三軸數(shù)控雕刻機設(shè)計含開題及7張CAD圖,數(shù)控,雕刻,設(shè)計,開題,CAD 前言部分: 雕刻機（Engraving Plotter），是一種用于在木材、玉石、象牙以及金屬等材料上雕刻字和圖案的機器設(shè)備[1]。 雕刻技術(shù)已經(jīng)有幾千年的歷史了，我國在考古時發(fā)現(xiàn)的“人面網(wǎng)紋盆”的制作就使用到了雕刻工藝，因而該技術(shù)在遠古的母系氏族的時候就已經(jīng)出現(xiàn)了，我國古代四大發(fā)明之一的活字印刷術(shù)就是對雕刻工藝的最典型使用，該技術(shù)將字體雕刻在印模上可以實現(xiàn)對書籍等的大量快速印刷[2-6]。除了活字印刷術(shù)外，我國古代及當今還有很多精美絕倫的手工雕刻藝術(shù)品。伴隨著人類社會的發(fā)展，雕刻行業(yè)發(fā)生著巨大的變化，現(xiàn)如今人們對雕刻機有了全新的認識，數(shù)控木工雕刻機、模具雕刻機、激光雕刻機等電腦雕刻加工的興起與發(fā)展是時代發(fā)展的需要，電腦雕刻代替機械已是大勢所趨。以廣告業(yè)為例，許多廣告行業(yè)的客戶都經(jīng)歷過從手工刻字到使用電腦刻字機，廣告雕刻機的使用實現(xiàn)了機械代替手工的飛躍，電腦代替了人腦，字體標準規(guī)范同時又大大提高了生產(chǎn)效率[7]。 主體部分: 雕刻機是工業(yè)革命后產(chǎn)生的，起初的雕刻機是手動進行控制，全球第一個手動控制的雕刻機是1938年在法國誕生的，后面隨著電氣化的不斷發(fā)展，電動機驅(qū)動可以很好的代替手動控制，在這種背景下電動雕刻機在1950年問世，后面在20世紀90年代后，雕刻計的控制技術(shù)越來越成熟，這也使得雕刻機對形狀復雜的雕刻工藝通過二維以及三維控制的方式實現(xiàn)，其對復雜工藝品加工的工藝性已經(jīng)可以媲美人工甚至超過手工雕刻的工藝性，從20世紀90年代到目前，通過雕刻機可加工的產(chǎn)品的范圍日益增大，其加工的產(chǎn)品的應用領(lǐng)域也越來越廣泛，在最初的時候雕刻機主要被使用在雕刻印章，主要是雕刻名字，后面在房屋外表及門窗裝飾品的雕刻的上應用變得日益增多，現(xiàn)在隨處可見的復雜工藝品大多是雕刻機加工而成的。如圖1.1所示是雕刻機加工的一些工藝品[9-12]。 圖1 部分雕刻工藝品 我國在改革開發(fā)后一方面經(jīng)濟得到了前所未有得快速發(fā)展，機械制造行業(yè)也得到了迅速發(fā)展，同時使得我國對雕刻機技術(shù)得到了很好的發(fā)展，以及我國雕刻機應用范圍不斷擴大，我國的雕刻機在經(jīng)過改革開放后的幾十年的發(fā)展，我國已經(jīng)可以造出質(zhì)量相當不錯的雕刻機，但是由于我國工業(yè)化起步較晚，制造出來的雕刻機性能方面是遜色于歐美等發(fā)達國家的，我國很多雕刻機知名公司生產(chǎn)出來的雕刻機整體組成比較簡單，通常都使用PC 作為雕刻機的的控制系統(tǒng)，動力提供部分主要是步進電機為，因而這些雕刻機定位于中等精度，此類雕刻機產(chǎn)品有，名字為精雕數(shù)控雕刻機，它是由我國北京精雕公司制造出來的，以及名字為啄木鳥的數(shù)控雕刻機，它是由上海洛克公司制造出來，還有名字為威克數(shù)控雕刻機，它是由我國南京科能公司生產(chǎn)出來的，當然上述雕刻機的設(shè)計制造成本也相對較低[13-16]。 工業(yè)革命最先發(fā)起的發(fā)達的歐美發(fā)達國家像美國和英國以及意大利和日本，他們在雕刻機領(lǐng)域的技術(shù)是比較先進，這些國家的雕刻機制造廠，生產(chǎn)的雕刻機機械零件部分加工精度高，控制部分采用閉環(huán)控制，控制精度高，動力提供件一般采用可實現(xiàn)閉環(huán)控制的伺服電機，故而雕刻機整體精度高此類雕刻機產(chǎn)品有，全量數(shù)控雕刻機，它是由日本的廠家制造出來的，以及左拉數(shù)控雕刻機，它是有意大利的廠家制造出來的，當然上述雕刻機的設(shè)計制造成本也相對較高。 