usb接口的雕刻机数控系统的改造(附件)
雕刻加工是一种传统的并且被广泛使用的加工手段。随着时代的进步，雕刻机也在不断的进行着改造，变得越来越科技化。本文详细的分析了雕刻机的发展历史，国内外研究情况以及发展趋势。对基于USB接口的雕刻机的组成，各组成的功能作用，雕刻机的工作原理以及雕刻插补的一般插补方式进行分析。通过使用ArtCAM以及CNCUSB软件，用科学的方法还原了雕刻机的工作过程，包含了三维建模、机床设置以及雕刻加工。还通过对实例的分析，概括总结了二维加工、图片加工的软件使用。关键词 雕刻加工， USB，改造 目 录
引言（或绪论）2
1.1 国内外研究现况 2
1.2 数控雕刻系统的运用以及特点 3
1.3 雕刻机的发展趋势 3
1.4 研究内容3
2 雕刻机机床原理4
2.1 计算机数控雕刻系统的组成4
2.2 雕刻机工作原理6
2.3 雕刻机道具的选择6
2.4 插补控制的实现6
3 基于USB数控雕刻系统的改造8
3.1 CNC USB Controller的介绍8
3.2 CNC USB Controller的功能 8
3.3 CNC USB Controller的机床设置8
3.4 系统的改造9
4 雕刻作品制造实例 11
4.1 ArtCAM Pro的介绍11
4.2 二维文字加工 11
4.2.1 沿矢量加工 11
4.2.2 二维轮廓加工 12
4.2.3 区域清除加工 13
4.2.4 V-Bit雕刻加工 14
4.3 二维图形加工 15
4.3.1 ArtCAM 建模设置 16
4.3.2 机床雕刻加工及零件处理 18
4.4 图片建模加工 19
5 存在的问题 23
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 刀具表 27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
雕刻加工 14
4.3 二维图形加工 15
4.3.1 ArtCAM 建模设置 16
4.3.2 机床雕刻加工及零件处理 18
4.4 图片建模加工 19
5 存在的问题 23
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 刀具表 27
附录B G代码 28
1 引言
本文详细的介绍了雕刻机的发展历史，介绍了雕刻机在国内外的发展情况，有条理的分析了国内国外雕刻机的特点以及实用性，还对雕刻机的发展趋势做了一次美好的展望，介绍了雕刻机的特点以及融合USB接口后的雕刻机的发展状况，分析了该系统中所采用的主要usb传输类型和固件中具体的设备请求程序流程。
雕刻加工技术有着悠久的历史来源，有着浓厚的文化底蕴，最早的雕刻技术是用来对艺术品进行雕刻完善，也用这种技术来在艺术品上刻字，使得成品有着良好的视觉冲击力，传统的雕刻技术有着精湛的雕刻技艺，往往赢得人们的青睐[1]。目前雕刻机分为两大类，一种是仿形雕刻机，一种是数控雕刻机。仿形雕刻机主要雕刻加工完成需要有互换性要求的产品，而数控雕刻机主要是用来加工磨具。
随着工业产品开发速度的加快，以及第三次工业革命后计算机的广泛使用使得工业产品的形态呈快速化，多样化，丰富化发展[2]，因此对生产设备要求也在不断提高，这就使得以计算机辅助设计和制造技术，因此以计算机控制雕刻机完成作业因它的简单操作，节省时间，以及较高的性价比，使得这种技术逐渐覆盖传统的雕刻技术，成为现代雕刻技术中的中流砥柱。
USB技术是近几年来飞速发展的一种技术，因它能很好的，效率最大化得与pc机组合，使得基本上所有的电脑上都配有USB接口。而本次研究课题就是将雕刻机结合usb总线传输的方案而展开研究的。本次数控系统在硬件上采用“PC+USB+步进电机驱动板”的结构，不需要外加存储器来存储加工代码，各类的插补运算也是在上层客户软件中完成，采用读入文本形式的NC代码的方式进行加工。
1．1 国内外研究现况
