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目录摘要 (1)一绪论1.1设计的目的和意义. . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . (3) 1.2任务书 (4)二数控系统平面磨床简介2.1数控平面磨床的现状. . . . . . . . . . (7)2.2数控平面磨床的发展. . . . . . . . . . . . . . . .（8）2.3数控磨床的发展展望. . . . . . . . . . . . . .（10）三.数控铣床编程和PLC概述3.1数控编程的定义. . . . . . . . . . . .（11）3.2数控编程的容. . . . . . . . . . . . . . .. . . . .（12）3.3 可编程序控制器概述○1 PLC的产生 (13)○2 PLC的特点 (14)○3 PLC的等效电路和工作原理 (20)四. PLC的应用设计4.1.PLC系统设计的基本原则. . . . . . . . . . .（21）4.2. PLC的输出与输入分配 (23)4.3.PLC的安装与接线 (25)4.4. PLC与输入/输出设备的连接。
（27）4.4 PLC程序设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（29）4.5 PLC控制梯形图。
（31）五.结束语. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .（35）六.参考文献： (36)绪论（一）设计的目的和意义现代工业生产中，中、小批量零件的生产占产品数量的比例越来越高，零件的复杂性和精度要求迅速提高，传统的普通机床已经越来越难以适应现代化生产的要求，而数控机床具有高精度、高效率、一机多用，可以完成复杂型面加工的特点，特别是计算机技术的迅猛发展并广泛应用于数控系统中，数控装置的主要功能几乎全由软件来实现，硬件几乎能通用，从而使其更具加工柔性，功能更加强大。
1前言1.1雕刻机的概述1.1.1雕刻机的起源与现状[19]雕刻在中国有着源远流长的历史，1955年在半坡遗址中出土的“人面网纹盆”，可以算作中国古代雕刻的典型代表，与此相同或类似的彩陶盆,在临潼姜寨、宝鸡北首岭等同类遗址中均有发现,总数已超过10例。
绘有这种人面图案的彩陶盆已成为半坡文化的典型标记。
这些都是现代雕刻技术最原始的雏形，到了隋朝的时候，出现了雕版印刷，经宋仁宗时的毕升发展、完善，产生了活字印刷，并由蒙古人传至了欧洲，所以后人称毕升为印刷术的始祖。
中国的印刷术是人类近代文明的先导，为知识的广泛传播、交流创造了条件。
印刷术先后传到朝鲜，日本，中亚，西亚和欧洲，由此，活字印刷术也成为中国古代的四大发明之一，这里的刻字也应该属与雕刻的一种。
随着历史朝代变迁，各朝各代对雕刻技术都有继承和发展，这些都可以从近代中国古墓发掘出土的大量的石雕、碑刻等略见一斑，随着时代的变迁，我国民间的雕刻艺术日益精深，玉雕、象牙雕、红木雕、篆刻、泥人雕等手工雕刻技术都可堪称一绝。
中国机械雕刻的大发展时期始于上世纪90年代，随着78年中国改革开放政策的实施，国内包括机械雕刻在内的各行各样都迎来了前所未有的发展机遇期，得益于机械制造业飞速发展，机械雕刻领域也迎来了大发展机遇期，从最初的主要应用于手工雕刻到刻字机、刻章机的出现，再到三维数控雕刻机的诞生，最后再到能够通过数控系统控制实现五轴联动的雕刻机出现，而且被加工对象的种类类别也产生了巨大的变化，由最初的刻章刻字转变为能够用来加工大到楼房等高大建筑物的装饰品，小到商店商铺门前面的招牌，甚至于很多种类产品的标识铭牌的加工，涉及了广告业、工艺业、模具业、建筑业、印刷包装业、木工业、装饰业等，雕刻机领域发生了翻天覆地的变化，雕刻机已经渗透到我们生活的各个方面。
雕刻机(Engraving Plotter )，顾名思义就是这样一种能够被用来代替人力而实现高质量、高精度、高效率工作运转的机器设备。
目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究意义 (1)1.2 雕刻机的应用及发展 (1)1.2.1 雕刻机的应用 (1)1.2.2 国内外发展与现状 (2)1.3 课题研究的主要内容 (3)1.3.1 实验平台简介 (3)2方案选择 (4)2.1三轴驱动方案选择 (4)2.1.1直流驱动 (4)2.1.2 交流伺服驱动 (4)2.1.3 步进驱动 (5)2.2 控制器的选择 (6)2.3限位开关 (7)3硬件电路设计 (9)3.1主电路设计 (9)3.1.1步进电机及步进驱动器 (9)3.1.2 主轴及变频驱动 (9)3.2控制电路设计 (11)3.2.1控制要求 (11)3.2.2 步进电机驱动器 (12)3.2.3 PLC选型 (14)3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16)4软件设计 (18)4.1 PTO/POS配置 (19)4.1.1 PTO配置 (19)4.1.2 PTO/PWM组件 (29)4.2主程序 (29)5总结 (33)致谢 (33)基于PLC的雕刻机控制系统设计摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。
