激光雕刻机械平台设计(附件)
激光雕刻加工是现代新兴的一种特种加工方式，并且广泛地被应用于各行各业。本课题主要进行机械传动平台的设计。分析了激光雕刻平台的机械结构，确定雕刻平台基本结构设计；分析激光雕刻平台的驱动方案以及机械传动设计；对激光雕刻平台各个机械部分包括底座，旋转支架，电控旋转台进行分析设计，并通过三维设计软件进行了机构实体建模、零件装配和运动仿真。最后，从安全和经济两个非技术要素方面对激光雕刻平台进行分析。关键词 激光雕刻平台，机械设计，运动仿真，非技术要素
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景和研究意义 1
1.2 激光雕刻机的国内外发展状况 1
1.2.1 国内研究现状 1
1.2.2 国外研究研究现状 2
1.3 研究方法 4
1.3.1 伺服驱动 4
1.3.2 传动机构 5
1.3.3 执行部分 5
2 激光雕刻机总体设计 5
2.1 整体结构设计 5
2.1.1 激光雕刻平台的任务要求 5
2.1.2 激光雕刻平台的基本结构 5
2.2 激光雕刻机驱动方案设计 6
2.2.1典型驱动方案比较 6
2.2.2雕刻机驱动方案确定 7
2.3 激光雕刻机传动方案设计 7
2.3.1常见的传动机构 8
2.3.2各部分传动方案设计 9
2.3.3 电机选择 10
2.4 激光雕刻机激光器设计 11
3 激光雕刻机机械结构 11
3.1 激光雕刻机底座的设计 11
3.2 激光雕刻机工作台支架的设计 12
3.3 激光雕刻机传动副设计 14
3.3.1 传动副的结构设计 14
3.3.2 蜗轮蜗杆的设计 15
3.3.3 蜗轮蜗杆三维设计 15
3.4 激光雕刻机电控旋转台设计 16
3.4.1 电控旋转台设计要求 16
3.4.2 电控旋转台结构设计 17
4 激光雕刻机装配及运动仿真 19
4.1 激光雕刻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
机装配 19
4.2 激光雕刻机运动仿真 20
5 激光雕刻机非技术要素分析 21
5.1 安全性分析 21
5.2 经济性分析 23
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
激光的产生标志着一门新学科的出现。自上世纪60年代以来，激光加工技术发展迅速。随着科学技术的进步，激光加工技术也被加入到雕刻行业，例如新的激光雕刻行业。激光雕刻是一种非接触式加工。具有较强的硬度但对其他物体不会产生损害，同时有着工作效果好以及耗费时间短等特点[1]。
本文进行的毕业设计是在国内外科研成果的基础上进行的研究，从目前来看，激光技术已经运用于很多行业，并且能够在许多物体上刻画出所要设计的图案，最终达到人们的所需，加工的形式呈现多样化，包括在三维物体上和平面物体上进行雕刻，进行雕刻的机械设备也应当具备高精度的仪器，该毕业设计主要是对进行雕刻技术的传动平台进行设计。在进行雕刻机的设计时应当考虑使用精度的情况，通过所需精度的情况构建模型，并加入相关零部件使其更能够接近机械的运作。现在使用的激光加工技术和之前的方式相比，在技术水平上了有了更高的提升，并且使用较为方便、生产效率高等优势。所以，鉴于雕刻技术的优势能够更加广泛的运用于各行各业中。随着生产技术水平的提高，中小企业在激光雕刻方面的精度越来越高，使用用途也更加广泛。目前国内外关于雕刻机的研究较多，在传动方面取得了很大的成就。在分析现有激光雕刻机的传输结构后，提出了一种新的设计方案。
1.2 激光雕刻机的国内外发展状况
1.2.1 国内研究现状
