金工实习-课程手册-激光雕刻初体验

1/137定制钥匙扣挂饰【教学目标】了解激光雕刻机的结构及工作原理；初步掌握激光雕刻机的使用；学习使用“RDWorksV8”软件绘制简单图形；培养设计意识，将学生的想法雕刻出来。【课堂指引】课程环节主题内容材料形式活动时长活动导入观看视频，了解激光的应用。PPT、视频5分钟作品分析欣赏激光雕刻的作品。PPT5分钟工具介绍了解激光雕刻机的结构以及工作原理；观看RDWorksV8绘图视频。激光雕刻机PPT、视频15分钟活动任务指导学生分组设计并制作钥匙扣挂饰。激光雕刻机电脑、PPT学生活动卡50分钟展示与交流学生介绍作品的设计原理并分享心得体会。无10分钟总结与延伸教师总结本课要点；了解激光内雕机。PPT5分钟【课程准备】1.活动资源：教师手册、学生手册、教学资源包2.设备：多媒体（播放PPT与视频）3.材料：木板（3mm厚）4.机床：激光雕刻机5.工具：白纸、铅笔、电脑、护目镜【课程时长】90分钟【学生人数】学生年级：7年级以上学生人数：建议上限人数16人，2人一组。【注意事项】雕刻切割和调试光路时请务必注意不要将身体的任何部位进入这段光路，以免造成伤害；设备工作过程中，必须将盖板盖上，以防激光偏离伤人；使用按键要用力均匀，禁止用力击打，防止损坏按键；如果设备出现故障或发生火灾请立即切断总电源；操作机器时需带上安全护目镜，切勿直视任何激光；图案位置摆放尽可能最大限度利用木板空间，减少材料浪费，提高环保意识。【教学过程与内容】活动导入（5’）大家还记得当年奥特曼们的绝招吗？没错，就是X死光，但是X死光究竟是什么光呢？其实它是一种激光，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。由于激光的威力很大，以致于人们常把它又称为“死光”。激光在生活中的应用很广泛，如激光打标、激光焊接、激光雕刻、激光切割、激光扫描、激光测距等。今天我们学习的内容正是激光的应用之一——激光雕刻机。知识链接：激光光是从组成物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态（也就是激发状态），它会以光子的形式把能量发射出去。而激光，就是被引诱（激发）出来的光子队列，这光子队列中的光子们，光学特性一样，步调极其一致。打个比方就是，普通光源，比如电灯泡发出来的光子各不同，而且会各个方向乱跑，很不团结，但是激光中的光子们则是心往一处想，劲往一处使，这导致它们所向披靡，威力很大。

作品分析（5’）下面我们一起来欣赏一下由激光雕刻机制作出来的作品吧。我们今天的任务就是设计制作一个钥匙扣挂饰，那么如何设计，设计完又如何让雕刻机按照我们的设计图进行雕刻切割呢？工具介绍（15’）下面就为大家介绍本节课所用到的激光雕刻机以及控制软件“RDWorksV8”，在介绍的过程中，请大家留意我们是如何控制这台激光雕刻机的。硬件部分软件部分硬件部分软件部分RDWorksV8激光雕刻机激光雕刻工作原理通过激光器产生激光后由反射镜传递并通过聚集镜照射到加工物品上，使加工物品（表面）受到强大的热能而温度急剧增加，使该点因高温而迅速的融化或者汽化，配合激光头的运行轨迹从而达到加工的目的。激光雕刻机RDWorksV8激光雕刻机RDWorksV8光学系统传动系统控制系统机械平台辅助系统硬件部分软件部分激光雕刻机优点：范围广泛：二氧化碳激光几乎可对任何非金属材料进行雕刻切割。安全可靠：采用非接触式加工，不会对材料造成机械挤压或机械应力。无“刀痕”，不伤害加工件的表面；不会使材料变形。精确细致：加工精度可达到0.02mm。节约环保：光束和光斑直径小，一般小于0.5mm；切割加工节省材料，安全卫生。效果一致：保证同一批次的加工效果完全一致。高速快捷：可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割。成本低廉：不受加工数量的限制，对于小批量加工服务，激光加工更加便宜。激光雕刻机缺点：激光雕刻机在雕刻一些容易燃烧或者是容易受热挥发的物质时会有烟雾或者是难闻的气味产生。缺乏手工作品的细腻与个性。控制软件——RDWorksV8老师需先结合《RDCAM激光雕刻切割软件操作说明书》（以下简称《操作说明书》）学习并熟悉RDWorks软件的操作和使用，特别是本课中涉及的知识点：软件界面、文件管理、对象的选取和变换、绘制图形、板卡控制等菜单中的相关操作，详细资料可查看《操作说明书》，并在反复实践后再进行教学。本课中涉及的知识点“软件界面”、“文件管理”、“对象的选取和变换”、“绘制图形”、“板卡控制”，教师不需要把每个菜单中的内容都讲解，只需要讲解本课涉及到的知识点，如下所列，教师一边讲解一边演示每个知识点的操作，并特别提醒学生操作中需注意的细节，避免学生在自己操作的过程中因细节而无法继续。