the laser, the development of electrical control system solutions.Summary: This design laser engraving machine can be wood, paper, steel and other materials for precision engraving, carving greatly reducing the time and improve production efficiency, thus CNC laser cutting in China's manufacturing industry is playing a huge advantage.Keywords:PLC;Laser engraving machine;Structural design;process design;目录第一章绪论 (1)1.1激光雕刻及相关技术概述 (1)1.1.1激光雕刻技术 (1)1.1.2激光雕刻机的国内外发展状况 (1)1.1.3激光雕刻机自动控制技术 (4)1.2 PLC控制技术概述 (4)1.2.1 PLC系统的基本结构 (4)1.2.2 PLC的特点、应用领域和发展趋势 (5)1.2.3 PLC初步选择 (6)第二章激光雕刻机总体设计 (7)2.1 雕刻机的任务要求和基本结构 (7)2.1.1 雕刻机的任务要求和技术参数 (7)2.1.2雕刻机的基本结构和自由度分析 (8)2.2 雕刻机驱动方案设计 (9)2.2.1 典型驱动方案比较 (9)2.2.2 雕刻机驱动方案确定 (10)2.3 激光雕刻机传动方案设计 (10)2.3.1 常见的传动机构 (10)2.3.2 各部分传动方案设计 (12)2.3.3电机选择 (13)2.3.4轴的校核 (15)2.3.5轴承的结构设计 (16)2.3.6键的选择 (17)2.4 控制系统总体方案 (18)2.5 本章小结 (19)第三章激光雕刻机机械结构设计 (20)3.1机械结构设计 (20)3.1.1底座模块 (20)3.1.2支架模块 (20)3.1.3激光器模块 (21)3.1.4舵机模块 (23)3.1.5 雕刻机总体结构 (24)3.2 本章小结 (25)第四章激光雕刻机主要零件工艺制定 (26)4.1 雕刻机垫板工艺 (26)4.2 雕刻机光滑轴块工艺 (31)4.3 雕刻机短轴工艺 (39)4.4本章小结 (43)第五章激光雕刻机PLC控制系统设计 (44)5.1 PLC控制系统设计步骤 (44)5.2 PLC机型的选择 (44)5.3 PLC控制系统硬件设计 (45)5.3.1 硬件设计总体方案 (45)5.3.2 PLC输入输出设备确定 (47)5.4 本章小结 (487)第六章总结 (498)6.1 全文工作总结 (49)6.2 进一步设想 (49)附录 (49)参考文献 (50)致谢 (53)第一章绪论1.1激光雕刻及相关技术概述1.1.1激光雕刻技术雕刻机技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多门学科而形成的高新技术，其本质是感知、决策、行动和交互四大技术的综合，是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。

摘要雕刻机制作工艺日渐成熟，应用范围也日渐广泛。

大到楼房建筑的装饰，小到商店门前的招牌，乃至很多产品的标识铭牌，可谓雕刻的使用范围无处不在。

但雕刻机的价格均比较高,为了提高其普及率,设计开发一个经济、简练的机械运动系统是很具有重要的理论意义和实用价值的。

本文简要地介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外同类雕刻机的特点，说明了雕刻机的功能和使用范围。