本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。
三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。
调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。
关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects.This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications.Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft1 绪论1.1 课题的研究意义自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，现如今人们对雕刻有了全新的认识，电脑雕刻加工的兴起与发展是时代发展的需要，电脑雕刻代替机械雕刻已是大势所趋。
PLC介面说明匯出日期：2023-08-04修改日期：2023-05-251 CNC and PLC介面說明1.1 C Bit Interface (From PLC To CNC)編號名稱功能說明自動或MDI模式下，觸發此元件會啟動加工C000CycleStartC001Feed Hold加工中觸發此元件，會暫停目前的加工狀態C002C003C004C005JOG MODE 下，此 FLAG ON，機台會產生X+方向的運動C006®X AxisJOG+(同上)C007®X AxisJOG -(同上)C008®Y AxisJOG +(同上)C009®Y AxisJOG -(同上)C010®Z AxisJOG+(同上)C011®Z AxisJOG -(同上)C012®C(6th) AxisJOG +(同上)C013®C(6th) AxisJOG -1. a.b.2.1.2.3.4.編號名稱功能說明C014C015M30 support program rewind此Bit 在Pr732設定1時才有效。
此Bit ON 時，主程序執行到M30，不執行Reset ，而是如M99返回程序起始位置後，繼續執行加工。
注意事項（Pr732設定1時）：當執行M30時，在R1/R616/R620/R624更新M 碼內容說明若C15 ON ，且Pr3804工件計數M 碼編號為30時，當執行到M30，各軸群才會分別在R1/R616/R620/R624更新M 碼內容為30。
若C15 OFF ，無論Pr3804工件計數M 碼編號為何，當執行到M30，各軸群皆會分別在R1/R616/R620/R624更新M 碼內容為30。
有效版本：10.116.54, 10.117.54C016X Axis MPG Selection X 軸軸向手輪選擇，此 FLAG ON 時，控制器會以 MPG 輸入，驅動 X 軸走相對的位移。
目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究意义 (1)1.2 雕刻机的应用及发展 (1)1.2.1 雕刻机的应用 (1)1.2.2 国内外发展与现状 (2)1.3 课题研究的主要内容 (3)1.3.1 实验平台简介 (3)2方案选择 (4)2.1三轴驱动方案选择 (4)2.1.1直流驱动 (4)2.1.2 交流伺服驱动 (5)2.1.3 步进驱动 (5)2.2 控制器的选择 (6)2.3限位开关 (7)3硬件电路设计 (9)3.1主电路设计 (9)3.1.1步进电机及步进驱动器 (9)3.1.2 主轴及变频驱动 (9)3.2控制电路设计 (11)3.2.1控制要求 (11)3.2.2 步进电机驱动器 (12)3.2.3 PLC选型 (14)3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16)4软件设计 (18)4.1 PTO/POS配置 (19)4.1.1 PTO配置 (19)4.1.2 PTO/PWM组件 (29)4.2主程序 (30)5总结 (33)致谢 (33)基于PLC的雕刻机控制系统设计摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。
本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。
三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。
调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。
