【正文】 d=（1）各種回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動 查表的： 慣量 各種直線運動件 ： 轉(zhuǎn)動慣量 續(xù)表8序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結果（2） 電動機轉(zhuǎn)動慣量 混合式步進電動機 J= 57BYG250 ESAFRMC0152 查樣本3 最大加速轉(zhuǎn)矩 Ncm 4 連續(xù)工作最大轉(zhuǎn)矩 Ncm 5 最大啟動轉(zhuǎn)矩 Ncm 查樣本： 查樣本：最大轉(zhuǎn)矩80 工作臺直線導軌副的設計計算表9 滾動直線導軌設計計算Table 9 Design and calculation of rolling linear guide序號 計算項目 符號 單位 計算公式和參數(shù)選定 計算結果1 初選直線導軌副的型號 HTSD15NAA2 擬定滑塊數(shù) M 單根導軌兩滑塊 M=43 負載計算 R N 滿足要求 4 摩擦力 F N 5 壽命計算 h 滿足要求 插補法 插補有直線插補、圓弧插補、拋物線插補和螺旋線插補多種方式。直線插補算法簡單，比較適合應用于單片機系統(tǒng)。脈沖增量插補適用于以步進電動機為執(zhí)行元件的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)的脈沖增量插補是用硬件來實現(xiàn)的?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的插補功能一般用軟件來實現(xiàn)的，插補算法的效率和插補精度是一個十分重要的問題。傳統(tǒng)的幾種直線脈沖增量插補算法每次定時中斷只對一個或最多兩個坐標進行插補。例如，當X 、Y 、Z 三方向需同時走l個步進，由A 點到D 點時，傳統(tǒng)走法是：一個坐標插補時，如圖10（1)所示，可行的路徑是X 向先由A 走到B ，然后Y 向由B 走到C ，最后Z 向由C 走到D ；兩個坐標插補時，如圖10所示，可行的路徑是Z 向先由A 走到E ，然后XY 向由E 走到D 。這兩種算法的運算的速度和實現(xiàn)的精度都較低，在三維雕刻機上運用效果不十分理想。因此，要實現(xiàn)三坐標控制三坐標聯(lián)動，使之能夠兼顧雕刻的速度和精度，就需要一種新的插補算法。所示，X 、Y 、Z 三方向由A 點到D 點同時走1個步進，即直接由A 點移動到D 點。 圖10 幾種算法方式簡圖 The diagram of ways of calculation本設計中，采用的是基于Bresenham算法的直線脈沖增量插補方法，在三維情況下生成空間直線。其基本原理如下：設直線的起點坐標為,終點坐標為, , , , ,并設。由于X方向坐標增長最快，我們把X軸作為基本軸，每次循環(huán)X方向都增長一個步長，而Y，Z的情況要通過計算來確定。如圖11所示，為直線上i個點，為直線上第i+1個點，其中：，, A: B C: 圖11 D: 設所對應的空間網(wǎng)格點的坐標, ,是由,經(jīng)圓整理出來的.由Bresenham算法可知道,如果令=, =:=+1 0= 0 (1)=+1 0= 0 (2) 由表達式(2)(1)可知,B,C,D中的一個。有計算的公式可知:==+當 0時，=+=1 當0時，=+= (3)==+當0 時，=+=1 當0 時，=+= (4)這就是新型的插補方法，用該算法對空間由線的直線插補取得了良好的效果。無論是在插補速度上還是在插補精度上都具有明顯的優(yōu)勢。它在確保加工精度的前提下使用性，提高了運算的效率和雕刻機雕刻的效率，從而大大地提升了雕刻機的性能。在插補運算過程中，運用給出的（1）（2）（3）（4）公式進行計算。4 結論 總結(1)數(shù)控雕刻機技術廣泛應用于模具模型、工藝品、印刷電路板的制作和廣告。本文介紹了研究了數(shù)控雕刻機的功能、結構和組成。在深入分析目前國內(nèi)外數(shù)控雕刻機的現(xiàn)狀，數(shù)控雕刻機的控制結構與原理的基礎上提出了本數(shù)控雕刻機的總體設計方案，并進行了主傳動系統(tǒng)的計算。(2)三維機械雕刻機總體上滿足設計的要求，在機械本體部分結構緊湊、安全方便，各部分的零件通用性較好，易于保養(yǎng)或維修。切易于操作，具有很大的可行性。(3)本文對三維雕刻機的插補算法進行了選擇，屏除了過去傳統(tǒng)的插補算法，采用了一種新型的插補算法，保證插補速度和插補精度，提高了雕刻機的效率和性能。 數(shù)控雕刻機的發(fā)展展望數(shù)控雕刻機作為制造業(yè)一個有力工具，有著非常廣闊的發(fā)展前景，隨著計算機技術、電機技術、機械技術等各個科學技術的發(fā)展，數(shù)控雕刻機的功能將日益強大，性能將更趨穩(wěn)定。