综合运用机械设计制造和加工工艺等知识，提出了简化雕刻机运动系统的设计思路。

其次，讨论和确定了本雕刻机的总体结构布局。

本雕刻的运动系统包括了主运动系统和进给运动系统。

其主运动系统采用电机直接接刀具，省去中间传动，而进给运动系统是采用步进电机带动滚珠丝杠使部件在导轨上平移来实现三轴联动。

再次，对主电机的选用、滚珠丝杠、步进电机以及导轨等主要零部件进行了详细的设计与计算。

本雕刻机有着安装方便，结构简单、新颖，制造成本低等优点，可用于中小型雕刻机，对雕刻机价格具有一点的影响。

雕刻机，运动系统，三维关键词：ABSTRACTProduction technology of engraving machine has become mature and widely been used in many fields. The sculpture technology is used in the construction of the building decoration, small signs in front of the store, many products and logo nameplate. But the price of engraving machine is high; to be able to increase its penetration rate, design a mechanical system which is cheaper and brevity has a very important theoretical and practical value.This article briefly introduced the origin and the state-of-the –art of the engraving machine, analysed the similar characteristics of sculpture both at home and abroad, explained the functions and scope of use of the engraving machine. Firstly,a motion system design ideas was got by comprehensive using the knowledge such as mechanical design and manufacturing and processing technology.Secondly, the carving of the layout of the engraving machine are discussed and identified. The movement system of the sculpture, including the main movement system and feed movement.The main campaign directly to the electrical system used knives, eliminating the middle transmission, and the Progressive Movement system is used to the stepper motor driven ball screws so that components in the rails On the pan to achieve three-axis linkage.Finally,Selection of the main motor, ball screw, the stepper motor and rails, and other major components of a detailed are designed and calculationed.The engraving machine is easy to install, simple structure, new, and low cost manufacturing, can be used for small and medium-sized carving machine, the engraving machine with little impact on prices.Key words: engraving machines, motor system, 3D目录第1章绪论 (1)1.1 雕刻机的概述 (1)1.2 设计研制的雕刻机特点 (1)1.3 研制的雕刻机的功能及使用范围 (2)第2章系统分析与方案的订制 (5)2.1 三维雕刻机的设计参数 (5)2.2 雕刻机总体方案选择 (5)2.2.1 总体布局要求 (5)2.2.2 总体方案确定 (6)2.3 雕刻机运动系统方案设计 (7)2.3.1 坐标系统的确定 (7)2.3.2 总体结构 (8)2.3.3 进给运动方案 (9)第3章主运动系统的设计及校核 (10)3.1 铣削力、扭矩和功率的计算 (10)3.2 钻削力、扭矩和功率的计算 (11)3.3 主运动系统的设计...................... . (13)3.3.1 主运动系统的方案 (13)3.3.2主轴电机的设计计算 (13)第4章进给运动系统设计计算 (15)4.1 Z方向进给运动系统设计...................... .. (15)4.1.1 Z方向进给运动系统组成 (15)4.1.2 滚珠丝杠副的设计计算 (15)4.1.3 滚珠丝杠的校核 (20)4.1.4 Z方向进给电机的设计计算 (23)4.1.5 联轴器的选择 (25)4.1.6 Z方向直线导轨副的设计计算 (25)4.2 X方向进给运动系统设计 (27)4.2.1 X方向进给运动系统组成 (27)4.2.2 滚珠丝杠副的设计计算 (27)4.2.3 滚珠丝杠的校核 (31)4.2.4 X方向进给电机的设计计算 (33)4.2.5 联轴器的选择 (35)4.2.6 X方向直线导轨副的设计计算 (35)4.3 Y方向进给运动系统设计 (36)4.3.1 Y方向进给运动系统组成 (36)4.3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (36)4.3.3 滚珠丝杠的校核 (40)4.3.4 Y方向进给电机的设计计算 (42)4.3.5 联轴器的选择 (43)4.3.6 Y方向直线导轨副的设计计算 (43)4.4 雕刻机设计参数的确定 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (47)附录 1 设计图纸 (48)第一章绪论1.1 雕刻机的概述雕刻可以追溯到远古时期，母系氏族时期的半坡氏族的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。

1前言1.1数控雕铣机设计的目的和意义雕铣机（CNC engraving and milling machine）它是一种数控机床。

数控雕铣机像其他数控机床一样是通过数控系统根据加工程序的代码控制雕铣机动作，实现雕刻、铣削的自动化。

在国外加工模具时都用加工中心来加工，并没有雕铣机的概念。

但是加工中心在用小刀具加工小型模具时就会显示出力不从心，会产生高额的成本。

国内在有雕铣机这个概念以前用的是雕刻机，雕刻机的长项在于雕，并不能满足铣削的要求。

雕铣机的出现克服了加工中心和雕刻机的不足。

既可以用小刀具加工小型模具，可以进行雕刻也可以进行铣削，是一种高精度的数控机床。

雕铣机的功能决定了它使用范围。

从工艺上，雕刻可分为二维平面雕刻、三维立体雕刻和全自由度空间雕刻。

其中，全自由度空间雕刻主要用于一些形状复杂的工艺品或大型艺术作品的雕刻工作，此类制品的随意性强、构成形状复杂、工艺性差，因此这类工艺迄今为止雕铣机尚无能为力，只能采用手工雕刻，制品的质量和艺术性完全依赖于雕刻师的技艺水平。