随着生产领域内对雕刻技术的普遍认可和广泛认同，这种技术已经慢慢的渗入到各行各业中，随着雕刻技术的更加普及，进行研发和生产激光设备的国内公司和国外代理商近几年来增加了很多厂商，雕刻市场变得异常火爆。但是，我国国内的激光设备的生产都是关于激光平面雕刻的，许多公司或研究单位没有能力研制三维激光雕刻平台[2]。国内进行3D雕刻还是延续了较为普遍的手工雕刻和机械雕刻的方式。实际上，两种雕刻之间都存在着不足，并不能适用于所有工艺美术品的雕刻。国内存在几家激光研究机构开始着手研究三维雕刻技术，在这几家研究机构中技术水平最好的还是北京雕塑。它赢得了巨大的市场，成功地解决了精细的雕刻模具。然而，由于机械雕刻的固有局限性，仍有许多无法实现的高端雕塑。在一些地区，进行工艺或者美术品的雕刻时会选择一些较为成熟的手工技术进行。
桂林星激光是激光雕刻模具比较成功的，主要用于模具制造行业，具有强大的激光打标机，目前销售情况良好。但由于它的雕刻技术只能雕刻平面人物和图案，它与三维激光雕刻有一定距离，所以在这一领域仍然无法展示它的身手。激光立体雕刻系统使用了三维激光技术，是激光技术领域内实现的又一大进步，代表了新兴激光技术的发展。激光立体雕刻的使用方法是运用高能激光束进行各种形状的雕刻，最终刻画出图案。此外，三维激光雕刻不同于之前的水晶雕刻技术，水晶雕刻仅限于水晶工艺品，并且呈现密集度成像的立体影像，。但激光立体雕刻的技术水平实现了进一步的提高，在CAD中进行绘图和设计，应用的领域也更加广泛，包括产品的加工和模具雕刻[3]。
目前国内雕刻机市场中存在着诸多厂商，包括国内品牌和国外品牌，国内品牌较为著名有大族激光和北京雕刻，国外较为著名的品牌有牧野和哈斯，这都属于国内外市场较为著名的公司。它们有着成熟的雕刻技术和良好额雕刻质量，并且机械设备属于高精度行业。这些大厂商生产的雕刻机固然质量较好但价格比较高昂，对于一般的个人和中小企业来说负担较大。小型雕刻机的出现能够解决中小企业和个人的顾虑，价格适中并且便捷方便推广了雕刻机的适用领域[4]。
目 录
1 绪论 1
1.1 选题背景和研究意义 1
1.2 激光雕刻机的国内外发展状况 1
1.2.1 国内研究现状 1
1.2.2 国外研究研究现状 2
1.3 研究方法 4
1.3.1 伺服驱动 4
1.3.2 传动机构 5
1.3.3 执行部分 5
2 激光雕刻机总体设计 5
2.1 整体结构设计 5
2.1.1 激光雕刻平台的任务要求 5
2.1.2 激光雕刻平台的基本结构 5
2.2 激光雕刻机驱动方案设计 6
2.2.1典型驱动方案比较 6
2.2.2雕刻机驱动方案确定 7
2.3 激光雕刻机传动方案设计 7
2.3.1常见的传动机构 8
2.3.2各部分传动方案设计 9
2.3.3 电机选择 10
2.4 激光雕刻机激光器设计 11
3 激光雕刻机机械结构 11
3.1 激光雕刻机底座的设计 11
3.2 激光雕刻机工作台支架的设计 12
3.3 激光雕刻机传动副设计 14
3.3.1 传动副的结构设计 14
3.3.2 蜗轮蜗杆的设计 15
3.3.3 蜗轮蜗杆三维设计 15
3.4 激光雕刻机电控旋转台设计 16
3.4.1 电控旋转台设计要求 16
3.4.2 电控旋转台结构设计 17
4 激光雕刻机装配及运动仿真 19
4.1 激光雕刻 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
机装配 19
4.2 激光雕刻机运动仿真 20
5 激光雕刻机非技术要素分析 21
5.1 安全性分析 21
5.2 经济性分析 23
