【正文】 在陳老師的幫助下，我們學(xué)到的不僅僅是書(shū)本上的和實(shí)踐的知識(shí)，更重要的是從中學(xué)到了做人的原則和做事的方法，讓我們更深地了解了“集體”這一個(gè)詞的含義。(2)更加高效 高性能運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)如DSP技術(shù)、32位單片機(jī)等的發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能的提高，刀具性能的提高，采用規(guī)范的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)等等，都將會(huì)推動(dòng)數(shù)控雕刻系統(tǒng)向著高速、高效、高可靠性的方向發(fā)展。4 結(jié)論 總結(jié)(1)數(shù)控雕刻機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于模具模型、工藝品、印刷電路板的制作和廣告。 圖10 幾種算法方式簡(jiǎn)圖 The diagram of ways of calculation本設(shè)計(jì)中，采用的是基于Bresenham算法的直線脈沖增量插補(bǔ)方法，在三維情況下生成空間直線。脈沖增量插補(bǔ)適用于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為執(zhí)行元件的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。如圖9所示：主軸型號(hào)轉(zhuǎn)速電機(jī)外型尺寸潤(rùn)滑軸承型號(hào)SpeedMotorDimensdions(mm)BearingSD typeSDpingdle type(r/min)KWVAH2DD1軸端連接LL1L2LubDD58Z24/240002204005844ER111972318油脂前B7002C/P4例如主軸組件的動(dòng)剛度取決于主軸的當(dāng)量靜剛度、阻尼比及固有頻率等參數(shù)。數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)除應(yīng)滿足普通機(jī)床主傳動(dòng)的要求外，還提出以下要求：1）具有更大的調(diào)速范圍，并實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。將切削深度、進(jìn)給速度和銑刀轉(zhuǎn)速n的變量代入分別計(jì)算，得到計(jì)算結(jié)果，如下表3所示。 Y向進(jìn)給電動(dòng)機(jī) Z向進(jìn)給電動(dòng)機(jī) 主軸電動(dòng)機(jī) 機(jī)頭 X向進(jìn)給電動(dòng)機(jī) 立柱 龍門(mén)架 工作 底座圖8 雕刻機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 The structure diagram of engraving plotter system3 三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本章詳細(xì)介紹了廣告型三維機(jī)械雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要零部件，如主軸電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件和支承部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型過(guò)程。圓形導(dǎo)軌兩端通過(guò)螺釘固定在絲杠支架上，并與導(dǎo)軌套形成移動(dòng)副。5）在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可保持平穩(wěn)。3）正/反，急停及鎖定功能通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的高低電平控制，得到正/反旋轉(zhuǎn)的效果，在電機(jī)鎖定情況下 （電機(jī)繞組中存在電流，外部沒(méi)有要求旋轉(zhuǎn)的電脈沖)，仍有靜止力矩的輸出。各個(gè)傳動(dòng)鏈中均采用絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副，保證了運(yùn)動(dòng)的傳遞平穩(wěn)和結(jié)構(gòu)的緊。 進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給系統(tǒng)由伺服驅(qū)動(dòng)電路、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行部件組成。Z 軸為平行于雕刻機(jī)主軸的坐標(biāo)軸，垂直于工件裝夾面。布局(2)方案中，立柱固定，雕刻頭作橫向和上下移動(dòng)，工作臺(tái)作縱向移動(dòng)。在其它條件相同的情況下，移動(dòng)部件的重量越小，所需電機(jī)功率和傳動(dòng)件的尺寸也越小2) 應(yīng)有利于提高加工精度3）應(yīng)有利于提高雕刻機(jī)剛度，縮小占地面積4）工件的尺寸重量和形狀的影響工件的表面形成運(yùn)動(dòng)及雕刻機(jī)部件的運(yùn)動(dòng)分配基本相同，而工件尺寸、重量和形狀不同，雕刻機(jī)的布局也會(huì)有很大差異。3)確保雕刻機(jī)具有與所要求的加工精度相適應(yīng)的剛度、抗振性、熱變形及噪音水平；4)應(yīng)便于觀察加工過(guò)程，便于操作、調(diào)整和維修，便于輸送、裝卸工件和清理，注意防護(hù)，確保安全；5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理可靠，便于加工和裝配。這類(lèi)數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)床本體設(shè)計(jì)剛高度好、精度高，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，加工精度高，控制系統(tǒng)功能全、可靠性，但價(jià)格昂貴往往倍于國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品，因此主要應(yīng)用于模具等高精度加工場(chǎng)合。8）機(jī)械加工業(yè)，刻度盤(pán)字輪及標(biāo)尺刻度。4）數(shù)控雕刻機(jī)都有鉆銑功能，可用于鉆孔、切邊、加工小模具，性價(jià)比高。機(jī)電一體化技術(shù)給傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)帶來(lái)了革命性的變革和驚人的效益，使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和管理體制發(fā)生深刻的變化。三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)可以控制三個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，完成浮雕等常規(guī)雕刻加工。三維機(jī)械雕刻機(jī)總體上滿足設(shè)計(jì)的要求，在機(jī)械本體部分結(jié)構(gòu)緊湊、安全方便，各部分的零件通用性較好，易于保養(yǎng)或維修。它們的加工性能要求出入很大，對(duì)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的要求也各不相同。根據(jù)控制原理的不同，雕刻機(jī)可分為仿形雕刻機(jī)和數(shù)控雕刻機(jī) (采用 CNC系統(tǒng))兩大類(lèi)型。