相比之下，在三维立体雕刻和二维平面雕刻工艺中雕铣机就大有可为。

三维立体雕刻类似于三维的铣削加工，可以完成精密模具、艺术浮雕曲面等雕刻加工；而二维平面雕刻工艺主要用于标牌文字及平面几何图形的雕刻加工。

目前，三维立体和二维平面雕刻大部分已采用雕铣机完成，克服了传统手工雕刻存在的缺陷[1]。

现代数控雕铣机床运动系统要求具有高速运算、快速插补、高速通信、主轴高速运转、高精度定位、高分辨率位置检测和数字伺服控制等能力。

数控雕铣机床要实现形状复杂的零件加工，必须要求运动控制系统能进行多种插补运动的控制，如直线插补、圆弧插补、连续插补。

此外控制系统需要具有良好的运动速度控制能力、速度前瞻功能，以保证机床在停止、起动、加工时不产生冲击、失步、颤抖，并在驱动过程中准确运动到制定位置[2]。

1.2 国内外研究现状20世纪90年代以来，微电子技术的突飞猛进直接推动了微型计算机的迅速发展，而微电子技术和微型计算机技术又带动整个高技术群体飞速发展，从而使雕铣机也有了质的飞跃。

本科毕业设计(论文) GRADUATION DESIGN(T HESIS)题目：小型激光雕刻机的设计学生姓名：指导教师：学院：信息科学与工程学院专业班级：年月小型激光雕刻机的设计摘要随着时代的发展，激光雕刻技术的应用越来越广。

激光雕刻机是以数控技术为基础，激光加工为手段的一种加工方法，它具有与加工材料非接触的特性，加工精度、效率高，适合多种材料的加工。

本次小型激光雕刻机的设计，在对当前激光加工和激光雕刻技术做了详细了解后，完成了雕刻机的控制系统整体设计、硬件电路和软件算法的设计以及雕刻机的机械框架的设计。

雕刻机用两个42步进电机驱动XY两轴的运动，激光部分采用小功率激光笔，控制系统使用STM32作为主控芯片，采用主从式控制方式。

整个控制流程为：上位机软件完成图像转G代码处理和G代码发送功能，下位机通过串口通信模块接收G代码数据后，进行G代码的解析、插补算法处理，然后控制步进电机的运动和激光笔的开关，完成雕刻功能。