关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects.This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications.Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft1 绪论1.1 课题的研究意义自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，现如今人们对雕刻有了全新的认识，电脑雕刻加工的兴起与发展是时代发展的需要，电脑雕刻代替机械雕刻已是大势所趋。
目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究意义 (1)1.2 雕刻机的应用及发展 (1)1.2.1 雕刻机的应用 (1)1.2.2 国内外发展与现状 (2)1.3 课题研究的主要内容 (3)1.3.1 实验平台简介 (3)2方案选择 (4)2.1三轴驱动方案选择 (4)2.1.1直流驱动 (4)2.1.2 交流伺服驱动 (5)2.1.3 步进驱动 (5)2.2 控制器的选择 (6)2.3限位开关 (7)3硬件电路设计 (9)3.1主电路设计 (9)3.1.1步进电机及步进驱动器 (9)3.1.2 主轴及变频驱动 (9)3.2控制电路设计 (11)3.2.1控制要求 (11)3.2.2 步进电机驱动器 (12)3.2.3 PLC选型 (14)3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16)4软件设计 (18)4.1 PTO/POS配置 (19)4.1.1 PTO配置 (19)4.1.2 PTO/PWM组件 (29)4.2主程序 (30)5总结 (33)致谢 (33)基于PLC的雕刻机控制系统设计摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。
本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。
三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。
调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。
关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects.This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications.Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft1 绪论1.1 课题的研究意义自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，现如今人们对雕刻有了全新的认识，电脑雕刻加工的兴起与发展是时代发展的需要，电脑雕刻代替机械雕刻已是大势所趋。
雕刻机操作手册1.安装软件：1），文泰安装：直接将光盘中的文泰拷入D：/根目录下即可2），维宏控制系统：将安装文件考入D盘后点击Setup.exe安装软件。
安装完毕后，关掉计算机，然后将维宏数控卡插入电脑主板的PCI插槽，重新启动计算机，寻找维宏卡的驱动程序，然后打开维宏软件，在其中系统参数里边加工参数做相应的调整，★最重要的还是要调整厂商参数（密码：ncstudio）里边的电机参数X=0.00625 Y=0.00625 Z=0.003125 即可正常使用。
2.文泰中做路径：1）2D雕刻：在此路径中可以根据你要雕刻的字或者是图形的大小选择相应的刀具。
在做路径的时候一定要仔细察看是否有哪一环节出错后者是丢掉，一般都用阴刻，1.雕刻深度：这要看你的雕刻材料，是否上漆来确定一般我们刻双色板不上漆的情况下可以是：0.1 上漆的情况下可以是0.3 也可以看情况在雕刻过程当中做适当的调整。
2.雕刻方式：一般是选择水平铣底，有时候针对不同的图形可以选择其他的雕刻方式如可以用勾边。
3.选择刀具：这个可以根据不同的文字或者图形选择最适合的刀具一般情况下铣底双色板用平底尖刀或者是切刀，亚克力还可以用麻花刀，薄一点的可以用尖刀这要看你要雕刻的具体内容而定着这里没法详细的解释4.重叠率：其中第二次雕刻方式下的重叠率没有作用（因为是只勾一次边固没有重叠率一说）一般重叠率在30% 左右5.第二次加工方式的刀具的选择一般要和第一次的相同但是：★在特殊情况下在提高我们的加工效率的情况下可以适当的改变刀具的大小1）在笔划很细的地方做不上路径1.可以在第一个雕刻方式（铣底）刀具不变的情况下可以适当的改小第二次加工方式（勾边）刀具（越接近第一次得越好），这这个时候不要随意的改小刀具不然就和实际的图形差距太大。
2.也可以利用节点编辑对做不上路径的部位做一下调整。
2）如果是像黑体或者是笔划差不多粗细的情况下也可以直接第一次加工方式用勾边，如果第一次勾边勾完后笔划的中间还有一部分没有雕刻，这样可以再用第二次勾边此时就不能用和第一次勾边同一把刀了，应该把刀具相应的改大。
K1000系列数控系统PLC用户手册012B-T00N-0201 KND LTD. 2008严禁以任何形式复制本书内容如有改动恕不另行通知。
本书尽可能做到通俗易懂，受篇幅限制，仍可能会有超出本书所描述的情况。
