【正文】 不承受徑向載荷，為保證精度，采用兩根導(dǎo)軌導(dǎo)向。導(dǎo)軌使運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而保證各部件的相對(duì)位置和相對(duì)位置精度。 提高絲杠的強(qiáng)度時(shí)，跳動(dòng)不會(huì)受到影響 。 長(zhǎng)壽命 不需要象普通的直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)電刷和換相器換相，從而減少了摩擦，增長(zhǎng)了壽命。它具有以下特點(diǎn) : 位置控制功能 可預(yù)先發(fā)出具體的脈沖數(shù)量，從而得到需要輸出的角度。另一端采用軸承為支承。 x方向的絲杠左右運(yùn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)雕刻寬度 。數(shù)控系統(tǒng)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)與一般機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有本質(zhì)上的區(qū)別，它能根據(jù)指令信號(hào)精確的控制執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)速度和位置，以及幾個(gè)執(zhí)行部件按一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)所合成的運(yùn)動(dòng)軌跡。橫梁承載機(jī)頭的重量，驅(qū)動(dòng)機(jī)頭動(dòng)，容易彎曲變形，在結(jié)構(gòu)仿真和運(yùn)動(dòng)仿真中是重要的分析對(duì)象 : 機(jī)頭部分 機(jī)頭部分由主軸組件， Z 方向的絲杠和導(dǎo)軌，以及支架組成。 圖 圖 右手坐標(biāo)系統(tǒng) 三維雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 該三維雕刻機(jī)的機(jī)械幾何結(jié)構(gòu)，由以下幾部分組成 : 底座部分 作為整機(jī)的基礎(chǔ)，承擔(dān)整個(gè)機(jī)體的重量，要求穩(wěn)定堅(jiān)固。 經(jīng)以上比較，充分考慮到布局的基本要求、影響布局的基本因素及三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)，可采用布局 (2)的方案。由于工作臺(tái)移動(dòng)，承載能力較布局 (1)方 案差。由于工作臺(tái)不動(dòng)，承載能力好，適合加工較重的工件。另外，還應(yīng)考慮雕刻機(jī)性能要求的影響，如振動(dòng)、噪聲、熱變形、剛度和抗振性，操縱方便形的影響，模塊化設(shè)計(jì)法的影響等。 2) 應(yīng)有利于提高加工精度 。 雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)分配的影響 工件表面形成方法及運(yùn)動(dòng)相同，而雕刻機(jī)的運(yùn)動(dòng)分配不同，雕刻機(jī)的布局也會(huì)不同。 影響雕刻機(jī)布局的基本因素 在滿足總體布局的基本要求的基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)考慮影響雕刻機(jī)布局的基本因素 : 表面形成運(yùn)動(dòng)的影響 不同形狀的加工表面往往采用不同的刀具來(lái)加工，從而表面形成運(yùn)動(dòng)的形式和數(shù)目就不同，并導(dǎo)致布局的差異。 雕刻機(jī)總體布局的基本要求 雕刻機(jī)總體布局的基本要求有以下幾點(diǎn) : 首先必須滿足如加工范圍、工作精度、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等等各種要求 。鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xx 4 2. 雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 雕刻 機(jī)的工作原理 計(jì)算機(jī)數(shù)控雕刻機(jī)實(shí)際是一個(gè)三維數(shù)控系統(tǒng)，其工作原理如圖所示 圖 數(shù)控雕刻機(jī)工作原理 通用微型計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝專(zhuān)用的設(shè)計(jì)排版軟件進(jìn)行圖形、文字的設(shè)計(jì)、排版， 自動(dòng)生成加工路徑信息，通過(guò) USB 接口或其他數(shù)據(jù)傳輸接口將刀具路徑數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)接收刀具路徑數(shù)據(jù)，完成顯示、和用戶交互等一系列功能后，用特定的算法將輸入的路徑信息轉(zhuǎn)化為數(shù)控信息，控制器把這些信息轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的信號(hào) (脈沖串 )，控制雕刻機(jī) X， Y， Z 三軸的走刀。其主要內(nèi)容有： 1. 設(shè)計(jì) 微型雕刻機(jī)的總體方案。我國(guó)的數(shù)控雕刻機(jī)起步經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，己形成了多個(gè)國(guó)品牌的雕刻機(jī)，如上海洛克公司生產(chǎn)的啄木鳥(niǎo)數(shù)控雕刻機(jī)、北京糟雕公司生產(chǎn)精雕數(shù)控雕刻機(jī)和南京科能公司生產(chǎn)的威克數(shù)控雕刻機(jī)等。 汽車(chē)工業(yè)、輪胎模具，車(chē)燈模具及裝飾品模具加工。 印刷電路板 (PCB)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的電路制作，鉆孔、銑槽等。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xx 3 數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，舉例如下 : 廣告及禮品制作業(yè)，用于雕刻各類(lèi)雙色板標(biāo)牌、有機(jī)玻璃、三維廣告牌、 雙色人物雕像、浮雕獎(jiǎng)?wù)隆⒂袡C(jī)板浮雕、立體門(mén)頭字等。數(shù)控雕刻過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制完成，可以達(dá)到很高的精度和表面質(zhì)量 :批量加工時(shí)，產(chǎn)品的一致性好，這對(duì)于小模具行業(yè)十分重要。機(jī)電一體化是當(dāng)今世界機(jī)械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢(shì)，也是我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必由之路。 機(jī)電一體化技術(shù)是 機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，它包括機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)。伺服驅(qū)動(dòng)控制精度高，但價(jià)格較貴，主要用于模具加工等高精度雕刻機(jī)。