设计以较低的成本和较高的精度实现雕刻机的常用功能，雕刻机体积小、使用方便，符制造设备微型化的发展趋势，具有很好的应用前景。

关键词：激光雕刻主从式G代码解析插补算法步进电机Miniature laser engraving machine designAbstractWith the development of technology, there is a new industry gradually developed, on many occasions the processing technology is to use it, that is laser engraving technology.In laser engraving technology, completed in the form of CNC laser engraving or cutting, because the laser engraving and carved objects without direct contact, so it has high efficiency, suitable for a variety of materials.This design of small laser engraving based on a detailed investigation of the current laser processing and laser engraving technology.The design completed the design of control system framework of the overall design, hardware and software algorithms design .The design based on STM32 micro control chip,using a low-power laser head.The control system can receive data from a computer serial port, the microcontroller parsing G-code and run the interpolation operation to control the motor movement, achieved an online, offline laser engraving function.The system at a lower cost, higher precision and stability achieved a regular laser engraving machine’s processing characteristics. Engraving machine is small and easy to use,is in line with manufacturing equipment miniaturization trend, have good prospects for development.Key words：Laser engraving Client–servermodel G-code parser Interpolation algorithm Stepping motor目录第1章绪论 ............................................................................................................. ..11.1 前言 (1)1.2 项目背景 (1)1.2.1 激光加工概述 (1)1.2.2 激光雕刻及激光雕刻机 (2)1.3 激光雕刻机及其运控技术发展现状 (5)1.3.1 激光雕刻机发展现状 (5)1.3.2 运动控制技术的发展现状 (6)1.4 论文安排及主要内容 (7)第2章系统总体方案的研究与设计 (9)2.1 雕刻机的控制结构 (9)2.2 功能需求 (9)2.3 控制系统设计过程 (10)2.4 机械结构设计 (11)2.4.1 传动结构 (11)2.4.2外形框架 (12)2.4.3整体搭建 (12)第3章系统硬件电路的研究与设计 ................................................................... ..143.1 控制系统硬件电路总体结构设计 (14)3.2 控制芯片选择 (15)3.3 系统电源电路设计 (16)3.4 电机及驱动系统设计 (18)3.4.1 步进电机的选择 (18)3.4.2电机驱动模块 (19)3.5 激光及驱动系统设计 (20)3.6 LCD显示模块 (21)3.7 键盘模块设计 (22)3.8 辅助系统设计 (23)第4章系统软件的研究与设计 ........................................................................... ..244.1 控制系统软件的总体设计 (24)4.1.1 控制系统软件开发环境 (24)4.1.2控制系统软件总流程 (24)4.2 初始化及对刀模式 (25)4.3 串口数据接收程序设计 (26)4.4 G代码解析模块 (27)4.4.1 G代码简介 (27)4.4.2 G代码解析程序设计 (28)4.5 插补控制介绍 (30)4.5.1逐点比较插补算法 (30)4.5.2直线插补实现 (32)4.5.3圆弧插补实现 (33)4.6 步进电机控制软件设计 (35)4.7 键盘模块软件设计 (36)4.8 上位机软件 (37)4.8.1 图形转G代码 (37)4.8.2 G代码发送 (38)第5章系统整体测试 .............................................................................................. ..395.1 系统参数 (39)5.2 激光雕刻机整机测试 (40)5.2.1 测试流程 (40)5.2.2测试结果 (40)第6章总结与展望 .................................................................................................. ..42 致谢 .. (43)参考文献 (44)第一章绪论1.1 前言激光的产生标志着一个新兴学科的产生，从上世纪六十年代开始，激光加工技术迅速发展。

摘要传统的雕刻加工是一门技术性要求很高的手工技艺，在艺术品、标牌、首饰等行业具有悠久的历史，产品的质量主要取决与雕刻师傅的技艺水平，而且劳动生产率低、本钱高、可重复性差。

随着时代的进步，科技的开展，雕刻机成为我们现代人与时俱进的先进工具,它省时省力又环保，应用也越来越广泛。

近几年来中国的雕刻机迅速地开展着，从以前的手工雕刻转变为现在的机器雕刻。

雕刻机给人们带来了巨大的方便，不仅节省了雕刻时间，还提高了雕刻的工艺，雕刻机的出现也带动了许多行业的开展，像木工雕刻机、石材雕刻机、数控雕刻机等等。

本文简要的介绍了雕刻机的起源和开展现状，分析了国内外雕刻机的特点，说明雕刻机的功能和使用范围，详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，并详细介绍雕刻机手控逻辑板的设计和制作过程。

