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三维
雕刻
刀头
控制系统
设计
合肥
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三维雕刻机的刀头控制系统设计(合肥),三维,雕刻,刀头,控制系统,设计,合肥
- 内容简介：
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学号：1108441092 本科毕业论文（设计）手册(2015届)三维雕刻机的刀头控制系统设计学 院 电子信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化姓 名 张守祥 指导教师 尹静 职 称 助教 等 级 目 录本科毕业论文(设计任务书X本科毕业论文(设计)开题报告X本科毕业论文(设计)中期报告X本科毕业论文(设计)指导记录X本科毕业论文(设计)答辩记录X本科毕业论文(设计)成绩评定表X合肥师范学院本科毕业论文（设计）任务书（指导教师、学生共同签订）学号1108441092姓名张守祥指导教师尹静题目三维雕刻机的刀头控制系统设计题目来源A.实验 B.实习 C.工程实践 D.社会调查 E.教研 F.科研 G.其它类别A.论文 B.设计 C.其它 性质A. 理论研究 B. 应用研究 C. 综合研究 D.其它一、指导教师责任。（一）指导教师应端正思想，把培养人才放在首位,注重培养学生的学习能力、实践能力和创新能力。严格要求学生，培养学生科学严谨的态度和实事求是的作风。（二）指导教师应当对学生进行学术道德、学术规范教育，对毕业论文（设计）进行适当指导（不少于8次），对毕业论文（设计）是否由其独立完成进行审查。（三）指导教师在指导毕业论文（设计）期间请假应事先布置学生任务，或委托他人代为指导。请假2周以上者，须经院系批准；请假超过4周者，应及时向院（系）申请调整指导教师。（四）接受并并执行院系指导教师遴选和评价具体办法以及学校、院系相关考核。二、学生责任。（一）学生应按照专业人才培养方案规定，参加毕业论文（设计）与综合训练。（二）学生应重视毕业论文（设计），严格遵守学校、院系相关制度；按照要求参加院系毕业论文（设计）集中指导；在校外撰写毕业论文（设计）的，要遵守所在单位的有关规章制度。（三）学生应在指导教师指导下，查阅文献、搜集资料、实地调研，撰写文献综述、开题报告、论文（设计说明书）等；经常、主动向指导教师汇报论文（设计）进展情况，接受指导。毕业论文（设计）完成后，应按规范要求提交材料，并按时参加答辩。（四）学生应按时完成各阶段任务，保证毕业论文（设计）质量；应恪守学术道德和学术规范，在指导教师指导下独立完成论文，不得抄袭；严禁弄虚作假、请人代替完成；否则，任何时候一经发现均取消成绩，并追究当事人责任。教师签名： 学生签名： 年 月 日指导小组(教研室)意见：组长签名:院(系)意见：负责人签名：合肥师范学院本科毕业论文（设计）开题报告（学生填写）学号1108441092姓名张守祥指导教师尹静题目三维雕刻机的刀头控制系统设计课题内容： 1、选题依据（1）本课题的目的及意义随着时代的进步，科技的发展，雕刻机成为我们现代人与时俱进的先进工具,它省时省力又环保，应用也越来越广泛1。近几年来中国的雕刻机迅速地发展着，从以前的手工雕刻转变为现在的机器雕刻。雕刻机给人们带来了巨大的方便，不仅节省了雕刻时间，还提高了雕刻的工艺，雕刻机的出现也带动了许多行业的发展，像艺术玻璃雕刻机、木工雕刻机、石材雕 刻机、数控雕刻机等等。三维雕刻机刀头控制系统其实就是雕刻机执行部件的控制系统，主要是研究如何通过手动设置三维坐标并且利用X轴、Y轴、Z轴三个步进电机达到设定坐标位置。其中，可以预期达到的目的是，设定一个坐标，就可以到达一个坐标。（2）国内外发展状况1）、国际发展研究方向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、日本等国也开始 研制2。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展。微电子技术和微型计算机技术带动整个高科技群体飞速发展，从而使雕刻机产生了质的飞跃。雕刻机完成了从2D- 2.5D-3D加工的变革，功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。2）、国内发展研究方向雕刻可以追溯到我国远古时期，母系氏族时期的半坡氏族文化的“人面网纹盆”便是雕刻的雏形。在我们国家北宋时期就发明了活字印刷，这里刻的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湛，红木雕、篆刻、玉雕、象牙雕、泥人雕等手工雕刻技术都可以堪称一绝。