立式数控雕刻机设计【11张CAD图纸+毕业论文】
34页 14000字数+论文说明书【详情如下】
主轴套筒A4.dwg
工作台A1.dwg
底座A2.dwg
支架A2.dwg
滚珠丝杠A3.dwg
电机座A4.dwg
立式数控雕刻机装配图A0.dwg
立式数控雕刻机设计说明书.doc
轴承座A4.dwg
轴承端盖A4.dwg
连接板A1.dwg
连接板A3.dwg
摘 要
随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控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。三维机械雕刻机是一种典型的机电一体化产品，在广告制作行业具有较大的市场前景。
本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。
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大的数控雕刻机，适应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，三维，插补法
Abstract
Along with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，NC carer 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 makes these technologies integrated closely. It is the primary trend of the development of mechanical industrial technology and products in the world nowadays. 3D- mechanical engraving plotter is a typical mechatronic product. It has a larger market prospect in the advertising industry.
The thesis in brief introduces the genesis and developmental status quote of Engraving Plotter,analyses characteristics of inland and overseas Plotters，and explains its function and use range. We analyze the overall arrangements and framework，the movement mode of numerical control system，the select of main movement system and feed movement system etc. As well as we select and analyze and realize the process of 3D-Engrave interpolation arithmetic. optimized 3D-mechanical engraving system is realized.
This topic is based on the existing engraving machine to design a CNC engraving machines with a large body size, which adapted to the relatively large carving handicraft processing.
Keywords: Engraving plotter, numerical control system, mechatronics, 3D，and interpolation arithmetic.
目录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第一章.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 3
1.2.3数控雕刻机的特点 3
1.2.4数控雕刻机的应用领域 4
1.2.5我国数控雕刻机的发展现状 4
第二章 雕刻机的机械结构 5
2.1雕刻机的工作原理 5
2.2整体结构 6
2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 6
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 8
2.2.4三维雕刻机的机械结构 8
2.3进给系统 9
2.4主轴组件 12
第三章 三坐标数控雕刻机的机械系统的设计 14
3.1 设计参数的确定 14
3.2 切削力、切削扭矩和切削功率计算 14
3.2.1铣削力、扭矩和功率的计算 15
3.2.2钻削力、扭矩和功率的计算 16
3.3 主运动系统的设计计算 17
3.3.1主运动系统传动链的组成 18
3.3.2 主轴电动机的设计计算 18
3.4进给运动系统的设计计算 19
3.4.1 进给系统传动链的组成 20
3.4.2滚珠丝杠副的设计计算 20
3.4.3工作台进给电动机的设计计算 23
3.4.4 工作台直线导轨副的设计计算 25
3.5插补法 25
结论 28
总结 28
数控雕刻机的发展展望 28
参考文献 29
致 谢 30
第一章.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。在我国北宋时期便发明了活字印刷，《梦溪笔谈》有记:“其法用胶泥刻字，薄为钱唇，每字为一印，火烧令坚??一”。这里的刻字应属于雕刻的范畴。随着时代的发展，我国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。
上世纪90年代至今，机械雕刻获得了前所未有的发展。从最初的刻字机，刻章机再到三维雕刻机，制作工艺也日渐成熟，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。
雕刻机(Engraving Plotter)，顾名思义就是用机器代替人工进行雕刻的设备。
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、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
传统雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺，雕刻品的质量完全取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。雕刻机的功能决定了其使用范围。从工艺上，雕刻可分为全自由度空间雕刻、三维立体雕刻和二维平面雕刻。其中，全自由度空间雕刻主要用于一些形状复杂的工艺品结论
总结
1．数控雕刻机技术广泛应用于模具模型、工艺品、印刷电路板的制作和广告。本文介绍了研究了数控雕刻机的功能、结构和组成。在深入分析目前国内外数控雕刻机的现状，数控雕刻机的控制结构与原理的基础上提出了本数控雕刻机的总体设计方案，并进行了主传动系统的计算
2．三维机械雕刻机总体上满足设计的要求，在机械本体部分结构紧凑、安全方便，各部分的零件通用性较好，易于保养或维修。切易于操作，具有很大的可行性。
3．本文对三维雕刻机的插补算法进行了选择，屏除了过去传统的插补算法，采用了一种新型的插补算法，保证插补速度和插补精度，提高了雕刻机的效率和性能。
数控雕刻机的发展展望
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、电机技术、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，控制部分将向闭环伺服方向发展，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位单片机等的发展，驱动电机性能的提高，刀具性能的提高，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。
3、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字化、，网络化的方向发展。
参考文献
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致 谢
首先，对指导老师这么长时间的耐心的指导和孜孜不倦的教诲表示衷心的感谢！正是在老师的精心指导下，我才能顺利地完成了这次毕业设计。从设计一开始，他就告诉我们，每一个学生都应该通过毕业设计学习尽可能多的知识，而不是为了走走过程，而是使以前学过的知识得以运用。以前没有充分掌握的知识，通过这次毕业设计，应该变成自己的东西，把一个人的潜力发挥到最高水平。学生在完成本论文的过程中，始终得到导师无微不至的指导、关心、帮助、鞭策与激励。导师渊博的学识、严谨求实的治学态度、高度的责任心、创新进取的精神以及严于律己、虚怀若谷、诚恳待人的高尚品德时刻教育着我，这些将是我最宝贵的精神财富，让我终生受益。在赵老师的帮助下，我们学到的不仅仅是书本上的和实践的知识，更重要的是从中学到了做人的原则和做事的方法，让我们更深地了解了“集体”这一个词的含义。
同时，我也要感谢我的同组同学，他们为我完成毕业设计提供了巨大的帮助，在此一并致以诚挚的谢意。
衷心感谢父母和所有亲人多年来给予我的无私关怀、支持和鼓励。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢！