小型简易雕刻机设计毕业设计
小型雕刻机课程设计
小型雕刻机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解小型雕刻机的基本结构、工作原理及其在制造业中的应用。
2. 学生能够掌握小型雕刻机操作的基本步骤和安全规范。
3. 学生能够描述小型雕刻机编程的基本语法和常用指令。
技能目标：1. 学生能够正确操作小型雕刻机，完成简单的雕刻任务。
2. 学生能够运用所学的编程知识，为小型雕刻机编写简单的雕刻程序。
3. 学生能够在团队协作中，合理分配任务，高效完成项目。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械加工技术的兴趣，激发创新意识。
2. 学生在学习过程中，树立安全意识，养成良好的操作习惯。
3. 学生通过团队协作，培养沟通、合作能力，增强集体荣誉感。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，使学生在掌握基本知识的同时，提高动手实践能力。
课程设计以学生为中心，充分考虑学生的认知水平和兴趣，注重培养学生的安全意识、创新意识和团队协作能力，为我国制造业人才培养奠定基础。
通过对课程目标的分解，教师可进行有针对性的教学设计和评估，确保学生达到预期学习成果。
二、教学内容1. 小型雕刻机概述- 结构组成与工作原理- 安全操作规范- 在制造业中的应用案例2. 小型雕刻机操作与编程- 操作步骤与实践操作- 编程基本语法与常用指令- 编程软件的使用3. 雕刻项目实践- 简单图案设计与制作- 项目实施与团队协作- 雕刻作品的评价与优化4. 创新思维与团队协作- 创新意识的培养- 团队协作方法与技巧- 项目管理与组织教学内容参照课程目标，紧密结合教材，注重科学性和系统性。
教学大纲明确，教学内容分为四个部分，循序渐进地引导学生学习。
第一部分介绍小型雕刻机的基本概念，让学生对其有全面的认识；第二部分重点教授操作与编程技能，提高学生的动手能力；第三部分通过实践项目，巩固所学知识，培养学生的创新意识和团队协作能力；第四部分强化创新思维与团队协作，为学生的综合素质提升奠定基础。
小型简易雕刻机的设计开题报告
[1]黄平，朱文坚，机械设计教程，清华大学出版社，2011；
[2]文怀兴，夏田，数控机床系统设计，化学工业出版社，2011；
[3]王金娥，罗生梅，机电一体化课程设计指导书，北京大学出版社，2012；
[4]赵韩，黄康，陈科，机械系统设计，高等教育出版社，2011；
[5]潘承怡，向敬忠，宋欣，机械零件设计，清华大学出版社，2012；
4、用Pro-E软件设计并绘制有关零部件，再进行装配及运动仿真。
方法及预期目的：
四、课题研究的思路和方法
一、机械系统总体方案确定
1、确定雕刻机的布局方式：采用龙门立柱式的框架结构，这种结构具有较高的刚度。
2、确定雕刻机的坐标系统：工作台在底坐上的移动作为Y轴方向的运动，雕刻头在横梁上的移动作为X轴方向的运动，雕刻头的上向移动作为Z轴方向的运动，这种结构与工作台固定立柱移动的结构相比，所需的电机的功率和传动件的尺寸较小，且雕刻头的运动精度较高。
[6]陈国华，机械机构及应用，机械工业出版社，2008；
[7]陈关龙，吴昌林，中国机械工程专业课程设计改革案例集，清华大学出版社，2010；
[8]李宪芝，机械精度设计与检测基础，哈尔滨工程大学出版社，2011；
[9]文怀兴，夏田，数控机床设计实践指南，化学工业出版社，2007；
指导教师签名： 日期：
2、导轨的选择：首先选择直线滚动导轨，因为它较直线滑动导轨有更好的导向精度、进给速度、定位精度。再根据受力方向、负荷大小等因素的影响选择合适的直线滚动导轨副的型号。
3、滚动丝杠副的选择：通过计算滚动丝杠受到的最大动载荷来选择合适的滚珠丝杠副的型号。
三、雕刻机控制系统设计
首先选择合适的单片机，再设计并绘制单片机接线的电路图，然后设计单片机与步进电机连接的电路并绘制电路图，最终实现利用单片机来控制三个步进电机的运转，从而完成雕刻机在各个方向的运动，达到利用单片机来控制三轴联动的目的。
小型简易雕刻机设计说明
浮雕装饰品建筑模型
印章工艺品模具
图1-2几种雕刻机加工的产品
1.
