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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。
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。
毕业设计说明书微型雕刻机总体及数控系统选用设计摘要：随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，微型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。
本文调查研究了雕刻机的发展，介绍台式数控龙门雕刻机X的设计过程，包括机床总体方案设计、主传动系统设计和X向进给传动系统的机械结构设计。
X向进给传动系统中主要分析了丝杠的安装，以及相关固定和支承。
计算主要有两个方面：对滚珠丝杠和X轴电机的选择计算和校核。
此外，我还进行了数控系统的选择，数控系统是机床自动化的重要组成部分,其性能直接影响到加工的精度、效率及生产企业的效益。
本文详细介绍了数控系统及驱动单元的原理及其优缺点,如何选择性价比最好、最合适的数控系统及驱动单元。
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简单的数控雕刻机，适用性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，X轴，插补法Miniature engraving machine overall and selection design ofCNC systemAbstract：Along with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，miniature engraving machine 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 maked these technologies integrated closely. It is the primary trend of the development of mechanical industrial technology and products in the world nowadays.The development of the CNC engraving machine and the meaning of the electric spindle to the NC machine was investigated about this thesis. The process of design for the X axle in Desk-work CNC engraving and milling machine was introduced, including the design project of the machine, the design of the mechanical structures of the feeding mechanism of X axis. In the section of the feeding machine of X axis , the assembly of the straight guide-way and the bearing of the ball screw and so forth was presented .The calculation mainly includes two aspects: choosing and verifying the servo-motor of X axis. At last,In addition, I also had the choice of numerical control system CNC system is an important component of machine tool automation,and the capacity directly affected the machining accuracy,efficiency and the benefit of the production enterprise.The principle and advantage/disadvantage of CNC system and driver unit were introduced.How to select the highest price ratio and most appropriate CNC system and driver unit was also described.This topic is based on the existing engraving machine to design a CNC engraving machines with a simple size, which adapted to the relatively large carving handicraft processing.Keywords: Engraving plotter, numerical control system, mechatronics, X axis，and interpolation arithmetic.目录1引言 (1)1.1雕刻机概述 (1)1. 1. 1雕刻机起源 (1)1.2数控雕刻机及其发展现状 (1)1.2.1数控雕刻机 (1)1.2.2研制雕刻机的目的和意义 (2)1.2.3数控雕刻机的特点 (2)1.2.4数控雕刻机的应用领域 (2)1.2.5我国数控雕刻机的发展现状 (3)1.2.6 主要设计任务 (3)2 雕刻机的机械结构 (4)2.1雕刻机的工作原理 (4)2.2整体结构 (4)2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 (4)2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素 (6)2.2.3 坐标系的确定 (6)2.2.4三维雕刻机的机械结构 (6)2.3进给系统 (7)2.5典型零件工艺分析 (10)3 三坐标数控雕刻机的机械系统的设计 (12)3.1 设计参数的确定 (12)3.2 切削力、切削扭矩和切削功率计算 (12)3.2.1铣削力、扭矩和功率的计算 (13)3.2.2钻削力、扭矩和功率的计算 (14)3.3 主运动系统的设计计算 (15)3.3.1 主轴组件 (15)3.3.2 主运动系统传动链的组成 (16)3.3.3 主轴电动机的设计计算 (16)3.4进给运动系统的设计计算 (17)3.4.1 进给系统传动链的组成 (17)3.4.2滚珠丝杠副的设计计算 (17)3.4.3工作台进给电动机的设计计算 (21)3.4.4 工作台直线导轨副的设计计算 (22)4 数控系统的选用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 23 4.1 NC选型 (23)4.2 插补法 (36)4.3 控制程序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 总结 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (44)1.引言1.1雕刻机概述1. 1. 1雕刻机起源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。
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。
1.引言1.1雕刻机概述1. 1. 1雕刻机起源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、日本和法国等国也开始研制。
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。
1.2数控雕刻机及其发展现状1.2.1数控雕刻机数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相雕刻机、激光雕刻机等多种类型。
它们的加工性能要求出入很大，对机床和数控系统的要求也各不相同。
如模具雕刻机的加工材料为金属，所以对机床本体的刚性要求较高，而且其加工对象是模具，所以对加工系统的精度要求高;而广告机加工的是一般是塑胶板或有机玻璃等非金属材料，所以对机床刚性和加工系统的精度都没有很高要求。
但各类雕刻机都有一个共同的特点，也是数控雕刻机与普通数控机床的一个显著区别，就是由于雕刻刀的特殊性，每次切削的有效成形面积小，所以零件雕刻的刀具运动轨迹很长，加工时间往往也较长。
因此，提高雕刻机的刀具运动速度对缩短零件雕刻时间、提高加工效率具有特别重要的意义。
按照伺服驱动控制的类型不同，数控雕刻机又可以分为步进驱动雕刻机和伺服驱动雕刻机。
步进驱动属于开环控制，控制精度较低，但价格便宜，适用于对加工要求不高的中低档雕刻机，如木工、广告业的雕刻加工。
伺服驱动控制精度高，但价格较贵，主要用于模具加工等高精度雕刻机。
此外，还可根据运动坐标控制的联动轴数，将数控雕刻机分为三坐标数控雕刻机、五坐标数控雕刻机等。
三坐标数控雕刻机可以控制三个坐标轴联动，完成浮雕等常规雕刻加工;五坐标数控雕刻机可以联动控制X，Y，Z三个移动轴和两个旋转轴，用来完成复杂形状零件的雕刻加工。
1.引言1.1雕刻机概述1. 1. 1雕刻机起源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、日本和法国等国也开始研制。
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。
