激光切割機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)研究.pdf

1、激光切割機(jī)控制系統(tǒng)的改進(jìn)研究測試計(jì)量技術(shù)及儀器研究生李文華指導(dǎo)教師周肇飛隨著制造加工技術(shù)的快速發(fā)展，各種加工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，尤其是激光切割(雕刻)加工技術(shù)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。本課題主要結(jié)合激光切割加工技術(shù)在雕刻領(lǐng)域的應(yīng)用來展開，比如我們常見的廣告字體，或者辦公用章，這些都是很常見的激光雕刻技術(shù)，因此該技術(shù)在市場有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用。我們通過對現(xiàn)有切割機(jī)(雕刻機(jī))的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這些產(chǎn)品仍然存在著或是成本偏高，或是效率低，可靠性不足的問題

2、，因此本課題的主要任務(wù)就是重新設(shè)計(jì)一款既是低成本，又是高效率高可靠性的切割機(jī)(雕刻機(jī))。 針對上述目標(biāo)，完成了以下研究工作：一、重新制作了雕刻機(jī)軟件，含以下功能：1)編寫了更加方便操作的軟件界面。用戶可以直接在界面內(nèi)編輯文字大小、格式、字體。同時，軟件界面上標(biāo)出了實(shí)際雕刻平臺的尺度，用戶可以對照得知所刻字體的實(shí)際大小。 2)文字編輯功能，按刻字平臺大小，按比例顯示在界面上，方便用戶在雕刻前知道實(shí)際的雕刻出來的文字大小。

3、 3)文字輪廓識別功能。我們設(shè)計(jì)一個文字輪廓識別的方法，可以將文字外圍輪廓計(jì)算出來，然后進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成為雕刻機(jī)的運(yùn)動指令，這些指令被單片機(jī)系統(tǒng)用來指揮雕刻機(jī)進(jìn)行雕刻。除了可以識別文字外，對圖形的識別也是可以的，其原理與文字識別類似。 4)雕刻進(jìn)度顯示，對于工人的操作有指導(dǎo)意義。以往的雕刻機(jī)在雕刻過程中沒有進(jìn)度指示，操作人員往往不知道雕刻過程還要持續(xù)多久。我們把雕刻進(jìn)度顯示在軟件界面的最上方，該進(jìn)度顯示出雕刻指令的總數(shù)以及當(dāng)前

4、已經(jīng)執(zhí)行到第幾條指令，從而方便操作人員估計(jì)工作時間。 二、重新制作了硬件，含以下功能：1)設(shè)計(jì)單片機(jī)硬件電路，控制步進(jìn)電機(jī)。首先重新設(shè)計(jì)電路原理圖，然后做成PCB，采用PROTEL電路設(shè)計(jì)工具。單片機(jī)采用STC89C58，該型號單片機(jī)具有大存儲容量(用于存儲雕刻指令)，超強(qiáng)抗干擾能力，輕松過2KV/4KV快速脈沖干擾(EFT)，加密性強(qiáng)，無法解密(而ATMEL，PHILIP的51單片機(jī)均可解密)，使得本產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)得以保護(hù)，不

5、易被其他廠家所仿制。 2)編寫單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)從上位機(jī)下載雕刻數(shù)據(jù)，并執(zhí)行。單片機(jī)程序采用keil開發(fā)工具，用C51編寫，代碼執(zhí)行效率高，開發(fā)速度快，可以直接生成HEX文件燒寫入單片機(jī)內(nèi)。單片機(jī)燒寫采用最新的串口ISP技術(shù)，無需外加編程器，降低了開發(fā)成本。從上位機(jī)下載的雕刻指令存儲在單片機(jī)內(nèi)部的FLASH內(nèi)。 3)實(shí)現(xiàn)脫機(jī)工作，增強(qiáng)系統(tǒng)實(shí)時性，降低產(chǎn)品成本。研究創(chuàng)新點(diǎn)與改進(jìn)后的優(yōu)勢：1)降低了成本：改用單片機(jī)控制，節(jié)省了