【正文】 塊。將XY軸滑臺(tái)連線與系統(tǒng)控制電路板的接口相連接，操作上位機(jī)軟件使XY軸滑臺(tái)來(lái)回跑動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中較為順暢，無(wú)失步卡死等現(xiàn)象，則可以認(rèn)為XY軸滑臺(tái)工作正常。將測(cè)試小木板固定于Y軸滑臺(tái)的載物面板上，打開(kāi)激光器強(qiáng)光控制，對(duì)激光器的焦距進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其處于最佳焦距，若能點(diǎn)燃測(cè)試小木板，則視為成功對(duì)焦；再打開(kāi)激光器的弱光控制，移動(dòng)X、Y軸進(jìn)行雕刻前的定位，并載入所要雕刻的24位BMP格式圖片，生成雕刻指令，然后開(kāi)始雕刻。實(shí)現(xiàn)效果如圖5圖5圖53所示。同時(shí)，通過(guò)本次的設(shè)計(jì)，也讓我了解了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所會(huì)遇到的各種問(wèn)題，并對(duì)我解決問(wèn)題的能力有了進(jìn)一步的加深，這在未來(lái)的工作中將是一筆寶貴的財(cái)富。在論文結(jié)束之際，還是要感謝大學(xué)四年里大家給予我的一切鼓勵(lì)與幫助，感謝曾經(jīng)得到與失去過(guò)的一切，這些人生閱歷都是寶貴的財(cái)富，也是我成長(zhǎng)路上的墊腳石，為將來(lái)能夠走向更光明的前途而存在。我也要感謝所有給我上過(guò)課的老師給予的教誨，如果沒(méi)有這些年的知識(shí)積累，我就不會(huì)有沒(méi)有這么大的動(dòng)力和信心完成這次的設(shè)計(jì)。對(duì)于想要學(xué)習(xí)有關(guān)激光雕刻技術(shù)，但被過(guò)高的門(mén)檻限制的人們提供了方便，降低了學(xué)習(xí)的成本，具有良好的發(fā)展前景。 調(diào)試的結(jié)果依照問(wèn)題的解決方案將所存在的問(wèn)題解決之后，通電并連接上位機(jī)控制軟件進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)串口通信成功后，控制軟件顯示正常，手動(dòng)操作控制軟件，移動(dòng)X、Y軸滑臺(tái)，滑臺(tái)均能正常來(lái)回移動(dòng)，并無(wú)卡死等現(xiàn)象，激光也能正常點(diǎn)亮。完成以上步驟之后，再次進(jìn)行仔細(xì)的檢測(cè)，確認(rèn)接線無(wú)誤之后上電，操作上位機(jī)控制軟件，并觀察激光雕刻機(jī)的工作情況，主要為是否出現(xiàn)串口斷線、XY軸滑臺(tái)有無(wú)失步卡死、激光器是否無(wú)法正常點(diǎn)亮或雕刻途中忽然熄滅、所雕刻圖片是否完整等情況，其結(jié)果如圖51所示。通常而言，能夠正常進(jìn)行程序燒錄與擦出，連接上位機(jī)顯示連接成功，電路通電之后芯片無(wú)發(fā)熱現(xiàn)象，則可以認(rèn)為系統(tǒng)控制電路正常。（6） 停止按鈕：通過(guò)鼠標(biāo)觸發(fā)事件，上位機(jī)軟件對(duì)機(jī)器發(fā)送停止雕刻指令，機(jī)器停止執(zhí)行雕刻指令，在保持被雕刻物位置不移動(dòng)，右側(cè)指令未清除的情況下，再次點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，可以繼續(xù)進(jìn)行前一次的雕刻行為。（7） 步進(jìn)速度參數(shù)設(shè)置項(xiàng)：對(duì)滑臺(tái)的移動(dòng)速度進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)發(fā)送相應(yīng)指令改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，參數(shù)分成從1至255。（2） 結(jié)構(gòu)去抖動(dòng)：通過(guò)上位機(jī)發(fā)送緩沖指令，對(duì)機(jī)器滑臺(tái)部分可能造成的失步現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防。 } utra_buffer = 。 } utra_buffer = 。 else (l_dir * move_step)。 (cmd_l)。: //設(shè)定移動(dòng)速度指令 cmd_code = SET_SPEED。 case 39。 (ok)。 //步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置 (32)。軟件設(shè)計(jì)包含的環(huán)境名稱(chēng)：電腦端的操作系統(tǒng)環(huán)境為64位Windows 7，單片機(jī)的編程開(kāi)發(fā)平臺(tái)、以及程序下載使用的都是Arduino IDE，電腦端控制軟件開(kāi)發(fā)的平臺(tái)是使用了Delphi7。同時(shí)，Delphi中還提供了各種開(kāi)發(fā)工具，包括了圖像的編輯，數(shù)據(jù)庫(kù)的處理，組件的編寫(xiě)，有各種各樣的應(yīng)用對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)。