總結(jié) : 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，以及機電一體化技術(shù)不斷推動著制造業(yè)的發(fā)展，當今社會對對雕刻機的精度要求和數(shù)量需求不斷增大，通過對雕刻機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析，可以知道我國在高精度雕刻機研制方面仍有不足，高精度雕刻機還有很大的發(fā)展空間，我國通過進口的歐美等發(fā)達國家制造的高精度雕刻機，成本很高，因而在機電一體化發(fā)展的大背景下，通過不斷鉆研使得我國能夠生產(chǎn)處包含高控制精度閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)和高精度傳動系統(tǒng)的以及成本相對較低的雕刻機，是我國機械制造業(yè)必須完成的任務(wù)，本文以此為出發(fā)點，研制了多功能三維雕刻機。 參考文獻: [1]欒陸杰.小型旋轉(zhuǎn)雕刻機的設(shè)計研究[D].廣東工業(yè)大學,2014. [2]徐寶騰.基于ARM+FPGA的激光雕刻機控制系統(tǒng)的研發(fā)[D].山東大學,2014. [3]張曉.五軸聯(lián)動木工數(shù)控雕刻機的結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真[D].南京林業(yè)大學,2013. [4]潘松光.基于UCD的機床產(chǎn)品設(shè)計研究[D].山東大學,2014. [5]趙森.教學型數(shù)控雕刻機及其數(shù)控系統(tǒng)研究設(shè)計[D].山東理工大學,2014. [6]劉偉苓.回轉(zhuǎn)體零件數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].山東理工大學,2014. [7]劉黨校.網(wǎng)絡(luò)雕刻機NC代碼解釋器設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安工業(yè)大學,2013. [8]劉雷.雕刻加工單元的數(shù)控系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].廣東工業(yè)大學,2013. [9]王宏甲.基于AVR單片機的四軸數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].山東理工大學,2018. [10]楊曉禮.激光雕刻機的結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)的研究[D].長春理工大學,2018. [11]李紹琳.低成本數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)研究開發(fā)[D].山東大學,2012. [12]李光學.嵌入式數(shù)控雕刻機控制軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D].電子科技大學,2012. [13]姜宇.基于MTConnect的數(shù)控機床監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].山東大學,2012. [14]孫鵬.經(jīng)濟型雕刻機結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化[D].南京農(nóng)業(yè)大學,2014. [15]王紅生.數(shù)字孿生技術(shù)研究及其在雕刻機中的應用[D].大連理工大學,2020. [16]孫小飛.基于STM32單片機的激光雕刻機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].山東理工大學,2020. [17]彭丹丹.高速高精度數(shù)控雕刻機控制技術(shù)的研究[D].合肥工業(yè)大學,2005. [18]羅奇亮.數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)研究及實現(xiàn)[D].西安工業(yè)大學,2010. [19]韓立洋.經(jīng)濟型五軸數(shù)控雕刻機關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].蘇州大學,2010. [20]喬磊.基于STM32的五軸數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D].山東理工大學,2019.、