但各類(lèi)雕刻機(jī)都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，也是數(shù)控雕刻機(jī)與普通數(shù)控機(jī)床的一個(gè)顯著區(qū)別，就是由于雕刻刀的特殊性，每次切削的有效成形面積小，所以零件雕刻的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡很長(zhǎng)，加工時(shí)間往往也較長(zhǎng)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xx 2 對(duì)象和應(yīng)用領(lǐng)域的不同，數(shù)控雕刻機(jī)可分為模具雕刻機(jī)、木工雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)等多種類(lèi)型。與通用數(shù)控機(jī)床類(lèi)似，數(shù)控雕刻機(jī)通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序代碼控制雕刻機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)雕刻加工的自 動(dòng)化。 20 世紀(jì) 90 年代，隨著微電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，直接推動(dòng)微型計(jì)算機(jī)的急劇發(fā)展。大到樓房建筑的裝飾，小到商店門(mén)前的招牌，乃至很多產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)銘牌，可謂雕刻的使用范圍無(wú)處不在。這里的刻字應(yīng)屬于雕刻的范疇。 關(guān)鍵字： 雕刻機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)，機(jī)電一體化， X 軸，插補(bǔ)法 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xx 2 Miniature engraving machine overall and selection design of CNC system Abstract ： Along with the development of microelectronics technology and microputer 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 Deskwork 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 guideway and the bearing of the ball screw and so forth was presented . The calculation mainly includes two aspects: choosing and verifying the servomotor of X axis. At last,In addition, I also had the choice of numerical control system CNC system is an important ponent of machine tool automation,and the capacity directly affected the machining accuracy,efficiency and the benefit of the production principle and advantage/disadvantage of CNC system and driver unit were 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. 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xx 3 目錄 1 引言 ..............................................................1 雕刻機(jī)概述 ......................................................1 1. 1. 1 雕刻機(jī)起源 ..................................................1 數(shù)控雕刻機(jī)及其發(fā)展現(xiàn)狀 ..........................................1 數(shù)控雕刻機(jī) ....................................................1 研制雕刻機(jī)的目的和意義 ........................................2 數(shù)控雕刻機(jī)的特點(diǎn) ..............................................2 數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 ..........................................2 我國(guó)數(shù)控雕刻機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................3 主要設(shè)計(jì)任務(wù) ..................................................3 2 雕刻機(jī) 的機(jī)械結(jié)構(gòu) .................................................4 雕刻機(jī)的工作原理 ................................................4 整體結(jié)構(gòu) ........................................................4 雕刻機(jī)總體布局的基本要求 ......................................4 影響雕刻機(jī)布局的基本因素 .....................................6 坐標(biāo)系的確定 .................................................6 三維雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) ..........................................6 進(jìn)給系統(tǒng) ........................................................7 典型零件工藝分析 ...............................................10 3 三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................12 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 ................................................12 切削力、切削扭矩和切削功率計(jì)算 ................................12 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xx 4 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算 .....................................13 鉆削力、扭矩和功率的計(jì)算 .....................................14 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..........................................15 主軸組件 ................................................