传统雕刻加工业是一门技术性要求很高的手工技艺， 雕刻品的质量完全取决于雕刻师的技艺水平， 所以生产的效率低、成本高， 制品的随意性强、一致性差， 严重制约了雕刻行业的发展3。这使得雕刻机的产生成为必然。而就是从上世纪90年代开始，机械雕刻在我过开始发展并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4。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，可谓雕刻的使用无处不在。2、 研究目标和内容（1）研究目标利用单片机设计一个三维控制系统。具体如下：1）、具有输入功能：能通过按键将位置信息输入单片机；2）、具有显示功能：能将输入的信息显示并且能进行实时的跟进距离的显示；3）、具有控制功能：能通过输入的信息来控制驱动电路，进而来控制X、Y、Z轴所运动的步进电机。设计硬件电路，完成相应程序的编写，最后完成整体调试。（2）研究内容1）、如何利用按键将所要X、Y、Z三轴数值输入至单片机；2）、如何使用液晶显示屏显示三轴的位置信息；3）、步进电机驱动电路如果搭建和使用；4）、步进电机的正反转和转动距离的控制原理。课题关键问题及难点：本课题的重点及难点：步进电机在实际运动的过程可能达不到预期的目标距离需要经过长时间的实践调试，其次就是控制电路和执行器件的过过渡部分是否会引起相互的影响，这是需要考虑的部分。拟采取的方式、方法及计划进程安排（主要技术路线）：1、拟采取的研究方案拟采用控制方案策略：首先，利用简易的按键来输入X、Y、Z轴所要运动的数值，再通过1602液晶显示屏显示出来，最后通过简易按键使单片机输出驱动电平使驱动电路来驱动步进电机进行转动，并且由X轴开始，Y轴跟后，Z轴最后的顺序来执行。其次，运动的过程中可以通过按键来控制暂停和开始。最后，实现目标位置时，可以按键一键回归原点。相对应的方案：1、控制器如何选择及原因；2、显示屏如何选择及原因；3、驱动电路如何选择及原因；4、电路板如何设计、仿真，调试工具及方法如何选择。2、 技术路线（1）、硬件设计硬件部分分为数值的输入、显示和执行三部分。整体硬件框图如下图所示。数值输入数值显示STC89C52单片机驱动电路Z轴电机Y轴电机X轴电机（2）、软件设计 其中数值输入按键和执行功能按键需要9个输入端口，分别为X+、X-、Y+、Y-、Z+、Z-、启动、暂停/继续、回归原点；1602液晶显示屏需要11个端口；一个步进电机需要4个端口，则三个步进电机需要12个端口，则单片机STC89C52刚好32端口全部利用。3、进度安排2014.12.20-2014.12.31 确定题目，查找资料；2015.01.01-2015.01.10 撰写开题报告，准备答辩；2015.01.11-2015.02.10 确定方案，购买材料，焊接电路；2015.02.11-2015.03.20 调试电路，修改算法，准备中期报告；2015.03.21-2015.04.10 撰写初稿，整体调试电路；2015.04.11-2015.04.20 初稿修改，在线调试；2015.04.21-2015.05.01 定稿，准备毕业论文答辩。参考文献：1 钱绍祥. 基于ARM的三维雕刻机控制系统设计D. 江苏大学 20072 陈勇. 基于嵌入式平台的三维高速数控雕刻机控制系统设计与实现D. 电子科技大学 2009 3 罗奇亮. 数控雕刻机控制系统研究及实现D. 西安工业大学 2010 4 张天佑,王杰. 基于嵌入式工业控制计算机的雕刻机数控系统J. 兵工自动化. 2007指导教师意见：教师签名： 年 月 日指导小组(教研室)意见：组长签名： 年 月 日合肥师范学院本科毕业论文（设计）中期报告（学生填写）学号1108441092姓名张守祥指导教师尹静题目三维雕刻机的刀头控制系统设计从开题到中期大约有一个半月的时间，这段时间我主要完成的是：1、 系统设计的仿真和硬件材料的采购和焊接。2、指导教师意见：教师签名： 月 日指导小组(教研室)意见：组长签名： 月 日合肥师范学院本科毕业论文（设计）指导记录（指导教师、学生共同填写）学号姓名指导教师题目第 次指导 时间： 地点： 指导形式：（可根据记录内容需要调整页面大小；指导形式指面谈、邮件等形式） 学生签名： 教师签名： （指导记录可连续填写，每2次指导记录之间空两行，时间、地点、签名、指导形式等格式相同）合肥师范学院本科生毕业论文（设计）答辩记录学号姓名指导教师题目答辩组成员组长职称职务成员职称成员职称成员职称成员职称成员职称成员职称答辩秘书 答辩时间月 日 时陈述、提问及回答情况记录：答辩秘书签名： 答辩组长签名： 年 月 日合肥师范学院本科生毕业论文
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