本课题是在参考现有雕刻机的根底上，设计的一种小型雕刻机，适合一般的塑料板、铝板等普通材料的机械加工。

关键字：传统雕刻；机械雕刻；提高；雕刻机； LED键盘板；AbstractThe traditional carving processing is a craftsmanship that demands high technology, it has a long history in art, signage, jewelry and other industry, the quality of the products mainly depends on the skill level of the carved teacher, and it has low labour productivity, high cost and the repeatability poor. With the progress of The Times, the development of science and technology, engraving machine become a tool ,with that we modern people can keep up with the advanced , it saves time and effort and protects environmental ,so it is applied more and more widely. In recent years,Chinese engraving machine, a rapid development from the previous manual sculpture into today's machines sculpture. Engraving machine has brought people great convenience, not only saves carving time, but also improves the sculpture craft, engraving machine presence also spurred many industry development, like wooden engraving machine, stone carving machines, CNC engraving machine, etc.This paper introduces the origin and engraving machine's present situation of development ,it has analyzed the characteristics of domestic and international engraving machine that engraving machine function anduse scope, detailed analysing of the general layout and carving machine structure scheme, and detailed introduction control logic board carved the design and manufacture process.This topic has designed a small engraving machine in reference on the basis of existing engraving machine, it is suitable for general plastic board, aluminum etc ordinary material mechanical processing. Keywords: the traditional carving; mechanical sculpture; i mprove; e ngraving machine; led clavier board;目录摘要 (1)Abstract (2)目录 (4)1. 引言 (6)1.1 雕刻机的起源 (6)1.2 雕刻机及其开展现状 (6)1.2.1 雕刻机的特点1.2.2 研究雕刻机的目的和意义1.2.3 雕刻机的应用领域1.2.4 我国雕刻机的开展现状1.2.5 雕刻机的开展趋势2.雕刻机的工作原理及结构2.1 雕刻机的工作原理2.2 雕刻机的结构2.2.1 雕刻机的机械结构局部2.2.2 雕刻机的电路及电气局部2.3 雕刻机的总体布局的根本要求3.直线运动机构设计3.1 平面连杆机构3.2 凸轮机构3.3 滚珠丝杠4.执行器——电机的选择4.1 直流电机4.2 交流电机4.3 伺服电机5. 手控逻辑板的设计5.1 LED键盘板的技术要求5.2 LED键盘板零件的选择5.3 LED键盘板电路图的设计及其原理6、总结及前景展望参考文献附录外文资料中文翻译致谢1 引言1.1 雕刻机的起源雕刻可以追溯到远古时期，母系氏族时期的半坡氏族文化的“人面网纹盆〞便是雕刻的雏形。

青岛理工大学琴岛学院毕业设计（论文）任务书系部：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名:学号:设计(论文)题目：立式数控雕刻机机械装置设计起迄日期: 2012年3月 2 日~ 5 月25 日设计(论文) 地点:青岛理工大学琴岛学院指导教师:李树明教研室负责人：周燕发任务书日期: 2011 年 12 月 15 日毕业设计（论文）任务书1．本毕业设计（论文）课题的目的和要求：毕业设计目的：该毕业设计目的是通过设计立式数控雕刻机机械装置，使学生掌握一般机械设计的全部过程，学会如何运用所学的理论知识，培养学生独立工作能力。

毕业设计要求：在教师指导下，独立完成设计任务，培养较强的创新意识和自学习能力，获得机械工程师的基本训练。

使整个设计在技术上是先进可行的。

设计计算步骤清晰，计算结果正确；设计制图符合国家标准；使用计算机设计、计算和绘图；说明书要求文字通顺、语言简练、图示清晰。

2．本毕业设计（论文）课题的技术要求与数据（或论文主要内容）：基本参数：1.雕刻机X,Y,Z三个坐标均为步进电机驱动，三个坐标的脉冲当量均为0.01mm。

2.三个坐标最大移动范围：X轴600mm，Y轴500mm，Z轴30mm。

3.工作台高度：300mm。

3．对本毕业设计（论文）课题成果的要求〔包括图纸、论文、图表、实物〕：1.设计说明书一份（字数不少于2万字）。

2.总装配图一张用AutoCAD绘制。

3. 指定零件图3～4张（绘图总量3张A0图纸，其中CAD绘图2张，手工绘图1张）4. 科技英文资料翻译1篇（译文字数不少于5000字）4．主要参考文献资料：1.《机械设计手册》，上中下三册，燃料化学工业出版社，20012. 西北工业大学机械原理及零件教研室，《机械设计》，高等教育出版社，19963. 西北工业大学机械原理及零件教研室，《机械原理》，高等教育出版社，19964. 龚桂义，《机械设计课程设计图册》，高等教育出版社，20025. 邓宗全等，《直进轮式全驱动管内行走机构的研究》，机器人，1995，（3），6. 杨玉如等，《发动机与汽车理论》，人民交通出版社，19987. 美国VICON公司，《监控系统产品手册》， 20008. 王望予，《汽车设计》，机械工业出版社，20009. 零点工作室，《AutoCAD2006机械图绘制实例教程》，200610.芮延年，《机器人技术及其应用》，化学工业出版社.200811.于靖军等，《机器人机构学的数学基础》，机械工业出版社.200812.刘小年/刘庆国，《工程制图》，高等教育出版社，200413.姜培刚/盖玉先，《机电一体化系统设计》，机械工业出版社，200814.李庆余/张佳，《机械制造装备设计》，机械工业出版社，200815.方新，《数控机床与编程》，高等教育出版社，200716.赵玉刚/宋现春，《数控技术》，机械工业出版社，20035．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容2012-3-2~2012-3-9 2012-3-9~2012-3-16 2012-3-16~2012-3-30 2012-3-30~2012-4-20 2012-4-20~2012-5-11 2012-5-11~2012-5-25 1.查阅资料2.设计任务分析3.初步设计原理图4.原理图设计5.原理图分析6.总装配图设计1 布局设计7.总装配图设计2 结构设计8.总装配图设计3 细节检查9.零件图设计1 结构设计10.零件图设计2 尺寸标注11.上机绘图12.上机绘图13.上机绘图14.撰写设计说明书15.撰写设计说明书教研室审查意见：负责人：年月日系部意见：系主任：年月日。