建国以来，我国一直努力发展制造业，也取得了一些进步，但是仍存在一些制造工艺还达不到相应的标准的问题，所以许多设备或核心部件常常需要进口，另外我国的技术创新能力还不够强，常常是仿造多过创造。在雕刻领域，我国与一些发达国家相比要逊色很多，许多雕刻产品还不能达到精度的标准，因此还需要进一步提高自身的雕刻加工工艺水平。这些年来，我国的数控雕刻技术取得了一定的进步，生产出了一系列的自主研发的数控雕刻机，这些数控雕刻机也被广泛应用各个行业和领域，但是总体来说我国的数控雕刻机的制造水平还不够强，许多数控雕刻机的加工精度还达不到标准，因此我国需要大力提高数控雕刻机的制造水平，同时我们还应该投入更多的资金用于数控雕刻机的设计研发，把更多的精神用到数控雕刻机的机械结构的自主创新和数控系统的自主研发中去，努力提高我们自己生产的雕刻机的质量。
三轴微型雕刻机总体设计及三维运动仿真
18-20.
[9]郁建平.机电控制技术[M].北京：科学出版社，2006.
[10]董景新，赵长德，熊沈蜀.控制工程基础[M].北京：清华大学出版社，2003.
七、其他
八、专业系审查意见
系主任：
年月日
九、机械工程学院意见
要求；三维模型建模精确，结构最优；
5.机械、电气设计图样的图纸总量折合成A0幅面在2张以上，图纸绘制应依据国家
标准，需用计算机进行绘图；
6.编写毕业设计说明书,说明书应按相关要求进行编写。
7．进行毕业设计基础知识训练，按照规定要求考核。
四、毕业设计物化成果的具体内容及要求
1、毕业设计说明书1份
按教务处毕业设计说明书格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字。
“兴尽晚回舟，误入藕花深处。争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。”青春的我如同一只小鸟，自由自在，没有约束，少女纯净的心灵常在朝阳小，流水也被自然洗礼，纤细的手指拈一束花，轻抛入水，随波荡漾，发髻上沾着晶莹的露水，双脚任水流轻抚。身影轻飘而过，留下一阵清风。
可是晚年的我却生活在一片黑暗之中，家庭的衰败，社会的改变，消磨着我那柔弱的心。我几乎对生活绝望，每天在痛苦中消磨时光，一切都好象是灰暗的。“寻寻觅觅冷冷清清凄凄惨惨戚戚”这千古叠词句就是我当时心情的写照。
修改资料
6月5日～6月6日
评阅材料
6月7日～6月8日
毕业答辩
6月9日～6月15日
材料整理装袋
六、主要参考文献：
[1]成大先，王德夫.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2004.
[2]马如宏，葛友华.机电传动控制[M].陕西：西安电子科技大学出版社，2009.