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目录K1000系列数控系统 (I)第一篇 PLC编程 (I)1．概述 (1)2．系统组成 (1)3．技术指标 (2)3.1 K1000PLC的技术指标 (2)3.2 PLC定义地址 (3)4．顺序程序的制作 (3)4.1 PLC的选择（步骤1～3） (5)4.2 接口技术要求的形式（步骤4） (5)4.3 梯形图（步骤5） (5)4.4 指令编码（步骤6） (5)4.5 顺序程序的录入（步骤7～10） (5)4.6 顺序程序的调试（步骤11～15） (7)4.7 开发系统和维修资料（步骤16～19） (9)5．输入和输出信号 (12)5.1 输入信号 (12)5.2 输出信号 (13)6．系统输入输出接口 (15)7．K1000PLC的控制方法 (16)7.1 顺序工作 (16)7.2 连续工作 (16)7.3 高级顺序和低级顺序 (17)7.4 输入信号的同步处理 (19)7.5 互锁 (20)7.6 顺序程序处理时间 (20)7.7 顺序程序存储 (22)8．地址表 (23)8.1 与CNC连接信号的地址表 (24)8.2 机床信号地址 (24)8.3 控制继电器地址 (24)8.4定时器地址 (24)8.5 计数器、保护继电器和参数的地址表 (25)8.6 数据表的地址 (25)8.7 PLC内部特殊标志 (25)9．PLC指令 (26)9.1 基本指令 (28)9.2 功能指令 (41)10．固定存储器 (157)10.1 用法 (157)10.2 固定存储器的地址 (157)10.3 写入固定存储器 (158)10.4 固定存储器控制（MWRTF） (158)I11.1梯形图内容 (160)11.2 输入/输出信号、继电器等信号名称和代码 (160)11.3 其它 (162)第二篇 PLC开发环境 (163)1．概述 (165)1.1 KNDPLC总体说明 (165)1.2 信号名称定义 (166)2．菜单命令 (167)2.1 主界面简介 (167)2.2菜单栏 (168)3．工具栏 (190)3.1 视图管理工具条 (190)3.2 调试工具条 (190)3.3 连接CNC工具条 (191)3.4 通用工具条 (191)3.5 梯图编辑工具条 (192)3.6 状态栏 (192)4．界面操作 (193)4.1 梯图编辑快捷工具 (193)4.2 操作对象 (194)4.3 操作方法 (194)4.4 工程管理 (206)4.5 信号名称管理 (217)4.6 参数管理 (223)4.7 功能模块管理 (227)4.8 打印和打印预览 (236)4.9 多语言支持功能 (242)5．联机功能 (244)5.1 联机设置 (244)5.2 调试运行 (250)5.3 断点功能 (253)5.4 调试观察档 (255)5.5 运行实时信息 (256)6．辅助功能 (257)6.1 系统参数设置 (257)6.2 实用小技巧 (258)6.3 其它右键菜单 (259)6.4 对象信息提示功能 (261)6.5 快速定位梯级 (262)6.6 严格地址参数检查 (262)6.7 用户自定义快捷键 (263)6.8 版本兼容性 (264)6.9 快捷键汇总 (267)第三篇远程I/O模块 (269)II1.2 外形结构与安装尺寸 (271)2．设置说明 (272)2.1 模块ID号的设置 (272)2.2 系统参数设置 (272)2.3 数字DI/DO模块的参数位置 (273)3．外部连接 (274)3.1 外部连接框图 (274)3.2 电源接口的连接 (274)3.3 CAN接口的连接 (274)3.4 数字DI/DO接口的连接 (275)3.5 模拟输入/输出接口的连接 (277)3.6 RS422接口的连接 (278)5．CAN总线连接及CAN终端使用说明 (283)第四篇附录篇 (284)附录1：K1000T接口地址定义 (285)1.1 K1000T输入信号表(X区) (285)1.2 K1000T输出信号表(Y区) (289)1.3 K1000T系统PLC到NC的地址（G区） (291)1.4 K1000T系统NC到PLC的地址（F区） (297)附录2：K1000M接口地址定义 (310)2.1 K1000M输入信号表（X区） (310)附录3：K1000M4接口地址定义 (334)3.1 K1000M4输入信号表（X区） (334)3.2 K1000M4输出信号表（Y区） (336)3.3 K1000M4的PLC到NC的地址（G区） (337)附录4：K1000M5～8轴系统接口地址定义 (345)4.1 K1000M5～8输入信号表（X区） (345)附录5：PLC开发流程 (369)5.1 开发流程概述 (369)5.2 流程详细说明 (370)版权声明 (377)III第一篇PLC编程第I 篇 PLC 编程 1-概述11．概述在CNC 数控机床系统中，可编程控制器（PLC ）介于机床和CNC 之间，用以控制主轴、刀架、刀具自动转换装置等等。