雕刻機發(fā)展趨勢總結如下:(1)更加精密 控制部分和機械部分精度的提高將極大地提高雕刻系統(tǒng)的精度，控制部分將向閉環(huán)伺服方向發(fā)展，通過反饋調(diào)整做到誤差補償，從而可以大幅度提高精度，機械部分將采用更高精度的滾珠絲杠和驅(qū)動電機，同時裝配工藝的提高也將進一步提高系統(tǒng)的精度。(2)更加高效 高性能運動控制技術如DSP技術、32位單片機等的發(fā)展，驅(qū)動電機性能的提高，刀具性能的提高，采用規(guī)范的軟件開發(fā)技術等等，都將會推動數(shù)控雕刻系統(tǒng)向著高速、高效、高可靠性的方向發(fā)展。(3)利用移動通訊技術和網(wǎng)絡技術飛速的發(fā)展，數(shù)控雕刻機將朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。參考文獻［1］孟少農(nóng)．機械加工工藝手冊 第一冊．北京：機械工業(yè)出版社．1998,5596［2］孟少農(nóng)．機械加工工藝手冊 第二冊．北京：機械工業(yè)出版社．1998［3］孟少農(nóng)．機械加工工藝手冊 第三冊．北京：機械工業(yè)出版社．1998［4］徐灝. 機械設計手冊 第（三、四、五）冊．北京：機械工業(yè)出版社．2001,3590［5］張新義. 經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設計．北京：機械工業(yè)出版社. 1994［6］王愛玲．現(xiàn)代數(shù)控機床結構與設計．兵器工業(yè)出版社．1999［7］. 北京理工大學出版社. 2007,6587［8］文懷興．數(shù)控銑床設計．化學工業(yè)出版社．2001,80143［9］李慶余等．機械制造裝備設計．機械工業(yè)出版社2008［10］曹甜東．數(shù)控技術．華中科技大學出版社．2001,5698［11］邱宣懷. 機械設計．高等教育出版社. 1997［12］劉仁家等．機設計常用元器件手冊．北京：機械工業(yè)出版社．1994［13］ 機械工業(yè)出版社 2000［14］王蘭美 畫法幾何及工程制圖 機械工業(yè)出版社2002［15］韓進宏 互換性與技術測量 機械工業(yè)出版社 2007，80150［16］陳日耀 金屬切削原理 機械工業(yè)出版社 2002，3080［17］樂兌謙 金屬切削刀具 機械工業(yè)出版社 2001,5060［18］齊占慶等 電氣控制技術 機械工業(yè)出版社 2002［19］王先逵 機械制造工藝學 機械工業(yè)出版社 1995,90110［20］江耕華. 機械傳動設計手冊，煤炭工業(yè)出版社 1982［21］，機械工業(yè)出版社 1999［22］趙玉剛等 數(shù)控技術 機械工業(yè)出版社 2008［23］薄立浪 基于802D的數(shù)控銑床改造 機械工業(yè)出版社 2008，24［24］李宏 實用機床設計手冊 遼寧科學技術出版社 1999，46［25］ Microcontrollers. Pearson Education North Asia Limited,2001。［25］Geg Paul. New Processors Transform control. Mechanical Engineering,致 謝首先，對指導教師陳力航老師這么長時間的耐心的指導和孜孜不倦的教誨表示衷心的感謝！正是在陳老師的精心指導下，我才能順利地完成了這次畢業(yè)設計。從設計一開始，他就告訴我們，每一個學生都應該通過畢業(yè)設計學習盡可能多的知識，而不是為了走走過程，而是使以前學過的知識得以運用。以前沒有充分掌握的知識，通過這次畢業(yè)設計，應該變成自己的東西，把一個人的潛力發(fā)揮到最高水平。學生在完成本論文的過程中，始終得到導師無微不至的指導、關心、幫助、鞭策與激勵。導師淵博的學識、嚴謹求實的治學態(tài)度、高度的責任心、創(chuàng)新進取的精神以及嚴于律己、虛懷若谷、誠懇待人的高尚品德時刻教育著我，這些將是我最寶貴的精神財富，讓我終生受益。在陳老師的幫助下，我們學到的不僅僅是書本上的和實踐的知識，更重要的是從中學到了做人的原則和做事的方法，讓我們更深地了解了“集體”這一個詞的含義。同時，我也要感謝我的同組同學，他們?yōu)槲彝瓿僧厴I(yè)設計提供了巨大的幫助，在此一并致以誠摯的謝意。衷心感謝父母和所有親人多年來給予我的無私關懷、支持和鼓勵。最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！29 / 2