小型雕刻机机械系统设计
SCI -TECH INNOVATION &PRODUCTIVITYNo．11Nov.2013，Total No．238雕刻机，顾名思义就是用机器代替人工进行雕刻的设备。
早在很多年前，雕刻产品就已然成为人们生活的一部分，这种需求推动了雕刻艺术的日益精深。
随着微电子技术、控制理论、检测技术、计算机控制等技术的迅速发展，数控系统不断更新，机械雕刻亦在20世纪90年代获得了较大发展。
如今，雕刻机已经在各行各业中得到了广泛的应用及发展，如木工行业、模具雕刻、紫铜和石墨电极加工、石材雕刻等。
一些小型的装饰品在生活中也是不可或缺的，因而小型雕刻机作为一种典型的机电一体化产品，具有较大的市场前景[1]。
因此，笔者对经济型小型三维雕刻机进行了设计，通过设计开发，可以为中小用户，尤其是个人用户提供低价的雕刻机。
1雕刻机的总体方案设计1.1总体方案选择现在市面上流行的小型雕刻机工作台有两种。
第一种见图1-a ，工作台只沿横向（X ）移动，刀具沿纵向（Y ）和垂直方向（Z ）移动。
第二种则如图1-b 所示，工作台沿横向（X ）、纵向（Y ）移动，而刀具只沿垂直方向（Z ）移动。
图1-a 工作台结构简单、稳定性好。
但工作过程中，工件会随着工作台的移动而移动，所以对于工件的重量就会有所限制，此种结构的雕刻机较小。
图1-b 虽然制作较容易，然而稳定性要比图1-a 差很多。
由于本次设计对机械部件结构的要求是小而轻便，且加工工件的质量也比较轻，因此选用结构图1-a 。
笔者所设计的雕刻机由工作台、机头组件、主轴组件、外部框架、控制系统等组成。
这里主要进行了工作台、机头组件、主轴组件部分的结构设计。
工作台的主要作用是用来装夹工件，其结构上主要由步进电机、滚珠丝杆螺母副、导轨组成，其步进电机接收控制系统发送的脉冲信号，带动工作台运动。
小型雕刻机属于经济性机床，因而既要保证加工精度，同时还要兼顾结构简单、经济成本较低的要求。
这样，进给系统均采用步进电机开环控制系统。
大学本科机械专业小型激光雕刻机设计研究毕业设计
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。
机械雕刻机毕业设计范本
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。
雕刻机毕业设计
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
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。
毕业设计 三轴全动件式雕刻机设计
附录燕山大学里仁学院毕业设计（论文)开题报告课题名称:三轴全动件式雕刻机设计学院（系）: 里仁学院年级专业： 11级机设2班学生姓名：张文浩指导教师: 姜文光完成日期:一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 (1)二、研究的基本内容,拟解决的主要问题 (4)三、研究步骤、方法及措施 (4)四、研究工作进度 (5)五、主要参考文献 (5)六、指导教师意见 (8)一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义。
传统的雕刻加工是一门技术性要求很高的手工技艺，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、成本高、可重复性差。
随着时代的进步,科技的发展，雕刻机成为我们现代人与时俱进的先进工具,是机电一体化的高效工具，它省时省力又环保，应用也越来越广泛。
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.在我国北宋时期便发明了活字印刷，这里刻的字应属于雕刻的范畴。
随着时代的发展，我国的雕刻艺术日益精湛，玉雕、象牙雕、红木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技术都可以堪称一绝。
传统雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺，雕刻品的质量完全取决于雕刻师的技艺水平，所以生产的效率低、成本高，制品的随意性强、一致性差，严重制约了雕刻行业的发展.这使得雕刻机的产生成为必然。
上世纪90年代至今,机械雕刻获得了前所未有的发展。
从最初的刻字机、刻章机再到三维雕刻机，制作工艺也日渐成熟,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,可谓雕刻的使用无处不在。
雕刻机，顾名思义就是用机械代替人工进行雕刻的设备。
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意义的电动、可缩放比例的手动雕刻机。
随后美国、日本等国也开始研制。
20世纪90年代，随着微电子技术的突飞猛进，直接推动微型计算机的急剧发展。
小型雕刻机的机械部分设计
小型雕刻机的机械部分设计一．机构的传动原理圈及说明1. 总体结构现在市面上流行的小型雕刻机工作台主要有两种。
第一种如图1所示工作台只作Y方向的移动，而刀具作X方向和Z方向的移动。
第二种则如图2所示工作台作X,Y方向的移动，而刀具只作Z方向的移动。
结构1的优点是制作容易，结构稳定。
但由于工件随工作台移动，所以不能加工太重的工件，而且雕刻机尺寸不能太大。
结构2虽然制作也较容易，然而稳定性要比结构1差很多。
由于本次设计对机械部件结构的要求就是要小而轻便，加工工件的质量也是比较轻，因此选用结构1。
在该结构中，机械本体部分是雕刻机的骨架，有底座、立柱、工作台、机头和主轴组件等部分。
在保证整个系统的机械刚性的前提下，为了简化设计的结构，减轻整机重量，缩短产品的设计和制造的周期，其主体框架采用铝合金制造，防护件用塑料件制造，用标准的紧固件和定位销连接。