1．绪论 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

数控雕铣机的概述............................................................................. 错误!未定义书签。

数控雕铣机和数控铣床的比较......................................................... 错误!未定义书签。

雕铣机与雕刻机的比较....................................................................... 错误!未定义书签。

国内数控雕铣机的进展和现状........................................................... 错误!未定义书签。

典型数控雕铣机的介绍............................................................... 错误!未定义书签。

2.4040S数控雕铣机的简介：................................................................... 错误!未定义书签。

4040S数控模具雕铣机的工艺范围： .............................................. 错误!未定义书签。

4040s数控模具雕铣机的特点：....................................................... 错误!未定义书签。

4040S数控模具雕铣机要紧技术参数： .......................................... 错误!未定义书签。

引言概述：本文旨在阐述一个关于雕刻机毕业设计的方案。

雕刻机毕业设计是工程类专业大学生的一项重要学业任务，需要学生综合运用所学的知识和技能，设计和制作一台功能完善的雕刻机。

本文将结构化地介绍雕刻机毕业设计的各个方面，包括设计要求、设计流程、材料选用、系统原理以及雕刻机的性能测试与优化。

通过深入研究和全面的论述，读者将了解到如何成功地完成一项雕刻机毕业设计。

正文内容：1.设计要求1.1雕刻机的功能需求1.2雕刻机的尺寸和结构要求1.3雕刻机的控制要求1.4雕刻机的安全要求1.5雕刻机的美观要求2.设计流程2.1项目分析与需求分析2.2设计理念与方案选择2.3机械结构设计2.4电气控制系统设计2.5软件开发与界面设计3.材料选用3.1机械结构材料选用3.2电气控制系统所需元器件的选用3.3硬件开发所需接口模块的选用3.4雕刻刀具的选用3.5终端显示屏幕的选用4.系统原理4.1机械结构原理4.2电气控制系统原理4.3硬件开发原理4.4软件开发原理4.5数据传输与处理原理5.性能测试与优化5.1功能性能测试5.2精度测试5.3速度测试5.4可靠性测试5.5结果分析与优化措施总结：通过对雕刻机毕业设计的论述，可以看出设计要求是成功的雕刻机设计的基础，合理的设计流程有助于增加设计效率，材料的选用关系到系统的性能与寿命，系统原理的理解可以优化系统的性能，性能测试与优化则是保证雕刻机质量的关键。

