激光雕刻機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

激光雕刻機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì),激光雕刻,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)存檔資料 教 學(xué) 院 電氣信息學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 071340523 學(xué)生姓名 王志航 指導(dǎo)教師 王超 講師 教務(wù)處制 目 錄 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 二、 開題報(bào)告 三、 開題答辯記錄表 四、 指導(dǎo)記錄表 五、 答辯資格審查表 六、 答辯記錄表 七、 總評(píng)成績(jī) 1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 王志航 學(xué)號(hào) 071340523 所在專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目：激光雕刻機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)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(shè)計(jì)內(nèi)容： 本文采用Arduino單片機(jī)和C/C++語(yǔ)言設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可直接進(jìn)行雕刻的廢舊光驅(qū)激光雕刻機(jī)系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中主要包括的模塊為串口通信模塊、中央處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、激光器驅(qū)動(dòng)模塊、機(jī)械傳動(dòng)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(jì)算機(jī)傳輸?shù)膱D案、重復(fù)雕刻、印章陰陽(yáng)雕刻等功能。 主要技術(shù)指標(biāo)： 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(jí)：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(shí)現(xiàn)在非金屬物體表面燒刻出由計(jì)算機(jī)傳輸?shù)膱D案。 2、實(shí)現(xiàn)在非金屬物體表面重復(fù)雕刻。 3、實(shí)現(xiàn)在非金屬物體表面印章陰陽(yáng)雕刻。 進(jìn)度安排 起止時(shí)間 擬完成內(nèi)容 第1周-第3周 查找相關(guān)理論知識(shí)，調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 第3周-第5周 設(shè)計(jì)總體方案，選擇相關(guān)器件 第5周-第7周 翻譯外文文獻(xiàn)，硬件設(shè)計(jì) 第7周-第13周 軟件設(shè)計(jì)，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 第13周-第15周 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告，并修改 第15周-第16周 整理技術(shù)資料，答辯 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)： 1、宋兵?等， C/C++7基礎(chǔ)教程?，機(jī)械工業(yè)出版社，2005 2、程晨， Arduino開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南(AVR篇)，機(jī)械工業(yè)出版社，2012 3、譚浩強(qiáng)， C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，清華大學(xué)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(xué)出版社，2011? 5、孫駿榮、吳明展、盧聰勇，互動(dòng)電子創(chuàng)意設(shè)計(jì)與制作:Arduind一試就上手，科學(xué)出版社，2012?無(wú)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(xué)：36個(gè)有趣的電子小實(shí)驗(yàn)，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(jìn)電機(jī)[EB/OL]http://baike.baidu.com/view/13608.htm?fr=aladdin[2014-6-1] 2、 開題報(bào)告 學(xué)生姓名 王志航 學(xué)號(hào) 071340523 所在專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目：激光雕刻機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)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(lái)進(jìn)行雕刻切割的處理，同時(shí)其得到了非常快速的發(fā)展。由于激光雕刻切割技術(shù)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)搭建起來(lái)方便靈巧，并且低噪，低損耗，高精度，擁有廣泛的適用性，對(duì)于控制軟件的開發(fā)設(shè)計(jì)十分方便易于控制。通過(guò)本設(shè)計(jì)，將激光雕刻技術(shù)從工業(yè)大型設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)榧矣眯⌒驮O(shè)備，降低了激光雕刻技術(shù)的學(xué)習(xí)成本，使得更多有興趣的人參與到激光雕刻技術(shù)的學(xué)習(xí)研究中。通過(guò)開發(fā)傻瓜型的控制軟件，將機(jī)械傳動(dòng)部分小型化，采用功率較小的激光器，使得激光雕刻機(jī)變得簡(jiǎn)便易攜帶，操作也極為簡(jiǎn)單。 研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題： 20實(shí)際70年代，激光就開始在膠印，凹印制版領(lǐng)域發(fā)揮作用。在90年代，國(guó)外的公司開始激光直接雕刻研究。國(guó)內(nèi)從事激光設(shè)備開發(fā)、制造、銷售的公司以及代理國(guó)外激光設(shè)備的公司迅速增加。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的所有激光設(shè)備都停留在激光平面雕刻階段，尚沒(méi)有一家公司或科研單位能拿出一臺(tái)激光三維雕刻系統(tǒng)。在精雕領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)機(jī)械精雕設(shè)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(qiáng)的激光打標(biāo)機(jī)銷往模具制造行業(yè)，目前銷售態(tài)勢(shì)良好。國(guó)外，已經(jīng)有設(shè)備商開發(fā)出相應(yīng)的激光三維雕刻系統(tǒng)與應(yīng)用，并已將銷售觸角伸入國(guó)內(nèi)。 存在的問(wèn)題： 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的所有激光設(shè)備都停留在激光平面雕刻階段；一些精細(xì)的三維模具雕刻仍然依靠電腦機(jī)雕，或者是手雕。但是機(jī)雕和手雕都有極大的弱點(diǎn)和局限，制約了一些精細(xì)工藝的發(fā)展。 主要研究?jī)?nèi)容： 1、實(shí)現(xiàn)弱光定位，通過(guò)PWM的調(diào)節(jié)，將激光的強(qiáng)度降至一個(gè)較低的數(shù)值，以便于雕刻前的定位設(shè)置。? 2、在非金屬的物體表面燒刻出由計(jì)算機(jī)傳輸?shù)膱D案，由上位機(jī)的控制軟件發(fā)送指令至單片機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。? 3、支持重復(fù)雕刻，在一次雕刻完成之后，雕刻機(jī)會(huì)自動(dòng)返回雕刻初始位置，此時(shí)不移動(dòng)雕刻頭位置，直接生成指令，可以再次在同樣的位置進(jìn)行雕刻，以達(dá)到修補(bǔ)首次雕刻時(shí)未出雕刻效果的部分區(qū)域。? 4、可通過(guò)電腦端軟件控制進(jìn)行手動(dòng)的上下左右移動(dòng)，開光激光器等行為。? 5、使用由Arduino?MEGA328P型單片機(jī)構(gòu)成的中央處理模塊，完成對(duì)指令的發(fā)送接收，數(shù)據(jù)的處理以及進(jìn)行控制。 研究方法、步驟與措施： 1、 課題的提出。 2、 總體論證：項(xiàng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)：系統(tǒng)功能分配單片機(jī)系統(tǒng)的選型。 6、 聯(lián)機(jī)調(diào)試：檢查硬件．排除故障裝入軟件反復(fù)調(diào)試。 7、脫機(jī)運(yùn)行考核：模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行考核系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 預(yù)期成果： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份；外文參考文獻(xiàn)譯文1份； 審查意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日