图1图22．进给运动方案我们设计采用的雕刻方式是:雕刻刀具只做高速旋转和Z方向的进刀、退刀运动，而X-Y 工作台带动工件作X,Y方向的进给运动，这两个方向的基本运动方式如下:由步进电机的转动带动丝杠的转动，带动了工作台的移动，从而实现某个方向(X或Y方向)的进给运动。
在X，Y方向上的导向件采用直线导轨，其导向精度可满足对工作台定位精度的要求。
3．雕刻机主运动方案雕刻机主运动方案通常有两种方案:直接采用专用的雕刻头或采用直流电机带动主轴机构。
专用的雕刻头的优点在这里不在复述，但必须配以与之配套的变频调速装置，价格相对昂贵。
因此，从经济性的角度出发，经济型的雕刻机则不宜采用。
由于直流电机具有以下特点:(l)调速范围宽其转子转速可在宽广的范围内连续调节并稳定运行。
(2)特性呈线性不论机械特性还是调节特性都呈现良好的线性度。
即在整个调节范围内，转速随转矩的变化关系或是转速随控制电压的变化关系都是线性的。
(3)快速反应在输入控制信号的作用下，转子能迅速地反应动作，时间常数小。
毕业设计（论文）-激光雕刻机设计
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。
定梁式数控雕刻机机械结构设计
毕业设计（论文）题目：定梁式数控雕刻机机械结构设计无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）定梁式数控雕刻机机械结构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班级：机械94学号：0923164作者姓名：2013 年 5 月25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目定梁式数控雕刻机机械结构设计2、专题二、课题来源及选题依据数控雕刻机是一种具备雕刻功能的数控机床，被广泛地应用于模具工业、零件精密加工等行业。
随着模具工业和工艺美术品制造业的快速发展，国内外市场对数控雕刻机的需求不断扩大，特别是高端的数控铣雕中心，需求更为旺盛。
本课题拟通过对数控机机械结构的设计，帮助学生加深对本专业的相关知识理解和提高综合运用专业知识能力。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：①了解数控雕刻机的工作原理，国内外的研究发展现状；②完成数控雕刻机机械结构的总体方案设计；③完成零部件的选型计算、结构强度校核；④熟练掌握有关计算机绘图软件，并绘制装配图和零件图纸折合A0不少于3张；⑤完成设计说明书的撰写，并翻译外文资料1篇；四、接受任务学生：机械94 班姓名范俊五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕签名系主任签名2012年11月12日摘要当今世界，现代化工业技术飞速发展，日新月异。
在机械制造领域，人们对于机械零件加工的质量、精度和效率等的要求也越来越高。
因此，对于加工零件所需要的机床的跟新换代也与日俱增。
在此趋势的推动下，数控机床的结构优化改造设计变得非常重大。
大批的数控机床正如雨后春笋般进军机械制造业。
小型雕刻机机械系统设计
削功 率 ： ＝ ０ ． ２ ４ ６ ｋ Ｗ。
该设计选用浙江新亿特轴承有限公司的圆柱直 线导轨 （ 光轴 ）系列。
２ ． ７ 联轴 器 的选择
选用广州菱科 自 动化设备有 限公 司的 Ｌ Ｋ ６ 系列
路
图 ２ 雕 刻 机 工 作原 理 图
随着高速主轴轴承 的开发 ， 研 制了高刚度 ，高
速 电 主轴 ，被 广泛 应用 于 各种 雕 刻 机 ．纺织 机 械及
木工机械等高速设备 中。基于电主轴有很多优点 ， 该设计采用安阳莱必泰机械有 限公司生产的雕刻 电 主轴 ，电主轴通过弹性夹头直接与刀具连接［ ２ １ 。
应用技 ｍ
１ ． ２ 进 给运 动方 案
在整个工作过程中 。刀具在电主轴带动下做高 速旋转 ，并且 ｚ方向、 方 向步进电机将运动传递 给丝杠螺母 ，使刀具沿着垂 直 （ ｚ ）方 向做进刀 、 退刀运动 以及横 向 （ ）方 向的进给运动。工作 台 在工作过程 中仅单方 向 （ 即只做 ｙ方 向）的进给运 动 ，带动工件作 ｙ方 向的进给 ，该设计 工作原理： 步进 电机接收脉冲信号转动 ，并带动丝杠转动 。由 于螺母 固定在工作 台上 ，因而限制了螺母 的旋转 自 由度 ，使其 只能做直线运动 。从而实现工作台在某 个方 向 （ 、ｙ或 ｚ 方 向）的进给运 动。在 、ｙ 、 ｚ方 向上的导轨均采用直线圆柱导轨 ，其导 向精度 完全可满足工作台定位精度的要求 ，见图 ２ 。 １ ． ３ 雕刻 机 主运 动方 案
２０ ３ ０ ０
／ ｋ ｇ
１ ０
／ ｋ ｇ
５
／ Ｉ Ｔ Ｉ １ Ｔ Ｉ 系数
迷你激光雕刻机(毕业设计说明书)
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。
三自由度小型雕刻机设计与制作设计方案
自由度小型雕刻机设计与制作设计方案我们设采用雕刻方式：雕刻刀具只做高速旋转和Z轴方向进刀、退刀运动，而丫轴带动工作台带动工件作丫轴方向进给运动，而X轴带动Z轴作X轴方向进给运动，这两个方向的基本运动方式如下：由步进电机转动螺杆，带动刀具和工件的相对移动、从而实现X,Y,Z轴方向近给运动。
在X,Y,Z方向上导向件直线导轨，其导向活动围满足加工工件的要求。
3系统结构雕刻机有电气控制部分和机械结构部分三部分组成，电器结构部分主要有控制计算机，信号接口部分与驱动控制部分。
计算机主要负责图形设计，位移计算, 控制信号输出，在整个系统中起到大脑的作用。
信号接口部分负责将电脑传来的信号进行分配，将信号分配给各个驱动电路（包括变频器，可以控制主轴转速）C 还可以控制主轴状态，例如如果主轴上安装是激光切割器，就可以完成激光切割的控制。