通过深入研究和全面的论述，本文希望能够为雕刻机毕业设计提供一个完整的指导方案。

通过对这些方面的详细理解和实践，学生们将能够成功地完成一台功能完善的雕刻机毕业设计。

数控雕刻机设计毕业论文一、引言数控雕刻机是一种运用数控技术进行雕刻加工的机器设备，具有高精度、高稳定性和高效率的特点。

随着社会的快速发展，数控雕刻机在装饰、艺术、制造等领域的应用越来越广泛。

本篇论文旨在设计一台功能全面，性能稳定的数控雕刻机，以满足不同工作需求。

二、设计目标1. 高精度：设计一台具有高精度的数控雕刻机，使其能够精确地加工复杂的雕刻工艺。

2. 高速度：通过优化设计和改进加工技术，提高数控雕刻机的加工速度，以提高工作效率。

3. 稳定性：设计一台稳定性好的数控雕刻机，使其在长时间运行过程中能够保持较好的加工稳定性，减少故障率。

4. 操作简便：在设计过程中，考虑操作人员的使用习惯，优化雕刻机的用户界面，使其操作更加简便，减少操作难度。

5. 安全性：采用各种安全措施和保护装置，确保数控雕刻机的操作过程中不会对操作人员造成伤害。

三、设计原理1. 结构设计：（1）选用坚固耐用的机床底座，以提高整机的稳定性和减少振动。

（2）采用高精度的导轨和滚珠丝杠传动系统，以提高数控雕刻机的定位精度和运动平滑度。

（3）设计合理的工作台面积和夹持装置，以适用于不同尺寸和形状的工件。

2. 运动系统设计：（1）选用高精度的步进电机和伺服电机，以实现数控雕刻机在不同几何形状下的精确定位和运动。

（2）使用编码器或光电开关监测运动状态，以实时反馈和调整运动参数，保证加工精度。

3. 控制系统设计：（1）采用PLC或CNC控制器来控制数控雕刻机的运动和加工过程。

（2）设计用户友好的人机界面，便于操作人员使用和操作。

（3）设计自动化的加工流程，通过预设程序实现自动加工和批量加工。

四、设计流程1. 确定数控雕刻机的工作要求和技术指标。

2. 根据设计目标和原理，确定数控雕刻机的结构和运动系统。

3. 设计数控雕刻机的控制系统和用户界面。

4. 进行零部件的选材和设计，并进行相关的计算和模拟分析。

5. 制造和组装数控雕刻机的各个部件。

6. 进行实际测试和调试，验证数控雕刻机的性能和可靠性。

激光雕刻机摘要激光雕刻机作为典型的光、机、电一体化加工设备，具有加工效率高、精度好、非接触加工等特点，己经被越来越广泛地应用于各行各业。

它利用激光束照射在材料表面形成刻点，随着激光束相对工件的移动，实现在工件上的雕刻。

进行激光雕刻时，首先应设计好所要雕刻的图形图像，这一步可用专门的图形图像处理软件完成。

然后对这些图形图像进行处理，使其能够用来控制整个系统完成雕刻。

本文在分析研究了激光雕刻机的发展概况和现状的基础上，提出了基于DSP的激光雕刻机伺服控制系统的总体设计方案，并从软件和硬件两个方面完成了研制过程。

具体的研究内容包括：1)分析激光雕刻加工的原理，对影响系统问题作了深入分析研究，并给出具体的控制系统实现方案；2)硬件上，采用TI新型高速DSP处理器TMS320LF2407A，充分利用其强大的数据处理能力；3)具体分析了激光雕刻机的组成，及其相应的伺服控制系统和伺服控制元件。

