移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机构设计说明

目录

摘要 (1)

关键词 (1)

1前言 (2)

1.1雕刻机概述 (2)

1.1.1雕刻机起源 (2)

1.2数控雕刻机及其发展现状 (3)

1.2.1数控雕刻机 (3)

1.2.2研制雕刻机的目的和意义 (4)

1.2.3数控雕刻机的特点 (4)

1.2.4数控雕刻机的应用领域 (5)

1.2.5我国数控雕刻机的发展现状 (5)

2雕刻机的机械结构 (6)

2.1雕刻机的工作原理 (6)

2.2整体结构 (7)

2.2.1雕刻机总体布局的基本要求 (7)

2.2.2 影响雕刻机布局的基本因素 (7)

2.2.3 坐标系的确定 (8)

2.2.4三维雕刻机的机械结构 (9)

2.3进给系统 (9)

2.4进给系统 (13)

3三坐标数控雕刻机的机械系统的设计 (14)

3.1 设计参数的确定 (14)

3.2 切削力、切削扭矩和切削功率计算 (14)

3.2.1铣削力、扭矩和功率的计算 (14)

3.2.2钻削力、扭矩和功率的计算 (15)

3.3 主运动系统的设计计算 (16)

3.3.1主运动系统传动链的组成 (16)

3.3.2 主轴电动机的设计计算 (17)

3.4进给运动系统的设计计算 (18)

3.4.1 进给系统传动链的组成 (19)

3.4.2滚珠丝杠副的设计计算 (19)

3.4.3工作台进给电动机的设计计算 (22)

3.4.4 工作台直线导轨副的设计计算 (23)

3.5插补法 (23)

4结论 (25)

4.1总结 (25)

4.2数控雕刻机的发展展望 (26)

参考文献 (26)

致谢 (27)

移动龙门式小型数控雕刻机Z轴和X轴的机结构设计

摘要：随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体。本文简要的介绍了雕刻机的起源和发展现状，分析了国内外雕刻机的特点说明雕刻机的功能和使用范围；详细的分析了雕刻机的总体布局和结构方案，以及主运动和进给运动系统的选择，以及“三维雕刻”插补法的选择，分析和实现过程，实现雕刻系统的初步优化。

关键词：雕刻机；数控系统；机电一体化

The structure design of the Z and X of the small mobile gantry

CNC engraving plotter

Abstract:Along with the development of micro-electronics technology and microcomputer technology，engraving plotter 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 makes these technologies integrated closely.The thesis in brief introduces the genesis and developmental status quote of Engraving Plotter,analyses characteristics of inland and overseas Plotters，and explains its function and use range. We analyze the overall arrangements and framework，the movement mode of numerical control system，the select of main movement system and feed movement system etc. As well as we select and analyze and realize the process of 3D-Engrave interpolation arithmetic.

Key words: Engraving plotter; Numerical control system; Mechatronics

1 前言

1.1 雕刻机概述

1. 1. 1 雕刻机起源

雕刻可以追溯到远古时期，母系氏族时期的半坡氏族的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。在我国北宋时期便发明了活字印刷，《梦溪笔谈》有记:“其法用胶泥刻字，薄为钱唇，每字为一印，火烧令坚··一”。这里的刻字应属于雕刻的范畴。随着时代的发展，我国的雕刻艺术日益精深，玉雕、象牙雕、红木雕、篆刻泥人雕等手工雕刻技术都可堪称一绝。

上世纪90年代至今，机械雕刻获得了前所未有的发展。从最初的刻字机，刻章机再到三维雕刻机，制作工艺也日渐成熟，应用范围也日渐广泛。大到楼房建筑的装饰，小到商店门前的招牌，乃至很多产品的标识铭牌，可谓雕刻的使用范围无处不在。

雕刻机(Engraving Plotter)，顾名思义就是用机器代替人工进行雕刻的设备。

1938年世界第一台手动雕刻机在法国“嘉宝”问世，1950年“嘉宝”生产出世界第一台真正意义的电动、可缩放比例的手动雕刻机。随后美国、日本和法国等国也开始研制。20世纪90年代，随着微电子技术的突飞猛进，直接推动微型计算机的急剧发