从第三次工业革命后，计算机的要广泛的使用，使得微电子技术跟微形计算机快速发展起来，这就间接的推动了雕刻机的改造，而雕刻机完成从2D到2.5D到如今的3D雕刻机的变革，是雕刻机变得功能更加完善，性能更加稳健，造型更加美观，价格也更加合理。
国外有名的雕刻品牌，例如美国的雕霸，法国的嘉宝以及日本的御牧等[3]，都是雕刻行业里面技术前卫的领导品牌，但是生产出来的产品相对国内来说，价格昂贵，在国内没有普遍使用。随着我国对制造的需量不断增加，雕刻机也获得越来越大的重视，使得雕刻机在我国有了需求，国家也不断的推动着雕刻机产业的迅猛发展。相对于外国来说，我国注重经济型雕刻机的开发研制，数十年来，我国的雕刻机行业迅速发展，已经形成多个品牌，例如上海的洛克公司生产的啄木鸟，北京的精雕数控雕刻机、南京的威客，这些都是在国内雕刻机行业中的领军人物，但是金无足赤，人无完人，我国生产的雕刻机存在着一些缺点，我国的雕刻机产品结构简单，雕刻精度不高，没有国外的先进，但是价钱相对来说比外国的便宜，所以性价比相对国外机械来说，比较高。总而言之，国内的数控雕刻机水平可以概括为以下四点：
1、数控雕刻机的CAD/CAM软件能接受多种刀具路金属及文件。
2、数控装置目前雕刻机的数控装置可分为三种类型，即基于IPC的控制器，基于DSP (Digital Signal Processing)的控制器和基于单片机的控制器[4]，单片机的处理功能较强，DSP控制器处理速度快[5]。
3、加工效率比较低，速度不稳定，运动路径不够平滑。
4、可以实现多任务同时实时进行，意思就是说系统能够控制着两个或者两个以上的任务同时进行雕刻作业。
1．2 数控雕刻系统的运用以及特点
计算机数控雕刻系统是CAD/CAM一体化得典型产品。它包含扫描、编辑、排版、控制雕刻诸多功能[6]，能方便快捷的运用于在种软性料和硬性材料上雕刻出二维图形，文字图形以及三维立体浮雕。运用领域广泛，随着雕刻机的性能的优化[7]，所能雕刻的材料越来越多，，所以计算机雕刻适用范围更加广泛。数控雕刻机主要有高自动化、高精度、雕刻领域广泛的特点。
1．3 雕刻机的发展趋势
随着现代的计算机技术不断发展，科技不断创新，USB的广泛运用，使得雕刻机的性能持续的得到提高，可以说计算机的迅速发展给雕刻机带来了一次改革，促使了雕刻机的进步，下面就来总结几点数控雕刻的发展方向。
1.未
引言（或绪论）2
1.1 国内外研究现况 2
1.2 数控雕刻系统的运用以及特点 3
1.3 雕刻机的发展趋势 3
1.4 研究内容3
2 雕刻机机床原理4
2.1 计算机数控雕刻系统的组成4
2.2 雕刻机工作原理6
2.3 雕刻机道具的选择6
2.4 插补控制的实现6
3 基于USB数控雕刻系统的改造8
3.1 CNC USB Controller的介绍8
3.2 CNC USB Controller的功能 8
3.3 CNC USB Controller的机床设置8
3.4 系统的改造9
4 雕刻作品制造实例 11
4.1 ArtCAM Pro的介绍11
4.2 二维文字加工 11
4.2.1 沿矢量加工 11
4.2.2 二维轮廓加工 12
4.2.3 区域清除加工 13
4.2.4 V-Bit雕刻加工 14
4.3 二维图形加工 15
4.3.1 ArtCAM 建模设置 16
4.3.2 机床雕刻加工及零件处理 18
4.4 图片建模加工 19
5 存在的问题 23
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 刀具表 27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
雕刻加工 14
4.3 二维图形加工 15
4.3.1 ArtCAM 建模设置 16
4.3.2 机床雕刻加工及零件处理 18
4.4 图片建模加工 19
5 存在的问题 23
结论 24
致谢 25
参考文献26
附录A 刀具表 27
附录B G代码 28
1 引言