关键词激光雕刻机；伺服系统；DSP-I-哈尔滨理工大学学士学位论文The Laser Engraving MachineAbstractAs a typical equipment of integration of mechanical,electronic and optic technologies,laser engraving machine has the characteristics of great efficiency,high precision and non-touching processing.It uses laser beam to irradiate the surface of materials to engrave.While laser beam moves relatively to the workpiece,the engraving is accomplished.Special software to deal with graphics and images are used to make proper design as the first step of engraving.Then,these graphics and images are disposed to control the whole system finishing the engraving.In the foundation of research on the development situation and trend of laser engraving machine,the whole scheme of the servo control system of laser engraving machine which is based on DSP is established and the process of research and manufacturing of the machine is completed by the hardware and software.The main research work as follows:1)Analysis the principle of laser processing,research the key reason influence of the performance index of system and give the scheme implementation system;2)In hardware design,using the new DSP processor of TI-TMS320LF2407A, utilizing its’high performance of data processing;3)Analysis the parts of the laser engraving machine and its servo control system. Keywords laser engraving machine;servo system;DSP-II-哈尔滨理工大学学士学位论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1激光加工及其发展状况 (1)1.2激光雕刻机加工机理及其构成 (2)1.2.1加工机理及其发展状况 (2)1.2.2激光雕刻机的主要构成 (3)1.3激光雕刻机控制系统结构简述 (4)第2章激光器 (6)2.1激光器的发明 (6)2.2激光器的发射装置 (7)2.3激光器工作物质 (8)2.4激光器的分类 (8)第3章激光雕刻机伺服控制元件 (11)3.1激光雕刻机的伺服电机 (11)3.1.1对直流伺服电机的要求 (11)3.1.2直流伺服电机的分类 (11)3.2测速元件与电路 (13)3.2.1模拟测速元件——直流测速发电机 (13)3.2.2数字测速元件——光电脉冲测速机 (14)3.3位置测量元件与轴角编码 (15)3.3.1正余弦旋转变压器及其轴角编码 (16)第4章激光雕刻机PWM直流伺服系统设计 (17)4.1可逆直流PWM系统 (17)4.1.1双极模式可逆PWM系统 (17)4.1.2单极模式可逆PWM系统 (20)4.2PWM功率转换电路 (21)4.2.1PWM功率转换用GTR (21)4.2.2GTR的损坏和保护 (24)4.3PWM系统控制电路 (27)4.3.1脉宽调制器的一般特性 (27)4.3.2保护电路 (28)4.4基极驱动电路 (29)第5章基于DSP芯片的激光雕刻机硬件电路设计 (31)5.1DSP芯片的简介——TMS320LF2407相关资源介绍 (31)5.1.1体系结构和功能特性 (31)-III-哈尔滨理工大学学士学位论文5.2激光雕刻机的硬件电路设计 (32)5.2.1基于DPS硬件连接方案 (32)5.2.2外围电路的设计 (33)5.2.3硬件电路图设计 (34)第6章激光雕刻机操作软件设计 (36)6.1基于DSP的软件设计 (36)6.1.1主程序 (36)6.1.2中断服务程序 (36)6.1.3位置控制子程序 (39)6.2激光雕刻机插补算法的实现 (39)6.2.1插补的概述 (39)6.2.2逐点比较插补方法 (40)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录A (46)附录B (51)-IV-哈尔滨理工大学学士学位论文第1章绪论1.1激光加工及其发展状况自20世纪60年代第一台红宝石激光器发明以来，随着激光器的不断发展和完善，人类对激光的特性有了充分的认识，并且论证了激光加工材料的可行性，使激光的应用领域越来越广泛。

编号：毕业设计说明书题目: 迷你激光雕刻机的设计与实现学院：信息与通信学院专业：电子信息工程姓名: 蓝蕾学号： 1061170103指导教师单位：信息对抗系姓名：武小年职称：副教授题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2014 年 5 月 20 日摘要激光雕刻技术随着时代的发展,日新月异，其应用的范围也是十分的广泛。

激光雕刻是以数控为基本,激光加工为媒介的一种加工方法，它的特点是和所雕刻材料的表面没有直接接触，不会受到机械运动的影响,表面也不会变形.本文采用Arduino单片机和Delphi语言设计和实现了一个可直接进行雕刻的迷你激光雕刻机系统。

本系统的设计中主要包括的模块为串口通信模块、中央处理模块、电机驱动模块、激光器驱动模块、机械传动结构模块、外型框架模块等部分，具有弱光定位、在非金属物体表面烧刻出由计算机传输的图案、重复雕刻、印章阴阳雕刻等功能.系统主要采用Arduino UNO型单片机构成中央处理系统模块，通过串口通信模块与上位机软件进行通信，利用上位机软件对雕刻机系统完成包括手动进行前后左右移动、开关激光器、自动雕刻图案等功能.机械传动结构部分采用3D打印技术制作而成的滑块,通过与步进电机的结合，实现高精度的传动。

关键词:Arduino单片机;激光雕刻技术；步进电机;3D打印技术Abstractn modern times, there is a new industry gradually developed，on many occasions the processing technology is to use it，that is laser engraving technology。

In laser engraving technology，completed in the form of CNC laser engraving or cutting，because the laser engraving and carved objects without direct contact，so as not to cause like props processing deformation and loss.This paper adopts the Arduino microcontroller and Delphi language was designed and implemented a mini laser engraving machine can be directly to engraving system。