激光雕刻機系統(tǒng)設計

激光雕刻機系統(tǒng)設計,激光雕刻,系統(tǒng),設計 畢業(yè)設計存檔資料 教 學 院 電氣信息學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學 號 071340523 學生姓名 王志航 指導教師 王超 講師 教務處制 目 錄 一、 設計任務書 二、 開題報告 三、 開題答辯記錄表 四、 指導記錄表 五、 答辯資格審查表 六、 答辯記錄表 七、 總評成績 1、 設計任務書 學生姓名 王志航 學號 071340523 所在專業(yè) 電氣工程及其自動化 設計題目：激光雕刻機系統(tǒng)設計 指導教師 王超 講師 起止日期 2016年 11 月21日 至 2017年 5月21日 共16周 設計內(nèi)容： 本文采用Arduino單片機和C/C++語言設計和實現(xiàn)了一個可直接進行雕刻的廢舊光驅(qū)激光雕刻機系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設計中主要包括的模塊為串口通信模塊、中央處理模塊、電機驅(qū)動模塊、激光器驅(qū)動模塊、機械傳動結(jié)構(gòu)模塊、外型框架模塊等部分，具有弱光定位、在非金屬物體表面燒刻出由計算機傳輸?shù)膱D案、重復雕刻、印章陰陽雕刻等功能。 主要技術(shù)指標： 1、 工作電壓：1.8一5.5v； 2、 工作溫度范圍：-40℃至85℃； 3、 工作超速等級：0-20MHz@1.8一5.5v； 4、正常模式：1MHz,1.8v,25℃：0.2mA； 5、掉電模式：1.8v,0.1μA； 6、省電模式：1.8v,0.75μA。 基本要求： 1、實現(xiàn)在非金屬物體表面燒刻出由計算機傳輸?shù)膱D案。 2、實現(xiàn)在非金屬物體表面重復雕刻。 3、實現(xiàn)在非金屬物體表面印章陰陽雕刻。 進度安排 起止時間 擬完成內(nèi)容 第1周-第3周 查找相關理論知識，調(diào)研國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 第3周-第5周 設計總體方案，選擇相關器件 第5周-第7周 翻譯外文文獻，硬件設計 第7周-第13周 軟件設計，撰寫畢業(yè)設計報告 第13周-第15周 提交畢業(yè)設計報告，并修改 第15周-第16周 整理技術(shù)資料，答辯 應收集的資料及主要參考文獻： 1、宋兵?等， C/C++7基礎教程?，機械工業(yè)出版社，2005 2、程晨， Arduino開發(fā)實戰(zhàn)指南(AVR篇)，機械工業(yè)出版社，2012 3、譚浩強， C語言程序設計，清華大學出版社，2008 4、（美）Simon?Monk?著，吳蘭臻，鄭海昕，王天祥?譯,?基于Arduino的趣味電子制作,?科學出版社，2011? 5、孫駿榮、吳明展、盧聰勇，互動電子創(chuàng)意設計與制作:Arduind一試就上手，科學出版社，2012?無線電雜志，人民郵電出版社，1995年始 6、（美）普拉特?著，尹華杰，王蓮?譯，身邊的電子學：36個有趣的電子小實驗，人民郵電出版社，?2011 7、（美）班茲?著，于欣龍，郭浩赟?譯，愛上Arduino，人民郵電出版社，2011 8、Michael?McRoberts,?Beginning?Arduino?,?Apress?,2010 9、Donald?Wilcher，Learn?Electronics?with?Arduino，Apress?,?2012 10、步進電機[EB/OL]http://baike.baidu.com/view/13608.htm?fr=aladdin[2014-6-1] 2、 開題報告 學生姓名 王志航 學號 071340523 所在專業(yè) 電氣工程及其自動化 設計題目：激光雕刻機系統(tǒng)設計 指導教師 王超 講師 選題目的與意義： 激光技術(shù)作為高新的加工工藝，廣泛的被用來進行雕刻切割的處理，同時其得到了非?？焖俚陌l(fā)展。由于激光雕刻切割技術(shù)的機械傳動結(jié)構(gòu)搭建起來方便靈巧，并且低噪，低損耗，高精度，擁有廣泛的適用性，對于控制軟件的開發(fā)設計十分方便易于控制。通過本設計，將激光雕刻技術(shù)從工業(yè)大型設備轉(zhuǎn)變?yōu)榧矣眯⌒驮O備，降低了激光雕刻技術(shù)的學習成本，使得更多有興趣的人參與到激光雕刻技術(shù)的學習研究中。通過開發(fā)傻瓜型的控制軟件，將機械傳動部分小型化，采用功率較小的激光器，使得激光雕刻機變得簡便易攜帶，操作也極為簡單。 研究現(xiàn)狀及存在問題： 20實際70年代，激光就開始在膠印，凹印制版領域發(fā)揮作用。在90年代，國外的公司開始激光直接雕刻研究。國內(nèi)從事激光設備開發(fā)、制造、銷售的公司以及代理國外激光設備的公司迅速增加。國內(nèi)市場的所有激光設備都停留在激光平面雕刻階段，尚沒有一家公司或科研單位能拿出一臺激光三維雕刻系統(tǒng)。在精雕領域，國內(nèi)傳統(tǒng)機械精雕設備做得最好的是北京精雕，在激光雕刻模具方面，則有桂林星辰激光，其主要是利用功率較強的激光打標機銷往模具制造行業(yè)，目前銷售態(tài)勢良好。國外，已經(jīng)有設備商開發(fā)出相應的激光三維雕刻系統(tǒng)與應用，并已將銷售觸角伸入國內(nèi)。 存在的問題： 國內(nèi)市場的所有激光設備都停留在激光平面雕刻階段；一些精細的三維模具雕刻仍然依靠電腦機雕，或者是手雕。但是機雕和手雕都有極大的弱點和局限，制約了一些精細工藝的發(fā)展。 主要研究內(nèi)容： 1、實現(xiàn)弱光定位，通過PWM的調(diào)節(jié)，將激光的強度降至一個較低的數(shù)值，以便于雕刻前的定位設置。? 2、在非金屬的物體表面燒刻出由計算機傳輸?shù)膱D案，由上位機的控制軟件發(fā)送指令至單片機進行動作。? 3、支持重復雕刻，在一次雕刻完成之后，雕刻機會自動返回雕刻初始位置，此時不移動雕刻頭位置，直接生成指令，可以再次在同樣的位置進行雕刻，以達到修補首次雕刻時未出雕刻效果的部分區(qū)域。? 4、可通過電腦端軟件控制進行手動的上下左右移動，開光激光器等行為。? 5、使用由Arduino?MEGA328P型單片機構(gòu)成的中央處理模塊，完成對指令的發(fā)送接收，數(shù)據(jù)的處理以及進行控制。 研究方法、步驟與措施： 1、 課題的提出。 2、 總體論證：項目調(diào)研，可行性分析選定系統(tǒng)組成方案。 3、 硬件開發(fā)：元器件的配置，繪制硬件原理圖設計印制電路板圖．電氣檢查。 4、 軟件開發(fā)：繪制軟件功能框圖．確定算法系統(tǒng)資源分配，編程，調(diào)試。 5、 總體設計：系統(tǒng)功能分配單片機系統(tǒng)的選型。 6、 聯(lián)機調(diào)試：檢查硬件．排除故障裝入軟件反復調(diào)試。 7、脫機運行考核：模擬現(xiàn)場運行考核系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 預期成果： 畢業(yè)設計說明書1份；外文參考文獻譯文1份； 審查意見： 指導教師： 年 月 日