目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究意义 (1)1.2 雕刻机的应用及发展 (1)1.2.1 雕刻机的应用 (1)1.2.2 国内外发展与现状 (2)1.3 课题研究的主要内容 (3)1.3.1 实验平台简介 (3)2方案选择 (4)2.1三轴驱动方案选择 (4)2.1.1直流驱动 (4)2.1.2 交流伺服驱动 (5)2.1.3 步进驱动 (5)2.2 控制器的选择 (6)2.3限位开关 (7)3硬件电路设计 (9)3.1主电路设计 (9)3.1.1步进电机及步进驱动器 (9)3.1.2 主轴及变频驱动 (9)3.2控制电路设计 (11)3.2.1控制要求 (11)3.2.2 步进电机驱动器 (12)3.2.3 PLC选型 (14)3.2.4 I/O配置及PLC外部接线图 (16)4软件设计 (18)4.1 PTO/POS配置 (18)4.1.1 PTO配置 (18)4.1.2 PTO/PWM组件 (31)4.2主程序 (32)5总结 (35)致谢 (35)基于PLC的雕刻机控制系统设计摘要自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，如今人们对雕刻有了全新的认识，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。
本文论述了雕刻机的控制要求及驱动方式，设计了基于PLC控制的三维雕刻机的电气控制线路，并编制了实现轨迹运行的控制程序。
三维雕刻机为滚珠丝杠设计，X、Y、Z三轴采用步进系统，分别通过CPU的高速脉冲输出PTO及定位模块EM253实现三根轴的位置控制，主轴采用交流变频驱动，系统中设置了限位开关和位置感应器以防止运动超程。
调试结果表明，系统可以实现一定精度的雕刻轨迹控制，达到了设计指标的要求。
关键词：雕刻机；PLC；位置控制；滚珠丝杠ABSTRACT Ever since human social activity later, there is a sculpture of the industry, along with the development of human society, and now people have a new understanding of sculpture ,engraving machines as people gradually deepening understanding and grasp the scope of application will been expanding the application level will gradually increase ,engraving process must be more broad prospects.This paper discusses the requirements and drive mode control engraving machine, the design of PLC-based electrical control circuit controls the three-dimensional engraving machine and prepared to achieve trajectory control program running. Three-dimensional engraving machine for the ball screw design, X, Y, Z-axis stepper system ,respectively, to achieve three-axis position control with high-speed pulse output PTO and the positioning module EM253 CPU, the spindle AC variable frequency drive, the system set up limit switches and position sensors to prevent over travel movement Debugging results show that the system can achieve a certain precision engraving trajectory control, met the requirements of the design specifications.Keywords：Engraving machine; Position Control; ball screw shaft1 绪论1.1 课题的研究意义自从有了人类的社会活动以后，就有了雕刻这一行业，伴随着人类社会的发展，现如今人们对雕刻有了全新的认识，电脑雕刻加工的兴起与发展是时代发展的需要，电脑雕刻代替机械雕刻已是大势所趋。
电脑雕刻加工可以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。
雕刻加工涉及各行各业、分布很广，有礼品业、广告业、印章业、木器加工业、建筑业、艺术模型业、机械加工、工装模具等等，随着人们对雕刻机的认识和掌握逐步加深，应用范围会得到不断扩大，应用水平也会逐步提高，雕刻加工必定会有更广阔的前景。