认识软件界面图形编辑区加工控制区系统工作区对齐工具栏颜色工具栏切割属性栏系统工具栏系统状态栏绘制工具栏菜单栏标题栏图形编辑区加工控制区系统工作区对齐工具栏颜色工具栏切割属性栏系统工具栏系统状态栏绘制工具栏菜单栏标题栏菜单栏：此软件的主要功能都可以通过执行菜单栏中的命令选项来完成，执行菜单命令是最基本的操作方式；菜单栏中包括文件、编辑、绘制、设置、处理、查看、帮助、主板型号、工具这9个功能各异的菜单。系统工具栏：在系统工具栏上放置了最常用的一些功能选项并通过命令按钮的形式体现出来，这些功能选项大多数都是从菜单中挑选出来的。切割属性栏：提供在操作中选择对象和使用工具时的相关属性；通过对属性栏中的相关属性的设置，可以控制对象产生相应的变化。绘制工具栏：系统默认时位于工作区的左边。在编辑工具栏上放置了经常使用的编辑工具，从而使操作更加灵活方便。对齐工具栏：使选择的多个对象对齐，完善页面的排版。颜色工具栏：修改被选择的对象的颜色。加工控制区：使用控制面板完成激光加工的多项任务，包括通信端口的设置，脱机文件的保存于输出等。（2）文件管理=1\*GB3①新建文件=2\*GB3②打开一个文件=3\*GB3③保存一个文件=4\*GB3④导入一个文件（3）对象的选取和变换=1\*GB3①对象的选取=2\*GB3②改变对象的颜色=3\*GB3③旋转对象=4\*GB3④改变对象的大小（4）绘制图形=1\*GB3①选择=2\*GB3②节点编辑=3\*GB3③直线=4\*GB3④折线=5\*GB3⑤曲线=6\*GB3⑥矩形=7\*GB3⑦椭圆=8\*GB3⑧文字⑨点（5）板卡控制=1\*GB3①设备控制=2\*GB3②保存图形数据以及设备文档管理钥匙扣制作过程钥匙扣制作过程制作流程与方法：绘图导出导入绘图导出导入雕刻活动任务（50’）分组教师每人派发一张白纸和铅笔，学生根据自己的想法和创意设计出钥匙扣挂饰，并画在白纸上，然后按照先后顺序轮流在教师电脑上进行绘图。（如果条件允许，可分为2人为一小组，每小组分配一台电脑和相应的材料工具）提出任务教师说明任务要求、流程和进行方式，强调过程中注意安全和规范操作，并在任务进行时为学生提供支持和指导，鼓励学生发挥创意。任务要求设计并制作一个钥匙扣挂饰，挂饰上建议刻上自己名字。任务流程任务进行教师巡视观察，为学生提供必要的协助和支持，并提醒学生注意制作时间，把握好课堂进度。技法要领技法要领：技法要领绘图绘制圆形时，使用绘图工具“椭圆”，并按住“Ctrl”键，点击鼠标“左键”进行拖动拉伸即可。合理使用图层，根据不同对象的不同加工方式，用不同颜色进行区分，有利于后期对加工信息的管理和修改。建立文字框时，在图形外建立，否则图形和文字因叠加在一起而难以进行“选择”和“移动”，或者在编辑好文字之后，先修改文字的颜色图层，再通过选取颜色图层选择文字。雕刻将板材放在激光雕刻机的加工区中，通过“上下左右”按钮将聚焦头移动至板材中心，然后按“边框”按钮，观察聚焦头移动的轨迹，其轨迹正是雕刻区域，所以要保证移动轨迹在板材内，且轨迹内的板材无瑕疵。学生活动卡【展示与交流】（10’）学生活动卡展示制作时间结束，教师要求全体停止手中作业，以小组为单位轮流展示作品，分享制作心得，谈谈过程中遇到的问题以及解决方法。老师适当点评、总结学生作品和表现。学生展示自己的作品，说明自己的创意来源以及设计理念；说说绘图的过程中遇到什么困难，自己是如何解决的？交流小组轮流展示完后，教师引导学生交流自己对其他小组作品的想法和建议，教师尽量以正面的方式引导，当学生提出关于其他小组作品的问题时，尽量引导学生说明是否有相应的改进措施，使意见转化为建设性建议。学生交流的内容引导可参考以下话题：你觉得挂饰上的姓名是采用“激光扫描”的加工方式还是“激光切割”的方式好呢？为什么？你觉得哪个作品可以再改进一下，如何改进？【总结与延伸】（5’）总结教师简单总结本课所学内容：本课主要利用RDWorks软件对钥匙挂饰进行设计，并控制图形中各个对象的加工方式（扫描/切割）。然后利用U盘将导出来的加工信息文件导入进激光雕刻机中进行雕刻加工，将大家的设计雕刻出来。延伸教师结合本课的学习与实践，鼓励学生将课堂知识延伸到课后，继续学习与探索。今天我们学习的是激光在雕刻/切割中的应用。其实激光在生活中还有很多其它方面实际应用。下面我们一起来看看。延伸阅读：激光的应用激光测距仪：利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光针灸仪：一种利用激光的微细光束照射穴位以治疗疾病的新型针灸方法。激光的生物效应一般认为有热效应、光压效应、光化学反应、电磁效应和刺激效应。低能量激光主要有抗炎、促进上皮细胞生长等作用。与传统针灸方法相比，其特点是无针刺引起的疼痛，对组织无损害，无滞针、断针及针穴感染之可能，不但有类似针灸的作用，同时还有激光本身所引起的一系列生物效应。激光美