二维激光雕刻机设计

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毕业设计(论文)

二维激光雕刻机设计

2D LASER ENGRAVING MACHINE DESIGN

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日期：年月日日期：年月日

摘要

随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，激光雕刻机的应用越来越广泛。本设计是基于单片机控制的二维激光雕刻机，在控制系统设计上，中央控制器采用的是流行的STM32单片机，通过按键键入要操作的数据和指令信息，单片机处理之后，将控制信号传输到要控制的模块上。设计采用两相42型步进电机42BYG250C，THB7128电机驱动模块，电机速度的控制通过单片机输出脉冲频率控制，并通过步进电机与丝杠连动，带动 X、Y 轴丝杠螺母的直线运动，通过轨迹插补原理实现目标轨迹的移动。本设计的主要工作是激光对雕刻机控制系统的设计，该设计以对机械传动设计方法及步骤为主线展开设计，包括系统总体设计、硬件系统设计、控制系统设计、程序系统设计等。

关键词激光雕刻；STM32；THB7128；步进电机

Abstract

With the rapid development of microelectronics and micro-computers, laser engraving machine more widely. The design is based on SCM's 2D laser engraving machine control system design, the central controller is used in the popular STM32 microcontroller, type of data and instruction information to be operated using the keys, and then single-chip processing, the control signal is transmitted to to control module. 42 design uses a two-phase stepping motor 42BYG250C, THB7128 motor drive module, motor speed is controlled by the microcontroller output pulse frequency control, and by a stepping motor and lead screw connections, drive X, Y axis linear motion of the screw nut, achieve the target track by moving path interpolation principle. The main work of this design is laser engraving machine control system design, the design of the mechanical transmission design with methods and procedures the main line design, including system design, hardware design, control system design, programming system design.

Key words Laser engraving STM32 THB7128 stepper motor

目录

摘要.................................................................................................................................................. I Abstract .......................................................................................................................................... II 1 绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.1.1激光技术概述 (1)

1.1.2激光雕刻机概述 (1)

1.1.3激光雕刻机国内外发展现状 (2)

1.2 课题研究的目的和意义 (2)

1.3 课题内容和要求 (3)

2 总体方案设计 (3)

2.1 机械结构设计 (3)

2.2 控制系统设计................................................................................... 错误！未定义书签。

3 机械结构详细设计................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 Y轴方向结构设计.............................................................................. 错误！未定义书签。

3.1.1 滚珠丝杠副特性........................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2滚珠丝杠副选型计算.................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.3 电机的选型计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.4 轴承的选型计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.1.5 直线滚动导轨的选型................................................................... 错误！未定义书签。

3.2 X轴方向结构设计.............................................................................. 错误！未定义书签。

3.2.1 滚珠丝杠副选型计算................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.2 电机的选型计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.3 轴承的选型计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.4 圆柱导轨的选型........................................................................... 错误！未定义书签。

3.3 Z轴方向结构设计.............................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.1 Z轴丝杠的选型计算.................................................................... 错误！未定义书签。

3.3.2 电机的选型计算........................................................................... 错误！未定义书签。

3.3.3 轴承的选型................................................................................... 错误！未定义书签。

3.3.4 直线滚动导轨的选型................................................................... 错误！未定义书签。

4 电控系统详细设计................................................................................... 错误！未定义书签。

4.1电控系统各部分设计.......................................................................... 错误！未定义书签。

4.1.1单片机的选择................................................................................ 错误！未定义书签。

4.1.2 串口通信设计............................................................................... 错误！未定义书签。

4.1.3控制键盘设计................................................................................ 错误！未定义书签。

4.1.4 12864显示屏设计........................................................................ 错误！未定义书签。

4.1.5 接近开关的设计........................................................................... 错误！未定义书签。

4.1.6 电机驱动设计............................................................................... 错误！未定义书签。

4.1.7 步进电机的控制........................................................................... 错误！未定义书签。

4.1.8 激光器的控制............................................................................... 错误！未定义书签。

4.2电路图纸设计...................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.1 通信电路图................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.2 按键电路设计............................................................................... 错误！未定义书签。