本文详细的介绍了雕刻机的发展历史，介绍了雕刻机在国内外的发展情况，有条理的分析了国内国外雕刻机的特点以及实用性，还对雕刻机的发展趋势做了一次美好的展望，介绍了雕刻机的特点以及融合USB接口后的雕刻机的发展状况，分析了该系统中所采用的主要usb传输类型和固件中具体的设备请求程序流程。
雕刻加工技术有着悠久的历史来源，有着浓厚的文化底蕴，最早的雕刻技术是用来对艺术品进行雕刻完善，也用这种技术来在艺术品上刻字，使得成品有着良好的视觉冲击力，传统的雕刻技术有着精湛的雕刻技艺，往往赢得人们的青睐[1]。目前雕刻机分为两大类，一种是仿形雕刻机，一种是数控雕刻机。仿形雕刻机主要雕刻加工完成需要有互换性要求的产品，而数控雕刻机主要是用来加工磨具。
随着工业产品开发速度的加快，以及第三次工业革命后计算机的广泛使用使得工业产品的形态呈快速化，多样化，丰富化发展[2]，因此对生产设备要求也在不断提高，这就使得以计算机辅助设计和制造技术，因此以计算机控制雕刻机完成作业因它的简单操作，节省时间，以及较高的性价比，使得这种技术逐渐覆盖传统的雕刻技术，成为现代雕刻技术中的中流砥柱。
USB技术是近几年来飞速发展的一种技术，因它能很好的，效率最大化得与pc机组合，使得基本上所有的电脑上都配有USB接口。而本次研究课题就是将雕刻机结合usb总线传输的方案而展开研究的。本次数控系统在硬件上采用“PC+USB+步进电机驱动板”的结构，不需要外加存储器来存储加工代码，各类的插补运算也是在上层客户软件中完成，采用读入文本形式的NC代码的方式进行加工。
1．1 国内外研究现况
从第三次工业革命后，计算机的要广泛的使用，使得微电子技术跟微形计算机快速发展起来，这就间接的推动了雕刻机的改造，而雕刻机完成从2D到2.5D到如今的3D雕刻机的变革，是雕刻机变得功能更加完善，性能更加稳健，造型更加美观，价格也更加合理。
国外有名的雕刻品牌，例如美国的雕霸，法国的嘉宝以及日本的御牧等[3]，都是雕刻行业里面技术前卫的领导品牌，但是生产出来的产品相对国内来说，价格昂贵，在国内没有普遍使用。随着我国对制造的需量不断增加，雕刻机也获得越来越大的重视，使得雕刻机在我国有了需求，国家也不断的推动着雕刻机产业的迅猛发展。相对于外国来说，我国注重经济型雕刻机的开发研制，数十年来，我国的雕刻机行业迅速发展，已经形成多个品牌，例如上海的洛克公司生产的啄木鸟，北京的精雕数控雕刻机、南京的威客，这些都是在国内雕刻机行业中的领军人物，但是金无足赤，人无完人，我国生产的雕刻机存在着一些缺点，我国的雕刻机产品结构简单，雕刻精度不高，没有国外的先进，但是价钱相对来说比外国的便宜，所以性价比相对国外机械来说，比较高。总而言之，国内的数控雕刻机水平可以概括为以下四点：
1、数控雕刻机的CAD/CAM软件能接受多种刀具路金属及文件。
2、数控装置目前雕刻机的数控装置可分为三种类型，即基于IPC的控制器，基于DSP (Digital Signal Processing)的控制器和基于单片机的控制器[4]，单片机的处理功能较强，DSP控制器处理速度快[5]。
3、加工效率比较低，速度不稳定，运动路径不够平滑。
4、可以实现多任务同时实时进行，意思就是说系统能够控制着两个或者两个以上的任务同时进行雕刻作业。
1．2 数控雕刻系统的运用以及特点
计算机数控雕刻系统是CAD/CAM一体化得典型产品。它包含扫描、编辑、排版、控制雕刻诸多功能[6]，能方便快捷的运用于在种软性料和硬性材料上雕刻出二维图形，文字图形以及三维立体浮雕。运用领域广泛，随着雕刻机的性能的优化[7]，所能雕刻的材料越来越多，，所以计算机雕刻适用范围更加广泛。数控雕刻机主要有高自动化、高精度、雕刻领域广泛的特点。
1．3 雕刻机的发展趋势
随着现代的计算机技术不断发展，科技不断创新，USB的广泛运用，使得雕刻机的性能持续的得到提高，可以说计算机的迅速发展给雕刻机带来了一次改革，促使了雕刻机的进步，下面就来总结几点数控雕刻的发展方向。
1.未
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