激光雕刻技術(shù)憑借其非接觸加工、低噪音、高精度、高效率等特點被廣泛應用于眾多領域。國內(nèi)能夠研發(fā)出完善的三維激光雕刻機的企業(yè)或者研究單位較少,此外目前激光雕刻機具有雕刻精度較低以及資源浪費等諸多缺點。本論文以實現(xiàn)激光雕刻機的三維雕刻為前提,以對激光雕刻機進行研究和優(yōu)化等為目的。從整體的觀點出發(fā),在研究激光雕刻機的加工原理以及工作過程的基礎上,確立激光雕刻機的初步設計方案。首先進行總體的布局設計,確定激光雕刻機的大體結(jié)構(gòu)。本文設計的重點就是激光雕刻機的運動系統(tǒng)的設計、光學系統(tǒng)的設計以及控制系統(tǒng)的設計和優(yōu)化。其中包括對主要的機械元件的進行選擇,如:激光器、電機、開關電源等;對運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計;部分裝置的設計和計算;激光器以及步進電機控制電路的研究和設計;掉電保護功能的設計等。確定激光雕刻機的主要的參數(shù),對關鍵結(jié)構(gòu)進行設計,并對其進行必要的CAE分析;以保證激光雕刻機的工作的穩(wěn)定性和安全性。通過本文的研究,完成了激光雕刻機的設計,進行雕刻實驗。通過實驗分析,本文實現(xiàn)了激光雕刻機的優(yōu)化設計以及三維雕刻等。根據(jù)實際雕刻的效果對激光雕刻機的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進行進一步的優(yōu)化。

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 激光加工的優(yōu)勢特點以及發(fā)展狀況
        1.1.1 激光加工技術(shù)的特點及優(yōu)勢
        1.1.2 激光加工技術(shù)的發(fā)展狀況
    1.2 激光雕刻機的概述
    1.3 激光雕刻機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 激光雕刻機機械部分的設計
    2.1 激光雕刻機的基本知識
        2.1.1 激光雕刻機的基本原理
        2.1.2 激光雕刻機的加工流程
        2.1.3 激光雕刻機的系統(tǒng)組成
    2.2 激光雕刻機的總體方案設計
        2.2.1 坐標系的確定
        2.2.2 激光雕刻機總體布局
    2.3 光學系統(tǒng)的設計
        2.3.1 光學系統(tǒng)的作用以及設計原則
        2.3.2 光學系統(tǒng)中主要元器件的選擇
        2.3.3 光學系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設計
    2.4 運動系統(tǒng)的設計
        2.4.1 運動系統(tǒng)介紹以及設計原則
        2.4.2 運動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計
        2.4.3 運動系統(tǒng)中關鍵的元件的選擇
        2.4.4 運動系統(tǒng)中部分結(jié)構(gòu)的尺寸設計
    2.5 激光雕刻機輔助系統(tǒng)裝置
    2.6 本章小結(jié)
第三章 激光雕刻機的控制系統(tǒng)及電路接口設計
    3.1 控制系統(tǒng)的設計及優(yōu)化
        3.1.1 控制系統(tǒng)的原理及要求
        3.1.2 DSP控制技術(shù)
        3.1.3 控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設計
        3.1.4 TMS320F2812芯片
    3.2 主要控制電路和接口設計
        3.2.1 USB傳輸接口及電路設計
        3.2.2 步進電機驅(qū)動接口及電路設計
        3.2.3 激光器控制電路設計
        3.2.4 激光雕刻機掉電保護功能
        3.2.5 激光雕刻機相關軟件
    3.3 本章小結(jié)
第四章 激光雕刻機主要參數(shù)確定和關鍵部件設計及其CAE分析
    4.1 激光雕刻機主要參數(shù)
    4.2 基于Workbench的關鍵零部件的設計和分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 激光雕刻機的實驗研究及改進優(yōu)化
    5.1 激光雕刻機的操作規(guī)范以及注意事項
    5.2 激光雕刻機的雕刻實驗
    5.3 實驗中出現(xiàn)的問題的解決以及系統(tǒng)優(yōu)化
        5.3.1 實驗中出現(xiàn)的問題及解決方法
        5.3.2 雕刻頭對焦問題
        5.3.3 激光雕刻機的設計缺陷
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻



本文編號：3834916