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
1 绪论
1.1 选题背景和研究意义
激光的产生标志着一门新学科的出现。自上世纪60年代以来，激光加工技术发展迅速。随着科学技术的进步，激光加工技术也被加入到雕刻行业，例如新的激光雕刻行业。激光雕刻是一种非接触式加工。具有较强的硬度但对其他物体不会产生损害，同时有着工作效果好以及耗费时间短等特点[1]。
本文进行的毕业设计是在国内外科研成果的基础上进行的研究，从目前来看，激光技术已经运用于很多行业，并且能够在许多物体上刻画出所要设计的图案，最终达到人们的所需，加工的形式呈现多样化，包括在三维物体上和平面物体上进行雕刻，进行雕刻的机械设备也应当具备高精度的仪器，该毕业设计主要是对进行雕刻技术的传动平台进行设计。在进行雕刻机的设计时应当考虑使用精度的情况，通过所需精度的情况构建模型，并加入相关零部件使其更能够接近机械的运作。现在使用的激光加工技术和之前的方式相比，在技术水平上了有了更高的提升，并且使用较为方便、生产效率高等优势。所以，鉴于雕刻技术的优势能够更加广泛的运用于各行各业中。随着生产技术水平的提高，中小企业在激光雕刻方面的精度越来越高，使用用途也更加广泛。目前国内外关于雕刻机的研究较多，在传动方面取得了很大的成就。在分析现有激光雕刻机的传输结构后，提出了一种新的设计方案。
1.2 激光雕刻机的国内外发展状况
1.2.1 国内研究现状
随着生产领域内对雕刻技术的普遍认可和广泛认同，这种技术已经慢慢的渗入到各行各业中，随着雕刻技术的更加普及，进行研发和生产激光设备的国内公司和国外代理商近几年来增加了很多厂商，雕刻市场变得异常火爆。但是，我国国内的激光设备的生产都是关于激光平面雕刻的，许多公司或研究单位没有能力研制三维激光雕刻平台[2]。国内进行3D雕刻还是延续了较为普遍的手工雕刻和机械雕刻的方式。实际上，两种雕刻之间都存在着不足，并不能适用于所有工艺美术品的雕刻。国内存在几家激光研究机构开始着手研究三维雕刻技术，在这几家研究机构中技术水平最好的还是北京雕塑。它赢得了巨大的市场，成功地解决了精细的雕刻模具。然而，由于机械雕刻的固有局限性，仍有许多无法实现的高端雕塑。在一些地区，进行工艺或者美术品的雕刻时会选择一些较为成熟的手工技术进行。
桂林星激光是激光雕刻模具比较成功的，主要用于模具制造行业，具有强大的激光打标机，目前销售情况良好。但由于它的雕刻技术只能雕刻平面人物和图案，它与三维激光雕刻有一定距离，所以在这一领域仍然无法展示它的身手。激光立体雕刻系统使用了三维激光技术，是激光技术领域内实现的又一大进步，代表了新兴激光技术的发展。激光立体雕刻的使用方法是运用高能激光束进行各种形状的雕刻，最终刻画出图案。此外，三维激光雕刻不同于之前的水晶雕刻技术，水晶雕刻仅限于水晶工艺品，并且呈现密集度成像的立体影像，。但激光立体雕刻的技术水平实现了进一步的提高，在CAD中进行绘图和设计，应用的领域也更加广泛，包括产品的加工和模具雕刻[3]。
目前国内雕刻机市场中存在着诸多厂商，包括国内品牌和国外品牌，国内品牌较为著名有大族激光和北京雕刻，国外较为著名的品牌有牧野和哈斯，这都属于国内外市场较为著名的公司。它们有着成熟的雕刻技术和良好额雕刻质量，并且机械设备属于高精度行业。这些大厂商生产的雕刻机固然质量较好但价格比较高昂，对于一般的个人和中小企业来说负担较大。小型雕刻机的出现能够解决中小企业和个人的顾虑，价格适中并且便捷方便推广了雕刻机的适用领域[4]。
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