JJ9137-基于Arduino的激光雕刻机的设计 下载积分：50　资料编号： JJ9137

作品包括:

Word版说明书1份，共75页，约11000字

CAD版本图纸，共5张

摘要

数控雕刻机是一种可以雕刻加工的机电一体化机床，它可加工的材料的范围很广，既可以加工铝、铜等金属材料，也可以加工塑料、石材、陶瓷等非金属材料，所以被很广泛应用于各个行业，具有很广阔的市场前景。数控雕刻机的使用大大提高了雕刻加工的效率，同时制造业的发展提供了动力。

激光技术作为一种新型技术，将其与传统的雕刻机行业有机结合，激光雕刻机对于雕刻精度雕刻效率的提高具有很高的利用价值。激光数控雕刻机通过其控制系统去控制步进电动机和激光头的灼烧，步进电动机再通过联轴器带动丝杠旋转，丝杠再带动丝杠螺母以及与其固定的各个部件做直线进给运动，从而实现雕刻机在X、Y平面方向上的雕刻加工，通过激光功率调节雕刻力度，取代传统的直流电机和电主轴。

本设计采用步进电动机作为各向进给运动的驱动电动机，与伺服电机相比其控制更为简单，成本更低。采用丝杠螺母副及弹性联轴器作为主传动部件，与齿轮传动相比结构更紧凑、其平稳性更好，加工精度更容易保证。采用导向光杆作为导向部件，摩擦系数更小、寿命更长、定位精度更高、且可以减少爬行现象的发生。

本设计的预期目的是通过该设计去实现对基于Arduino单片机控制的数控激光雕刻机进行两轴联动控制，通过对激光雕刻机的机械结构的总体设计、机械部分主要零部件的设计选取和控制系统及程序的设计，最终使所设计的激光雕刻机能够完成在X、Y平面方向上的激光雕刻加工，达到预期目的。

关键词：激光雕刻；数控机床；Arduino；

目录

摘要Ⅰ

Abstract Ⅱ

1引言1

1.1课题背景及意义1

1.2国内外研究概况1

1.3激光雕刻方法简述2

2激光雕刻机工作原理及设计思路3

2.1激光雕刻机的工作原理3

2.2方案设计要求及设计思路3

3系统总体方案的分析5

3.1机械传动系统分析5

3.2驱动系统分析5

3.3计算机控制系统分析6

3.4工作环境分析6

4机械传动方案的设计8

4.1 X轴和Y轴丝杠的选取计算8

4.1.1 X轴丝杠的选取计算8

4.1.2 Y轴丝杠的选取计算10

4.1.3丝杠校核计算13

4.2导向光杆的选取计算16

4.3 X轴和Y轴的电机选取计算17

4.4联轴器的选择21

5硬件电路的设计23

5.1主控模块的选择23

5.2电机驱动模块的选择25

5.3激光功率调节模块的说明28

5.4脱机模块的设计29

5.5 DC降压电路的设计33

5.6电源适配器的选择35

6 CNC软件及程序设计说明36

6.1 CNC装置软件概述36

6.2 GRBL框架37

6.3 GRBL算法说明37

6.4源程序参数设置说明41

7上位机软件说明43

7.1参数配置43

7.2软件操作45

结束语49

附录：激光雕刻机物料表50

参考文献54

外文资料55

外文资料翻译64

致谢71

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