雕刻机三轴驱动控制研究

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1、编号:毕业设计开题报告书2010年01月20日院（系）机电工程系专业机械设计制造及其自动化姓名学号论文（设计）题目雕刻机三轴驱动控制研究一、选题目的和意义随着计算机数控(CNC)技术及相关技术(CAD/CAM/CAPP等)的发展。雕刻机与数控技术的结合已广泛地应用于平板材料上文字、图案的雕刻加工，而在圆柱面、圆锥面雕刻领域由于受到夹具设计制造、PC机运算算法等方面的影响，目前市场上很少有多轴设备的定型产品。控制系统部分是雕刻机的“大脑”。雕刻机的控制部分一般分为两大类。第一类是用电脑控制而自身的控制部分。第二类是控制器本身控制并驱动，这种方式大大提高了雕刻机的工作

2、效率。从某种程度上讲，一台雕刻机的控制系统的好坏决定了这台雕刻机的工作效率和这台雕刻机的价值和价格。雕刻机的工作原理就是三轴转动，然后带动电机，三轴由系统控制。CNC能实现切割、钻、洗以及浮雕，这一切都是由主轴来完成的。把CNC看成一个三轴平台+功能部件，那么通过更换功能部件，CNC的功能将大大扩展。雕刻机不仅投资少，见效快，而且雕刻加工范围广泛，发展前景广阔，可以在实验平台和工业部分领域推广。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势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、

3、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。近几年国内的雕刻机，北京“精雕”、上海“啄木鸟”在国内也有一定的市场，但价格也不菲。雕刻加工涉及各行各业、分布很广，可加工的材料也是非常广泛。未来的科技社会里，雕刻加工必定会有更广阔的前景。三、课题设计方案[主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。]

4、本设计研究雕刻机的起源和发展现状，根据机电一体化产品设计的基本原理、关键技术和研制原则，分析雕刻机系统的总体布局和结构方案、数控系统的运动方式，以及主运动和进给运动系统选择等。研究的基本内容：一．三轴雕刻机总体布局，二．三轴雕刻机的基本的工作原理(三轴转动，然后带动电机，三轴由系统控制),三．三轴雕刻机的主轴电机选择：雕刻机使用的主轴通常为变频无刷电机，它的特点是精度高，寿命长。选择时主要考虑以下要素：1.该主轴电机是否采用高精度轴承，如果不采用高精度轴承，表现是主轴电机长时间高速旋转后过热，影响主轴电机的使用寿命。2.不同速度旋转，声音是否均匀和谐。3.主轴径向

5、是否受力。四．数控系统部分的软件设计研究及控制软件的使用，数控雕刻机的微机控制系统硬件电路设计。五．步进电机驱动电路板的研究及步进电动机的选用。研究设计的原则：（1）在要求的性能指标下，对于各应用部件尽量选择成品以降低成。（2）产品设计得尽量的轻而小，电源符合市电要求。四、计划进度安排[主要说明：起止时间及分阶段的进度要求。]2010年1月12日——1月22日：开题报告，包括：1．雕刻机控制系统研究的意义（12日—14日）；2．雕刻机控制系统的发展趋势及其现状（15日—17日）；3．雕刻机控制系统研究方案的制定（18日—21日）。2010年1月25日——6月1日：

6、论文中期设计，包括：1．材料收集及整理；2．基本知识的学习和总结；3．雕刻机的总体布局设计，各组成部分的选择及设计五、主要参考文献[1]盛晓敏,邓朝晖.先进制造技术[M].北京:械工业出版社，2000。[2]张　昱.三维机械雕刻机的研制[C].合肥:合肥工业大学出版社,2002。[3]张得礼,周来水.三轴数控铣床系统图形的实时显示[J].计算机辅助设计与图形学学报,2005,17。[4]李峰,吴涛,杨代华等.用VC实现数控雕刻机加工过程仿真[J].机床与液压,2003。[5]刘志峰,王贤虎.基于OpenGL的数控仿真三维图形的研究[J].机械与电子,2006指导教

7、师意见及建议：签名：年月日教学单位领导小组审批意见：组长签名：年月日毕业设计中期检查表院(系)：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化2010年3月15日毕业设计题目：雕刻机三轴驱动控制研究学生姓名学号指导教师职称计划完成时间：2010年4月15日毕业设计的进度计划：2010.2.1-3.01进行课题的搜集资料，查阅有关的参考书，教材及相关资料。2010.3.1-3.31需求分析，进行市场调研，考察雕刻机的市场情况。2010.4.1-4.15概念分析，理论分析，及相关的加工原理分析。完成情况：到现在为止，我通过查找资料学到了很多关于三轴雕刻机的基本知识，包括硬件的

8、组成（床身