1.2数控雕刻机及其发展现状1.2.1数控雕刻机数控雕刻机是数控技术和雕刻工艺相雕刻机、激光雕刻机等多种类型。
它们的加工性能要求出入很大，对机床和数控系统的要求也各不相同。
如模具雕刻机的加工材料为金属，所以对机床本体的刚性要求较高，而且其加工对象是模具，所以对加工系统的精度要求高;而广告机加工的是一般是塑胶板或有机玻璃等非金属材料，所以对机床刚性和加工系统的精度都没有很高要求。
但各类雕刻机都有一个共同的特点，也是数控雕刻机与普通数控机床的一个显著区别，就是由于雕刻刀的特殊性，每次切削的有效成形面积小，所以零件雕刻的刀具运动轨迹很长，加工时间往往也较长。
因此，提高雕刻机的刀具运动速度对缩短零件雕刻时间、提高加工效率具有特别重要的意义。
按照伺服驱动控制的类型不同，数控雕刻机又可以分为步进驱动雕刻机和伺服驱动雕刻机。
步进驱动属于开环控制，控制精度较低，但价格便宜，适用于对加工要求不高的中低档雕刻机，如木工、广告业的雕刻加工。
伺服驱动控制精度高，但价格较贵，主要用于模具加工等高精度雕刻机。
此外，还可根据运动坐标控制的联动轴数，将数控雕刻机分为三坐标数控雕刻机、五坐标数控雕刻机等。
三坐标数控雕刻机可以控制三个坐标轴联动，完成浮雕等常规雕刻加工;五坐标数控雕刻机可以联动控制X，Y，Z三个移动轴和两个旋转轴，用来完成复杂形状零件的雕刻加工。
1.2.2研制雕刻机的目的和意义机电一体化技术是机械技术和电子技术的有机结合，它包括机械、电子、计算机和自动控制技术。
它从系统工程的观点出发，使产品或系统实现整体优化。
近年来，世界上各发达国家竞相发展机电一体化技术，以提高制造技术水平，实现生产系统向柔性化、智能化发展。
机电一体化技术给传统的机械工业带来了革命性的变革和惊人的效益，使产业结构、生产方式和管理体制发生深刻的变化。
机电一体化是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势，也是我国机械工业发展的必由之路。
1.2.3数控雕刻机的特点数控雕刻机的主要特点如下:1、自动化程度高。
具体的雕刻过程都是数控雕刻机自动完成的。
2、产品的尺寸精度高，一致性好。
数控雕刻过程是由计算机控制完成，可以达到很高的精度和表面质量:批量加工时，产品的一致性好，这对于小模具行业十分重要。
3、拓展了雕刻领域。
只需改变控制程序，数控雕刻机便可以雕刻浮雕、各种复杂的曲面，支持各种刀具，改善了雕刻表面质量，提高了雕刻效率。
4、数控雕刻机都有钻铣功能，可用于钻孔、切边、加工小模具，性价比高。
1.2.4数控雕刻机的应用领域数控雕刻机的应用领域广泛，举例如下:1、广告及礼品制作业，用于雕刻各类双色板标牌、有机玻璃、三维广告牌、双色人物雕像、浮雕奖章、有机板浮雕、立体门头字等。
2、模型制作业，制作沙盘模型、房屋模型等。
3、模具制作业，雕刻纽扣浮雕模、印刷烫金模，注塑模、冲压模、鞋模等。
4、木器业，用于浮雕图案设计及制作。
5、印刷电路板(PCB)新产品开发中的电路制作，钻孔、铣槽等。
6、印章业，各类字体各类材料的印章雕刻。
7、电火花加工机床电极雕刻加工。
8、机械加工业，刻度盘字轮及标尺刻度。
9、汽车工业、轮胎模具，车灯模具及装饰品模具加工。
而且，随着各种新型装饰材料的不断出现，能用于雕刻的材料越来越多，使得计算机数控雕刻机有了更大的用武之地。
因此，计算机数控雕刻机的应用范围还将不断扩大。
1.2.5我国数控雕刻机的发展现状随着近年来我国制造业的迅速发展，数控雕刻机产业也获得了良好的发机遇有效地促进了我国数控雕刻机的生产和推广应用。
我国的数控雕刻机起步经济型数控机床，随着数控技术的进步，经过十多年的发展，己形成了多个国品牌的雕刻机，如上海洛克公司生产的啄木鸟数控雕刻机、北京糟雕公司生产精雕数控雕刻机和南京科能公司生产的威克数控雕刻机等。
上述各类型雕刻机机床本体结构较为简单，控制器大多借鉴国外新技术，采用基于高档的微控制或PC的数控系统，伺服部分以步进电机细分驱动为主，可获得中等控制精度，但价格比较便宜，因此整机的性价比较高，适用于精度要求不太高的普及应用场合对高精度的雕刻加工，目前我国尚以进口数控雕刻机为主，如意大利的左日本的全量等品牌的数控雕刻机。
这类数控雕刻机机床本体设计刚高度好、精度高，采用伺服电机驱动，加工精度高，控制系统功能全、可靠性，但价格昂贵往往倍于国产产品，因此主要应用于模具等高精度加工场合。
1.2.6主要任务设计一台微型雕刻机，用于工程应用，雕刻机具有三个自由度方向的运动。
其主要内容有：1. 设计微型雕刻机的总体方案。
根据雕刻机的设计要求设计主轴结构，主要包括雕刻机主轴的传动和执行机构；2. 雕刻机零件的工艺分析；3. 绘制雕刻机的零件图；4. 数控系统选用及控制设计。
本设计的设计依据有一下几方面：1. 课题来源：工程实践；2. 产品名称：微型雕刻机；3. 批量：一台；4. 雕刻机的设计定位精度±0.01mm；5．工作环境-10 oC~50 oC；6. 电气控制部分的设计按相关国家标准进行设计；7. 数控系统推荐选用市场上比较成熟的产品，能与设计的雕刻机巧妙结合。