同时又接受限位开关，对刀开关的信号，把信号反馈给电脑。
在整个系统中相当于神经的作用。
驱动电路将信号放大，结合驱动芯片将位移信号输出给步进电机。
起执行器的作用。
机械部分主要有龙门架，工作台，丝杆，联轴器，导轨等部分组成。
4步进电机选用4.1步进电机特点及驱动方法位移驱动电机选用步进电机，考虑到系统为开环控制，选用57型步进电机，扭矩较大，在此负荷状态下一般不会造成失步。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。
小型雕刻机设计
小型雕刻机设计摘要机电一体化技术综合了机械、电子、自动控制、信息、传感器、电力电子、信号变换接口和软件编程等技术，并且把这些通用型技术整合到一起，结合成一个整体，也是现如今机械工业技术必须发展的也将成为国内外的发展主流。
小型雕刻机就是在这种大环境下产生的一种代表性的机电一体化产品，在工艺品的制作与生产行业中拥有有较大的市场。
本课题通过分析国内雕刻机与国外雕刻机的差距以及各自的特点，定义了雕刻机的功能和使用范围，规划了雕刻机的结构布局，详细设计了主轴运动和X、Y向进给运动结构，以及工作台、支撑柱等辅助结构，并在此基础上详细阐述了雕刻机的运动过程，实现了其功能。
本文设计的小型雕刻机，其具有精度高，一致性好，一机多用的特点，应用领域广泛，可用于工艺品雕刻加工的同时，又具有铣削钻孔等功能。
关键词雕刻机；伺服电机；机电一体化Small Engraving Machine DesignAbstractMechatronics combines mechanics, electronics, automatic control, information, sensors, power electronics, signal conversion interface and software programming techniques, and these versatile technologies integrated together, combined into a whole, is now Machinery Industrial Technology must develop will become the mainstream of development at home and abroad. Small engraving machine is a kind of typical in this environment produces mechatronic products, handicraft production and production industry has a larger market.The issue by analyzing the gap between domestic engraving machine and foreign engraving machine as well as their characteristics, defines the function and use of engraving machine, planning the structure and layout engraving machine, detailed design of the spindle movement and X, Y direction feed motion structure , and an auxiliary table structure, support columns, etc., and on this basis, it elaborated engraving machine movement to achieve its function.This design of small engraving machine, which has a high accuracy, consistency, and a multi-purpose machine, which is widely applied in the field, can be used to carving crafts processing, but also has milling and drilling functions.Keywords Engraving machine, servo motor, mechatronics目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 小型雕刻机及其发展现状 (2)1.2.1 小型雕刻机的概念 (2)1.2.2 小型雕刻机的应用和发展 (3)1.2.3 小型雕刻机的特点 (3)1.2.4 研究雕刻机的目的和意义 (4)1.3 本章小结 (4)第2章雕刻机的结构设计 (5)2.1 雕刻机的系统组成 (5)2.2 雕刻机的整体布局 (5)2.3 进给结构 (8)2.4 主轴结构 (12)2.5 支撑结构 (13)2.5.1 支架设计 (13)2.5.2 工作台设计 (14)2.5.3 底座设计 (15)2.6 本章小结 (15)第3章小型雕刻机的关键参数计算 (16)3.1 设计指标 (16)3.2 切削力、扭矩和功率的计算 (17)3.3 进给运动的计算 (20)3.3.1 滚珠丝杠副的计算 (20)3.3.2 滚珠丝杠的计算 (22)3.3.3 工作台电机的选择 (25)3.4 本章小结 (26)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (32)第1章绪论1.1课题背景以大机器生产为主流的社会生产形式形成以来，机器生产代替手工劳动不仅使产品数量与日俱增，而且，更使产品质量大为提高。
