小型简易雕刻机设计正文大学学位论文

摘要本次设计的题目是雕刻机的设计，本文运用大学所学的知识，提出了雕刻机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了雕刻机总的指导思想，从而得出了该雕刻机的优点是高效，经济，并且安全系数高，对提高产品的雕刻效率，减少人工投入等等起到了很大的作用的结论。

本次雕刻机的研制，是为解决我国家用机械的加工行业全部由人工手工作业劳动强度大、雕刻效率低而国内又没有适用专用雕刻机的难题。

本文从加工机械设计的角度，阐述了该雕刻机研究开发的目的、雕刻机设计的依据、雕刻机作业的工作原理、雕刻机的总体结构设计和切片机构等关键零部件的设计和计算，并对该雕刻机的进一步完善设计提出了改进方案。

关键词：雕刻机强度开发方案AbstractThis design topic is the ice cutting machine design. In this paper, the use of university knowledge, sorbet profile cutting machine structure composition, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check is proposed, constructed sorbet profile cutting machine total guiding ideology, and concluded that the ice cream cutting machine has the advantages of high efficiency, economy, and high safety factor, to improve the ice cream on the cutting efficiency and reduce labor input and so on plays a great role in the conclusion.The ice cream cutting machine is to traditional ice cream profile cutting machine working principle understanding, this sorbet section cutting machine composed of a machine frame, a feeding cake conveyor line, and pulling mechanism, cutting mechanism, gripper and a driving mechanism and so on. By manually placed in the water ice in the conveying line above the inside and by pulling and manipulator will sorbet and from sorbet pulls out, then quickly pulled out the ice cream stick into the ice cream stick recycling box. And the sorbet clamping to cutting conveying line above, when the cutting ice transmission line installed above the photoelectric sensor sorbet position and will pass in the control system to control the cutting mechanism decreased, thus for ice-cream for cutting. Then the ice cream with good cutting and cutting conveying line automatically into the collection box at the end of the conveyor line inside.Keywords:Cutting machine; Calibration; Driving mechanism; Recycling box目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1课题的来源与研究的目的和意义 (1)1.2本课题研究的内容 (3)1.3国内外发展现状 (4)第二章雕刻机总体结构的设计 (7)2.1雕刻机的总体方案图 (8)2.2机械传动部分的设计计算 (11)2.2.1电机计算 (13)2.2.2平键的选型 (14)2.2.3轴承的选型计算 (15)2.2.4直线导轨的设计 (15)2.2.5滚珠丝杆设计计算 (26)第三章各主要零部件强度的校核 (18)3.1滚珠丝杆强度的校核 (19)3.2轴承强度的校核计算 (20)第四章设计总结 (18)结论 (29)致谢 (30)参考文献 (31)第一章绪论1.1 课题的来源与研究的目的和意义当今社会，我国生产的雕刻机结构简陋，雕刻效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。

毕业设计开题报告机械设计制造及其自动化基于pc机的小型雕刻机设计1前言部分自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会文明的发展，如今人们对雕刻业有了全新的认识，电脑雕刻加工的兴起与发展是时代发展的需要，电脑雕刻代替机械已是大势所趋。

在雕刻这一行业里，光有刻字机是产生不了多少的经济效益，所以必须增加新的业务，电脑雕刻加工就是目前理想的选择，虽然有些地区电脑雕刻加工业务量不是很多，但它是雕刻行业发展的必然趋势。

PC技术的迅速发展使其在各个工业控制领域得到广泛应用。

PC技术是现代社会最重要的生产力，无论是哪个领域，对PC技术进行纯熟渗透的运用必将推动行业更快更稳的发展及普及。

计算机数控雕刻技术是传统雕刻技术和现代数控技术结合的产物，它秉承了传统雕刻精细轻巧、灵巧自如的操作特点，同时利用了传统数控加工中的自动化技术，并将二者有机的结合在一起，成为一种先进的雕刻技术。

所有这些技术最终都是通过CNC雕刻机转化为真正的生产能力。

CNC 雕刻机集计算机辅助设计技术（CAD)技术、计算机辅助制造技术（CAM技术）、数控技术（NC技术）、精密制造技术于一体，是目前最先进的雕刻设备，代表了最先进的雕刻技术，使用CNC雕刻技术和CNC雕刻机已经成为雕刻行业的一种潮流。

[2]针对不同的应用领域，所要求的雕刻机的性能各不相同。

本项目的目的就是利用PC机的并口等现有资源，提供一种低价，高效，简便的数控雕刻系统的解决方案。

在各类雕刻机价格昂贵的市场情况下，通过本项目的研究，为中小用户，尤其是个人用户提供低价的雕刻机，从而拓宽现有雕刻机的用户群，普及国内雕刻机。

2主题部分传统的雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺，雕刻品的质量上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。

雕刻机的功能取决于其使用范围。

1938年世界第一台手动雕刻机在法国问世，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。

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。

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。

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。

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 (V)1.1 课题背景 (V)1.2 小型雕刻机及其发展现状 (V)1.2.1 小型雕刻机的概念 (V)1.2.2 小型雕刻机的应用和发展 (VII)1.2.3 小型雕刻机的特点 (VII)1.2.4 研究雕刻机的目的和意义 (VII)1.3 本章小结.............................................................................................. V III 第2章雕刻机的结构设计.. (9)2.1 雕刻机的系统组成 (9)2.2 雕刻机的整体布局 (9)2.3 进给结构 (12)2.4 主轴结构 (16)2.5 支撑结构 (17)2.5.1 支架设计 (17)2.5.2 工作台设计 (18)2.5.3 底座设计 (19)2.6 本章小结 (19)第3章小型雕刻机的关键参数计算 (20)3.1 设计指标 (20)3.2 切削力、扭矩和功率的计算 (21)3.3 进给运动的计算 (24)3.3.1 滚珠丝杠副的计算 (24)3.3.2 滚珠丝杠的计算 (26)3.3.3 工作台电机的选择 (29)3.4 本章小结 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (35)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。

