基于pc机的小型雕刻机设计开题报告

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1、开题报告基于pc机的小型雕刻机设计1选题的背景、意义机电一体化是多学科领域综合交叉的技术密集型系统工程，它是融合检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、精密机械技术、计算机技术和系统总体技术等多种技术于一体的新兴综合性学科。随着机电一体化技术的产生和发展，在世界范围内掀起的机电一体化热潮，使机电一体化越来越显示出强大的威力，它使机械产品向着高技术密集——机电一体化的方向发展。当前，以柔性自动化为主要特征的机电一体化技术发展迅速，水平越来越高。任何一个国家、地区、企业如不拥有这方面的人才、技术和生产手段，就不具备国际、国内竞争所必须的

2、基础。要彻底改变目前我们机械工业面貌，缩短与国外先进国家的差距，必须走发展机电一体化技术之路，这也是当代机械工业发展的必然趋势[1]。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

3、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]。2相关研究的最新成果及动态（1）嵌入式系统的研究随着信息化、智能化、网络化的发展，数控雕刻机的应用越来越广泛，基于嵌入式系统的数控雕刻机也以多样化的形式迅速发展起来，专家提出了基于ARM的数控雕刻机控制系统的总体设计方案，建立了基于32位微处理器S3C44B0X的硬件平台及基于操作系统的软件平台。控制系统采用模块化设计，主要模块包括：控制核心CPU模块、存储器模块、调试接口模块、数据传输模块、人机交互模块、电机控制模块。研究USB主机系统，实现了对U盘的

4、读写操作；研究了微处理器S3C44B0X的PWM工作原理以及交流伺服电机的工作原理、控制方法，提出了基于PWM方式的电机控制方法，系统应用软件采取模块化设计，由操作系统完成各任务之间的管理调度，实现相应的控制功能[3]。（2）基于USB总线的数控雕刻机控制系统的研究4随着PC技术的迅速发展，其在工业控制领域得到广泛应用。用PC技术开发的数控系统可以得到强有力的硬件和软件支持，避开专业技术的制约，在较短时间内达到较高水平。USB自问世以来，就以其速度快、成本低廉等诸多优点占领了PC及其外围设备市场。随着大量支持USB的个人电脑的普及，U

5、SB逐步成为PC机的标准接口已经是大势所趋。专家研究了一种基于USB接口进行数据传输和控制的数控雕刻机的软硬件设计方案：利用PC主机强大的运算功能，迅速运算出刀具所运动轨迹的脉冲信息序列，并将这些脉冲信息序列通过USB总线发往USB设备，由于上层客户程序的运算速度是远远大于底层单片机实现这些脉冲序列的速度的，基本上客户软件都是在等待USB设备芯片数据缓冲区的数据被单片机读出了一部分才发出了数据，所以不会存在因为底层单片机等待脉冲信息传输到来而破坏系统控制的连续性的情况。此系统采用USB传输，无需外加存储器来存储G代码，只要改变单片机内

6、的循环缓冲区的大小，就能适应不同的加工速度要求的数控系统，由于各种插补运算在上层客户软件实现，可以应用于较复杂的数控系统中[4]。（3）基于PC机并口的激光雕刻机控制系统的研究激光雕刻机是近年来发展起来的一种典型的光、机、电一体化产品，并已广泛应用于广告制作及包装等行业。目前，国内市场上多进口激光雕刻机，但价格偏高。专家研究基于PC机并口的激光雕刻机控制系统，利用计算机并口进行控制不仅成本较低、实现较简单，而且数据传输高效、可靠，另外，还能够配合VC等面向对象编程语言编制操作界面，实现良好的人机交互。利用计算机并行接口控制激光雕刻机可

7、以将主从式结构的控制系统改进为单机系统，省去了下位机。利用上位机闲置未用的并行接口，通过分时处理的方式实现各种数控功能，从而大大减少系统的硬件开销，且简单易行。在编制控制软件时，可以采用VC等面向对象编程语言中嵌汇编的编程方式，这样不仅具有友好的人机交互界面，且实时性更高。利用Pentium系列处理器进行插补运算，速度和精度明显高于单片型下位机[5]。3.课题的研究内容设计一款基于PC总线及Windows操作平台的计算机数控雕刻。本课题首先要求进行雕刻机的外形结构设计，然后分析雕刻机各组成部分的结构进行尺寸设计，设计雕刻机功率、主轴计

8、算、滚珠丝杠计算、画出三维图，写出毕业论文。4.课题的研究方法1.学习和借鉴国内外研究的产品技术，根据设计要求和原始资料进行初步的计算；查找相关资料并阅读，并最终确定结构方案；42.设计并计算数控雕刻机机械部分的主要零部