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TheDesignOfSmallSimpleEngravingMachine
Abstract
CNC engraving machine is a mechatronics machine tool used for carving processing, it can be processed materials range is very wide, can be processing copper, aluminum and other metal materials, and processing non-metallic materials such as plastic, ceramic, stone, therefore they are widely used in all walks of life, has very broad market prospects. The use of CNC engraving machine greatly improve the efficiency of the carving process, provided the impetus to the development of manufacturing industry.
The expected purpose of this design is implemented through the design of CNC engraving machine based on single chip microcomputer control the three axes linkage control, based on the general design of the CNC engraving machine mechanical system, the design of the main components of mechanical system and the design of the control system, finally make the design of the CNC engraving machine can complete in X, Y, Z three directions of carving processing, to achieve the intended purpose.
CNC engraving machine, through its control system to control the step motor and electric spindle, stepper motor through coupling drive screw rotation, again lead screw drive screw nut and its fixed parts do linear feed movement, motorized spindle drive tool rotary again at the same time, so as to realize engraving machine in X, Y, Z three directions of carving processing.
小型简易雕刻机设计
摘 要
数控雕刻机是一种用于雕刻加工的机电一体化机床，它能加工的材料的范围非常广，既可以加工铜、铝等金属材料，又可以加工塑料、陶瓷、石材等非金属材料，因此被广泛应用于各行各业，具有非广阔的市场前景。数控雕刻机的使用大大提高了雕刻加工的效率，给制造业的发展提供了动力。
数控雕刻机通过其控制系统来控制步进电机和电主轴运转，步进电机再通过联轴器带动丝杠转动，丝杠再带动丝杠螺母及与其固定的各部件做直线进给运动，同时电主轴再带动刀具回转，从而实现雕刻机在X、Y、Z三个方向上的雕刻加工。
Key words: engraving machine; CNC machine tools; desig
摘要Ⅰ
AbstractⅡ
This design adopts stepper motor to feed movement as the drive motor, servo motor control is more simple, the cost is lower. The ball screw nut pair and elastic coupling as the main transmission parts, gear drive its better stability, structure is more compact, more easy to guarantee machining accuracy. With linear rolling guide as guide parts, truer line slide guide its smaller friction coefficient, positioning accuracy is higher, longer life and not easy to appear the crawling phenomenon.
本设计采用步进电机作为各向进给运动的驱动电机，较伺服电机其控制更简单，成本更低。采用滚珠丝杠螺母副和弹性联轴器作为主要传动部件，较齿轮传动其平稳性更好、结构更紧凑，加工精度更容易保证。采用直线滚动导轨作为导向部件，较真线滑动导轨其摩擦系数更小、定位精度更高、寿命更长且不易出现爬行现象。
本设计的预期目的是通过设计来实现对基于单片机控制的数控雕刻机进行三轴联动控制，通过对数控雕刻机的机械系统的总体设计、机械系统主要零部件的设计以及控制系统的设计，最终使所设计的数控雕刻机能够完成在X、Y、Z三个方向上的雕刻加工，达到了预期目的。