從工藝上，雕刻可分為全自由度空間雕刻、三維立體雕刻和二維平面雕刻。1938年世界第一臺(tái)手動(dòng)雕刻機(jī)在法國(guó)“嘉寶”問(wèn)世，1950年“嘉寶”生產(chǎn)出世界第一臺(tái)真正意義的電動(dòng)、可縮放比例的手動(dòng)雕刻機(jī)。目 錄摘要 1關(guān)鍵詞 1 1前言 2 2 2 3 3 4 4 5 5 2雕刻機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu) 6 6 7 7 影響雕刻機(jī)布局的基本因素 7 坐標(biāo)系的確定 8 9 9 13 3 三坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 14 切削力、切削扭矩和切削功率計(jì)算 14 、扭矩和功率的計(jì)算 14 、扭矩和功率的計(jì)算 15 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 16 主軸電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 18 進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的組成 19 19 22 工作臺(tái)直線導(dǎo)軌副的設(shè)計(jì)計(jì)算 23 23 4結(jié)論 25 25 26 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27移動(dòng)龍門(mén)式小型數(shù)控雕刻機(jī)Z軸和X軸的機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要：隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，數(shù)控雕刻機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。一”。隨后美國(guó)、日本和法國(guó)等國(guó)也開(kāi)始研制。其中，全自由度空間雕刻主要用于一些形狀復(fù)雜的工藝品或大型藝術(shù)作品的雕刻工作，如玉雕、木雕工藝品以及冰雕與沙雕等作品。仿形雕刻機(jī)的工作原理類(lèi)似于仿形銑削，在加工前必須制作仿形模型，這一過(guò)程通常需手工完成，周期長(zhǎng)、效率低。如模具雕刻機(jī)的加工材料為金屬，所以對(duì)機(jī)床本體的剛性要求較高，而且其加工對(duì)象是模具，所以對(duì)加工系統(tǒng)的精度要求高。切易于操作，具有很大的可行性。五坐標(biāo)數(shù)控雕刻機(jī)可以聯(lián)動(dòng)控制X，Y，2三個(gè)移動(dòng)軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，用來(lái)完成復(fù)雜形狀零件的雕刻加工。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。 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:1）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)?、有機(jī)板浮雕、立體門(mén)頭字等。9）汽車(chē)工業(yè)、輪胎模具，車(chē)燈模具及裝飾品模具加工。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1所示圖1 數(shù)控雕刻機(jī)工作原理 Working principle of CNC engraving通用微型計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝專用的設(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，2三軸的走刀。 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: (1)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。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。由于工作臺(tái)移動(dòng)，承載能力較布局(1)方案差。 圖3 右手坐標(biāo)系統(tǒng) The system of right coordinate 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:1)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。它的作用是接收數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給速度和位移指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸頭架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動(dòng)。絲杠一端通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)軸相聯(lián)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。4）低轉(zhuǎn)速及高精度位置功能通過(guò)對(duì)脈沖速度的控制，可直接得到極低的轉(zhuǎn)速而不需要通過(guò)齒輪箱的過(guò)渡，從而避免了功率的損耗和角度位置的偏差。導(dǎo)軌的主要功能是導(dǎo)向和承載作用。如下圖7所示圖7 絲杠和圓導(dǎo)軌的支承方式 The bearing way of screw and circular各個(gè)傳動(dòng)鏈上的絲杠螺母與不同零件以螺釘固定連接，通過(guò)與絲杠的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng):1）與工作臺(tái)固定連接，相對(duì)于y向絲杠運(yùn)動(dòng)向絲杠運(yùn)動(dòng)向支架固定連接，相對(duì)于2）與機(jī)頭向絲杠運(yùn)動(dòng)3）與機(jī)頭 向支架固定連接，相對(duì)于Z向絲杠移動(dòng)。 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定由課題所給的設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合廣告型三維機(jī)械雕刻機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，初步確定該雕刻機(jī)機(jī)械部分的主要參數(shù)，如表1所示。 表3 銑削力、扭矩和功率的計(jì)算Table 3 The calculation of milling force, torque and power切削方式 工作時(shí)間 參 數(shù) 計(jì) 算 結(jié) 果 百分比t% 強(qiáng)力切削 10% 120 9000 20 一般切削 30% 1 1200 15000 300 精細(xì)切削 50% 2400 20000 600 快速進(jìn)給 10% 3600 900 0 0 0其中：—絲杠轉(zhuǎn)速，預(yù)選絲杠導(dǎo)程—銑削深度（mm），—進(jìn)給速度（mm/min），n—銑刀轉(zhuǎn)速（r/min），—銑削力（N），M—銑削扭矩（Nm），—銑削功率（kW）。數(shù)控機(jī)床就要為了保證加工時(shí)能選用合理的切削用量，并充分發(fā)揮刀具的切削性能，從而獲得最高的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，必須具有更高的轉(zhuǎn)速和更大的