毕业设计说明书题目：迷你激光雕刻机的设计与实现题目类型：实验研究工程设计软件开发毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

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。

雕刻机毕业论文雕刻机毕业论文在当今科技快速发展的时代，各行各业都在不断地追求创新和效率提升。

而雕刻机作为一种现代化的工具，已经逐渐成为许多行业中不可或缺的一部分。

从家居装饰到艺术品制作，从工业生产到文化遗产保护，雕刻机的应用范围越来越广泛。

本篇毕业论文将探讨雕刻机的发展历程、应用领域以及未来的发展趋势。

一、雕刻机的发展历程雕刻机的起源可以追溯到古代的手工雕刻技术。

在那个时代，雕刻是一项繁琐且耗时的工艺，需要高度的技术和耐心。

然而，随着工业化的发展，人们开始寻求一种更高效、更精确的雕刻方式。

于是，机械雕刻机应运而生。

最早的机械雕刻机是由传动系统和刀具组成的，通过人工操控来进行雕刻。

然而，这种机械雕刻机存在许多不足之处，如操作复杂、效率低下等。

随着电子技术的发展，数控雕刻机应运而生。

数控雕刻机通过计算机控制系统，可以自动完成复杂的雕刻任务，大大提高了生产效率和雕刻精度。

二、雕刻机的应用领域1. 工业生产在工业生产中，雕刻机被广泛应用于各种材料的加工和雕刻。

例如，在木工行业，雕刻机可以用来制作家具、门窗等产品；在石材行业，雕刻机可以用来制作墓碑、雕塑等；在金属加工行业，雕刻机可以用来制作金属零件、模具等。

雕刻机的应用使得工业生产更加高效、精确，并且可以满足个性化定制的需求。

2. 艺术创作在艺术创作领域，雕刻机也发挥着重要的作用。

艺术家们可以通过雕刻机将自己的创意转化为实际的作品。

无论是雕刻木材、石材还是金属，雕刻机都能够帮助艺术家们实现更加精细、复杂的设计。

同时，雕刻机也为艺术品的复制提供了可能，使得艺术品可以更广泛地传播和欣赏。

3. 文化遗产保护文化遗产的保护一直是一个全球性的问题。

雕刻机的应用为文化遗产的保护提供了新的思路和方法。

通过雕刻机，可以对文物进行数字化的记录和保存，以便后人进行研究和保护。

同时，雕刻机也可以用来对文物进行修复和复制，使得文物得以得到更好的保护和展示。

三、雕刻机的未来发展趋势随着科技的不断进步，雕刻机的发展也将不断推陈出新。

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。

自制小型雕刻机我设计并山寨的全铝机身微型CNC：设计新颖、造型独特、做工精良，轻便灵活......相当得力！取名“得力微刻”感谢同城坛友libingabc的指导、磁动力论坛以及大海作坊、模型论坛。

还有神奇的淘宝现将制作思路和过程全程分享给喜欢雕刻机的坛友。

欢迎拍砖。

其实我也不想自己捣鼓，全程相当费工。

可是看到的DIY和淘宝里卖的产品，均不能让人满意，许多论坛里的作品几乎是贴贴图片，并没有详细而系统的阐述，于是决心自己捣鼓......本人来自2011年5月被雕刻机中毒以后，历时三月山寨了第一款雕刻机，用于学习精雕软件JDPaint5.20，效果还行。

有一天，同城电子烧友看到此机，大喜并大诉PCB板制作苦衷，于是商量一下，重新设计一款行程适合、轻便灵活的迷你雕刻机，主要用途为PCB及刻字、面板等比较初级的配件。

恰好大海作坊介绍有一款日鬼的迷你雕刻机，十分精致，就以这款为山寨蓝本，结合自己第一台机的缺点加以改进。

经过一个多月的设计模拟，最终定案。

因此我才有“设计提升山寨”的提倡。

当然，这也只是我山寨的第二台雕刻机，并不见得很完善，在此希望高人们提供宝贵经验，使之日趋简约、实用。

一：该机特点：1：具有独特的机身一体化的手提把，完全体现轻松、灵活的微型桌面化设计理念2：取消步进电机垫块，直接固定于机身，有效防止扭力损失，强度好而且美观3：精确定位的行程设计，在机身不加大的前提下，充分提高有效工作行程4：三轴防撞设计，使用知名的欧姆龙点触行程开关,设置机械原点和软件限位，有效防止操作中不慎所致的意外破坏5：固定龙门、全封闭式移动台面，有效提高加工精度，并完全避免飞屑对丝杠、光轴的影响。

6: 外径45mm电位器旋钮直接做的微调，无需更改，只需将丝杠加工时车成Φ6mm即可，取材方便，旋转轻松。

对于需要手动定位时方便操作，完全不必依赖昂贵的拨轮。

7：主轴下方装有LED照明。

8：四个橡胶地脚，适应不平表面，有效防止抖动。