2. 雕刻机的机械结构2.1雕刻机的工作原理计算机数控雕刻机实际是一个三维数控系统，其工作原理如图所示图2.1 数控雕刻机工作原理通用微型计算机内安装专用的设计排版软件进行图形、文字的设计、排版，自动生成加工路径信息，通过USB接口或其他数据传输接口将刀具路径数据传输给单片机，数控系统接收刀具路径数据，完成显示、和用户交互等一系列功能后，用特定的算法将输入的路径信息转化为数控信息，控制器把这些信息转化为驱动步进电机或伺服电机的信号(脉冲串)，控制雕刻机X，Y，Z三轴的走刀。
同时，进行铣削，即可雕刻出在计算机上设计的各种平面或立体的图形文字，实现雕刻自动化加工。
2.2整体结构机械结构作为雕刻机的硬件部分，对雕刻机的加工过程、刻字效果等有着重要的影响。
下面对数控雕刻机的机械结构作详细介绍。
2.2.1雕刻机总体布局的基本要求雕刻机总体布局的基本要求有以下几点:1、首先必须满足如加工范围、工作精度、生产率和经济性等等各种要求;2、确保实现既定工艺方法所要求的工件和刀具的相对位置与相对运动。
在经济、合理的条件下，尽量采用较短的传动链，以简化机构，提高传动精度和传动效率;3、确保雕刻机具有与所要求的加工精度相适应的刚度、抗振性、热变形及噪音水平；4、应便于观察加工过程，便于操作、调整和维修，便于输送、装卸工件和清理，注意防护，确保安全；5、结构简单，合理可靠，便于加工和装配。
2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素在满足总体布局的基本要求的基础上，还应当考虑影响雕刻机布局的基本因素:1、表面形成运动的影响不同形状的加工表面往往采用不同的刀具来加工，从而表面形成运动的形式和数目就不同，并导致布局的差异。
相同形状的加工表面，由于工件的技术要求和生产率要求等不同，也可以采用不同的刀具、不同的表面形成运动来加工，从而形成不同的布局。
由此可知，工件表面形成运动直接决定了雕刻机布局的形式，是影响雕刻机布局的决定性因素。
因而，在布局雕刻机时，必须根据加工要求，全面、综合地考虑工件的表面形成方法及运动，以期作出具有较好技术经济效果的布局设计。
2、雕刻机运动分配的影响工件表面形成方法及运动相同，而雕刻机的运动分配不同，雕刻机的布局也会不同。
对于同一种运动分配的布局，由于导轨的布置和其它结构形式的不同，也将使雕刻机的布局出现变化。
在分配雕刻机运动时，一般应注意以下几点:1) 移动部件的重量应尽量轻。
在其它条件相同的情况下，移动部件的重量越小，所需电机功率和传动件的尺寸也越小;2) 应有利于提高加工精度;3）应有利于提高雕刻机刚度，缩小占地面积;4）工件的尺寸重量和形状的影响;工件的表面形成运动及雕刻机部件的运动分配基本相同，而工件尺寸、重量和形状不同，雕刻机的布局也会有很大差异。
另外，还应考虑雕刻机性能要求的影响，如振动、噪声、热变形、刚度和抗振性，操纵方便形的影响，模块化设计法的影响等。
通过查阅相关的文献资料，雕刻机基本布局形式通常有下图所示的两种方案：图2.2 雕刻机的布局简图图2.2 雕刻机的布局形式这两种布局都采用龙门式框架结构，雕刻机的刚度均较高。
布局(1)方案中，工作台固定，雕刻头作横向和上下移动，立柱作纵向移动。
该方案便于变形为不同纵向长度的雕刻机。
由于工作台不动，承载能力好，适合加工较重的工件。
在使用外伸支架支撑纵向长工件进行批量加工时，支点高度相同，故支架支撑调整方便。
但雕刻头运动精度较难保证且立柱移动较笨重。
布局(2)方案中，立柱固定，雕刻头作横向和上下移动，工作台作纵向移动。
由于工作台移动，承载能力较布局(1)方案差。
若设计所承载的工件较轻，这种布局方式所需电动机功率和传动件的尺寸较小，移动较轻便。
在使用外伸支架支撑纵向长工件进行批量加工时，支点高度相同，故支架支撑调整方便，但支架结构较布局(1)方案略显复杂。
该方案的最大优势在于雕刻头运动精度较易保证。
经以上比较，充分考虑到布局的基本要求、影响布局的基本因素及三坐标数控雕刻机的设计参数，可采用布局(2)的方案。
2.2.3 坐标系的确定雕刻机的坐标系采用右手法则，直角卡笛儿坐标系统。
基本坐标轴为X 、Y 、Z 直角坐标，对相应每一个旋转运动符号为A 、B 、C ，如图2. 3 所示。
Z 轴为平行于雕刻机主轴的坐标轴，垂直于工件装夹面。
图2.3图2.3右手坐标系统2.2.4三维雕刻机的机械结构该三维雕刻机的机械几何结构，由以下几部分组成:1、底座部分作为整机的基础，承担整个机体的重量，要求稳定坚固。
底座由底下的四只支脚与地面接触;2、工作台部分工作台部分由工作台，y方向的丝杠和导轨，以及支架组成。
工作台作为雕刻工作时承载雕刻物体的部件，表面有T形沟槽，由丝杠驱动，导轨导向:3、横梁部分横梁由x方向的丝杠和导轨，以及支架组成。
横梁承载机头的重量，驱动机头动，容易弯曲变形，在结构仿真和运动仿真中是重要的分析对象:4、机头部分机头部分由主轴组件，Z方向的丝杠和导轨，以及支架组成。
丝杠驱动主轴组的上下运动，主轴组件在加工过程中直接带动雕刻头的高速旋转运动。