由于設(shè)計(jì)的局限性，滑臺(tái)的移動(dòng)并不是同步的，而是先做橫向運(yùn)動(dòng)，再做縱向運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的主要特性[4]：1. 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)能夠操作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須是一個(gè)脈沖信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有脈沖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)處于靜止，若添加一個(gè)合適的脈沖信號(hào)將是在一個(gè)角度（稱(chēng)為步角）轉(zhuǎn)動(dòng)。之內(nèi)。不同的運(yùn)行拍數(shù)這個(gè)數(shù)值不同，當(dāng)以四拍運(yùn)行的時(shí)候應(yīng)該小于4%左右，當(dāng)八拍運(yùn)行的時(shí)候應(yīng)該小于16%左右。圖320 步進(jìn)電機(jī)內(nèi)部構(gòu)造圖步進(jìn)電機(jī)的靜態(tài)相關(guān)參數(shù)如下[4]：1. 相數(shù)：通常用m來(lái)表示這個(gè)參數(shù)，它指的是線圈在不一樣的磁場(chǎng)里相應(yīng)產(chǎn)生的對(duì)數(shù)。圖316 3D打印滑塊結(jié)構(gòu)圖317 3D打印支撐結(jié)構(gòu)圖318 3D打印別子結(jié)構(gòu) 二相四線步進(jìn)電機(jī)本設(shè)計(jì)中使用的是二相四線步進(jìn)電機(jī)，如圖319所示。 3D打印件在設(shè)計(jì)中，3D打印件包括有滑塊、支撐與別子，分別為圖31圖31圖318所示。2. 極性:NPN。地線引腳在接收信號(hào)時(shí)的波形如圖312所示。地線63表34 引腳功能介紹序號(hào)1000毫安型L9110相關(guān)的電氣性能介紹如表35中所示。4. CPU可以直接進(jìn)行連接，電平輸出兼容TTL/CMOS5. 輸出內(nèi)置鉗位二極管，適用于感性負(fù)載；輸入/輸出晶體振蕩器輸出 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊本電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用L9110S電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，驅(qū)動(dòng)電路如圖39所示。PLL_TEST輸入/輸出通用I/O引腳1GNDNCVO_33輸入/輸出串行EEPROM數(shù)據(jù)SHTD_N輸入/輸出串行端口(數(shù)據(jù)集就緒)電源IC電源，串口電壓是多少V，那么串行端口就是多少V；5準(zhǔn)備數(shù)據(jù)終端，低電平有效；腳9.256字節(jié)的輸出緩沖區(qū)和256字節(jié)的輸入緩沖區(qū)/4.奇偶判錯(cuò)，幀錯(cuò)誤和串行中斷檢測(cè)3.它具有低功耗的睡眠與工作模式，對(duì)于手持設(shè)備是一個(gè)非常好的選擇。任何一個(gè)中斷都會(huì)在中斷的向量表里面獲得一個(gè)單獨(dú)分立的中斷向量，如果優(yōu)先級(jí)越來(lái)越低，那么就說(shuō)明了它的地址越來(lái)越高。在進(jìn)行ALU之后，狀態(tài)寄存器就能獲取并顯示新的結(jié)果。通過(guò)對(duì)CKSEL3..1的進(jìn)行一定的設(shè)定也會(huì)影響到振蕩器的工作模式，如表32所示[1]。12(MHz)電容C1和C2的推薦使用范圍(pF)1101(1)晶體振蕩器連接圖若是要震得到的幅度完滿，則需要對(duì)熔絲位CKOPT進(jìn)行一定的程序編譯工作。低于最低時(shí)間低閾值長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位。表31 主要性能參數(shù)工作電壓外部供電電壓7V12V最大外部供電電壓（不推薦）20V數(shù)字輸入/輸出口14PWM 610位ADC 8 / 6(DIP)單個(gè)輸入/輸出管腳的直流電流值40mA50mAFlash Memory32KBSRAM2KBEEPROM1KB時(shí)鐘頻率16MHz16位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 18位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 2RTC YESSPI 2UART 1TWI 1WDT 1（帶獨(dú)立片內(nèi)振蕩器）外部中斷 24睡眠模式 6種硬件乘法器 YES片內(nèi)振蕩器 YES引腳電平中斷/喚醒功能 YES掉電檢測(cè) YES上電復(fù)位 YES模擬比較器 YES工作溫度范圍:40℃至85℃Arduino UNO單片機(jī)兩種封裝引腳如圖33和圖34及其功能：圖33 TQFP32型封裝圖34 PDIP28型封裝（1） VCC：數(shù)字電路的電源（2） GND：地（3） 數(shù)字端口（D1..D13）D1至D13是arduino經(jīng)過(guò)重新封裝之后進(jìn)行編號(hào)的管腳，具有正常的數(shù)字輸入輸出功能，它的工作電壓為5V，每一個(gè)I/O口能夠接入與輸出的最大電流為40毫安，同時(shí)也內(nèi)置了20至50K的上拉電阻（默認(rèn)為不連接狀態(tài)）。