随着近年来我国制造业的迅速发展，我国的雕刻机产业也获得了良好的发展机遇，数控木工雕刻机、模具雕刻机、激光雕刻机等电脑雕刻加工有效地促进了我国雕刻机的生产和推广应用。
我国的雕刻机起步于经济型机床，随着科学技术的进步，经过十多年的发展，已形成了多个国产品牌的雕刻机，但是中国雕刻核心技术还是与国外有很大的差距，需要我们去努力去接近国外，拥有自己的核心技术。
要立足国内，结合国情，面向经济建设的需要，开发出有自己特色，符合中国人习惯的雕刻机结构及其软件。
1.2 雕刻机的应用及发展1.2.1 雕刻机的应用在现在这个科技时代，计算机应用技术和机电一体化技术的飞速发展，机械领域、电子领域和控制、检测领域都空前发展，小型雕刻机也将随着这些技术的发展，涉及众多工业品的生产和加工过程,获得一个更为广阔的应用范围。
如今，雕刻机在各行各业中的应用已日益广泛，因此，此行业的竞争是十分激烈的。
目前国内外市场上出现的雕刻机，虽然性能较好，但价格也非常昂贵。
普通的雕刻机都是万元以上，令一些小单位及个人用户望而却步。
如美国的“雕霸”、法国的“嘉宝”和日本的“御牧”都是此行业的佼佼者，但其价格非常昂贵，不管大小都在10万元人民币以上。
近些年，国内的雕刻机，如北京的“精雕”、上海的“啄木鸟”在国内也有一定的市场，但其价格也不菲。
因此，着力提高雕刻机的性价比是十分必要的。
随着电子技术的发展，雕刻机也逐步地向数控雕刻方向发展。
传统的雕刻加工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，所以生产的效率很低、成本也很高，制品的随意行强、一致性差，严重制约了雕刻行业的发展。
数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相结合的产物，是一种专用的数控机床，实现了雕刻加工的自动化，较传统的手工雕刻、仿形雕刻，具有更高的生产效率和加工精度。
1.2.2 国内外发展与现状雕刻加工涉及到了各行各业、分布很广，有礼品业、广告业、印章业、木器加工业、建筑业、艺术模型业、机械加工、工装模具等行业，介于雕刻机的广泛用途，随着社会的发展，雕刻机行业的发展也是必然的，其竞争会呈现出更加激烈的局面，因此，对雕刻技术的创新是十分必要的。
功能完善、性格稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。
数控雕刻机作为制造业一个有力工具，有着非常广阔的发展前景，随着计算机技术、机电技术、机械技术等各个科学技术的发展，数控雕刻机的功能将日益强大，性能将更趋稳定。
雕刻机发展趋势总结如下：（1）更加精密控制部分和机械部分精度的提高将极大地提高雕刻系统的精度，控制部分将向闭环私服方向发展，通过反馈调整做到误差补偿，从而可以大幅度提高精度；机械部分将采用更高精度的滚珠丝杠和驱动电机，同时装配工艺的提高也将进一步提高系统的精度。
（2）更加高效高性能运动控制技术如DSP技术、32为单片机等的发展，驱动电机性能提高，刀具性能提高，采用规范的软件开发技术等等，都将会推动数控雕刻系统向着高速、高效、高可靠性的方向发展。
利用移动通讯技术和网络技术飞速的发展，数控雕刻机将朝着数值化、网路化的方向发展。
1938年世界第一台手动雕刻机“嘉宝”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。
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。
微电子技术和微型计算机技术带动了整个高技术群体飞速发展，从而使雕刻机产生了质的飞跃。
雕刻机完成了从2D—2.5D—3D加工的变革，功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。
21世纪，PLC会有更大的发展。
从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。
伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
1.3 课题研究的主要内容1.3.1 实验平台简介KNT-PHT3三自由度运动控制系统实训装置可以模拟数控车床铣床的加工过程，其三自由度十字滑台如图1.1所示。
主要由控制工作台在X、Z轴二个方向上运动的二个滚珠丝杠副和控制刀具安装夹具在垂直方向（即X轴）上下运动的滚珠丝杠副、刀具旋转的主轴驱动设备等器件构成。
图1.1 三自由度十字滑台（1）工作台：主要功能是用来固定工件或夹具等，工作台上面的T型为工件的拆装提供了便利。
（2）滚珠丝杠副：是运动执行机构，通过丝杆的正、反转动带动装在直线导轨副上的螺母块左右运动，以滚直线导轨副为导向支承的方式构成，具有活动灵活、运动平稳、精度高、摩擦系数小、结构紧凑等特点，如图1.2所示。
图1.2 滚珠丝杠副（3）主要技术指标如下：横向行程：250（mm）、纵向行程：250（mm）1.3.2 课题研究的主要内容（1）了解三维十字滑台机械运动执行机构的组成，工件加工路径的控制要求。
