激光雕刻机的结构及控制系统的研究

发布时间：2023-06-19 18:44

　　激光雕刻技术凭借其非接触加工、低噪音、高精度、高效率等特点被广泛应用于众多领域。国内能够研发出完善的三维激光雕刻机的企业或者研究单位较少,此外目前激光雕刻机具有雕刻精度较低以及资源浪费等诸多缺点。本论文以实现激光雕刻机的三维雕刻为前提,以对激光雕刻机进行研究和优化等为目的。从整体的观点出发,在研究激光雕刻机的加工原理以及工作过程的基础上,确立激光雕刻机的初步设计方案。首先进行总体的布局设计,确定激光雕刻机的大体结构。本文设计的重点就是激光雕刻机的运动系统的设计、光学系统的设计以及控制系统的设计和优化。其中包括对主要的机械元件的进行选择,如:激光器、电机、开关电源等;对运动系统结构以及光学系统结构的设计;部分装置的设计和计算;激光器以及步进电机控制电路的研究和设计;掉电保护功能的设计等。确定激光雕刻机的主要的参数,对关键结构进行设计,并对其进行必要的CAE分析;以保证激光雕刻机的工作的稳定性和安全性。通过本文的研究,完成了激光雕刻机的设计,进行雕刻实验。通过实验分析,本文实现了激光雕刻机的优化设计以及三维雕刻等。根据实际雕刻的效果对激光雕刻机的结构和控制系统进行进一步的优化。

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 激光加工的优势特点以及发展状况
        1.1.1 激光加工技术的特点及优势
        1.1.2 激光加工技术的发展状况
    1.2 激光雕刻机的概述
    1.3 激光雕刻机的国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 激光雕刻机机械部分的设计
    2.1 激光雕刻机的基本知识
        2.1.1 激光雕刻机的基本原理
        2.1.2 激光雕刻机的加工流程
        2.1.3 激光雕刻机的系统组成
    2.2 激光雕刻机的总体方案设计
        2.2.1 坐标系的确定
        2.2.2 激光雕刻机总体布局
    2.3 光学系统的设计
        2.3.1 光学系统的作用以及设计原则
        2.3.2 光学系统中主要元器件的选择
        2.3.3 光学系统的总体结构设计
    2.4 运动系统的设计
        2.4.1 运动系统介绍以及设计原则
        2.4.2 运动系统的结构设计
        2.4.3 运动系统中关键的元件的选择
        2.4.4 运动系统中部分结构的尺寸设计
    2.5 激光雕刻机辅助系统装置
    2.6 本章小结
第三章 激光雕刻机的控制系统及电路接口设计
    3.1 控制系统的设计及优化
        3.1.1 控制系统的原理及要求
        3.1.2 DSP控制技术
        3.1.3 控制系统的总体结构设计
        3.1.4 TMS320F2812芯片
    3.2 主要控制电路和接口设计
        3.2.1 USB传输接口及电路设计
        3.2.2 步进电机驱动接口及电路设计
        3.2.3 激光器控制电路设计
        3.2.4 激光雕刻机掉电保护功能
        3.2.5 激光雕刻机相关软件
    3.3 本章小结
第四章 激光雕刻机主要参数确定和关键部件设计及其CAE分析
    4.1 激光雕刻机主要参数
    4.2 基于Workbench的关键零部件的设计和分析
    4.3 本章小结
第五章 激光雕刻机的实验研究及改进优化
    5.1 激光雕刻机的操作规范以及注意事项
    5.2 激光雕刻机的雕刻实验
    5.3 实验中出现的问题的解决以及系统优化
        5.3.1 实验中出现的问题及解决方法
        5.3.2 雕刻头对焦问题
        5.3.3 激光雕刻机的设计缺陷
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献



本文编号：3834916