這個(gè)著名的開(kāi)源硬件項(xiàng)目，誕生于意大利的一所設(shè)計(jì)學(xué)校。4) 激光器驅(qū)動(dòng)模塊使用SS8050 NPN型三極管構(gòu)建控制激光器的開(kāi)關(guān)電路，單片機(jī)通過(guò)發(fā)送高低電平信號(hào)，來(lái)控制三極管的通斷。（4） 支持印章的陰陽(yáng)雕刻，在光敏墊或部分膠皮材質(zhì)上進(jìn)行印章的雕刻，雕刻成型后即可上油墨進(jìn)行蓋印。因?yàn)樵诟吣芰考す饩劢购螅軌驅(qū)⒈患庸ぜ查g氣化，以此獲得雕刻切割的效果，這樣被加工的材料表面受到的影響較小，不會(huì)造成加工材料的刮痕或變形等，加工的縫隙也較小，尤其是對(duì)亞克力材料，切口較為整齊，無(wú)接觸的加工所以不會(huì)產(chǎn)生加工接觸力，無(wú)刀具的損耗，無(wú)模具，工件也無(wú)需特別裝夾。激光技術(shù)得到了各個(gè)科技發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視，并且也得到了許多發(fā)展中國(guó)家的高度重視，同時(shí)也給與了大量的投入。例如, 英國(guó)的阿維爾計(jì)劃, 美國(guó)的激光核聚變計(jì)劃，日本的激光研究五年計(jì)劃等。市面上動(dòng)輒幾千上萬(wàn)的激光雕刻切割機(jī)器是普通人無(wú)法輕易嘗試的，這對(duì)于那些想要接觸激光技術(shù)的人們來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一道很高的門(mén)檻，而本設(shè)計(jì)的迷你型激光雕刻機(jī)系統(tǒng)，將激光雕刻技術(shù)從工業(yè)大型設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧矣眯⌒驮O(shè)備，降低了激光雕刻技術(shù)的學(xué)習(xí)成本，使得更多有興趣的人參與到激光雕刻技術(shù)的學(xué)習(xí)研究中。2 工作原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本課題的迷你激光雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要系統(tǒng)分為六個(gè)模塊：串口通信模塊、中央處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、激光器驅(qū)動(dòng)模塊、機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)模塊、外型框架模塊，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖21所示。3 硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總電路圖由Arduino UNO型單片機(jī)構(gòu)成的中央處理模塊；由PL2303HXD構(gòu)成的串口通信模塊，四枚L9110S電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；SS8050 NPN三極管構(gòu)成激光器驅(qū)動(dòng)電路，系統(tǒng)總電路圖如圖31所示。一個(gè)星期后，設(shè)計(jì)完成。2　 DD3引腳：外部中斷觸發(fā)引腳。（7） XTAL2是晶振的輸出端。這樣就會(huì)降低器件的功耗，但是也因?yàn)檫@樣，就導(dǎo)致了頻率范圍縮小，也不能夠再運(yùn)行別的時(shí)鐘緩沖器。110,每當(dāng)CPU執(zhí)行一條命令時(shí)也會(huì)讀取下一條的命令，單時(shí)鐘周期運(yùn)行指令由此得到實(shí)現(xiàn)[11]。引導(dǎo)程序區(qū)中可以進(jìn)行應(yīng)用程序區(qū)的SPM指令編寫(xiě)。串口通信電路如圖37所示。全雙工發(fā)送器TxD和接收器RxD2）Mbps自動(dòng)與CTS入站數(shù)據(jù)緩沖區(qū)溢出檢測(cè)6.10. 獲得了微軟驅(qū)動(dòng)程序認(rèn)證11. 小尺寸的28引腳SSOP封裝圖38 PL2303HXD引腳圖各個(gè)引腳的功能解釋如表33中所述。1TXD輸出輸出串口數(shù)據(jù)輸入；NC輸入/輸出串行端口(數(shù)據(jù)載波檢測(cè))13輸入/輸出USB端口D+信號(hào)182022無(wú)連接25OSC1兩個(gè)輸入端配置了TTL/CMOS，以此兼容電平，它們被設(shè)計(jì)在了芯片的內(nèi)部，具有不錯(cuò)的抗干擾特性；而在輸出端部分，每一個(gè)輸出端能夠輸出大約800毫安的電流，以供對(duì)電機(jī)正反向轉(zhuǎn)動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)，瞬間峰值電流能夠達(dá)到2安