三軸數(shù)控雕刻機(jī)設(shè)計(jì)含開題及7張CAD圖
三軸數(shù)控雕刻機(jī)設(shè)計(jì)含開題及7張CAD圖,數(shù)控,雕刻,設(shè)計(jì),開題,CAD
前言部分: 雕刻機(jī)(Engraving Plotter),是一種用于在木材、玉石、象牙以及金屬等材料上雕刻字和圖案的機(jī)器設(shè)備[1]。
雕刻技術(shù)已經(jīng)有幾千年的歷史了,我國(guó)在考古時(shí)發(fā)現(xiàn)的“人面網(wǎng)紋盆”的制作就使用到了雕刻工藝,因而該技術(shù)在遠(yuǎn)古的母系氏族的時(shí)候就已經(jīng)出現(xiàn)了,我國(guó)古代四大發(fā)明之一的活字印刷術(shù)就是對(duì)雕刻工藝的最典型使用,該技術(shù)將字體雕刻在印模上可以實(shí)現(xiàn)對(duì)書籍等的大量快速印刷[2-6]。除了活字印刷術(shù)外,我國(guó)古代及當(dāng)今還有很多精美絕倫的手工雕刻藝術(shù)品。伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展,雕刻行業(yè)發(fā)生著巨大的變化,現(xiàn)如今人們對(duì)雕刻機(jī)有了全新的認(rèn)識(shí),數(shù)控木工雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)等電腦雕刻加工的興起與發(fā)展是時(shí)代發(fā)展的需要,電腦雕刻代替機(jī)械已是大勢(shì)所趨。以廣告業(yè)為例,許多廣告行業(yè)的客戶都經(jīng)歷過從手工刻字到使用電腦刻字機(jī),廣告雕刻機(jī)的使用實(shí)現(xiàn)了機(jī)械代替手工的飛躍,電腦代替了人腦,字體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范同時(shí)又大大提高了生產(chǎn)效率[7]。
主體部分: 雕刻機(jī)是工業(yè)革命后產(chǎn)生的,起初的雕刻機(jī)是手動(dòng)進(jìn)行控制,全球第一個(gè)手動(dòng)控制的雕刻機(jī)是1938年在法國(guó)誕生的,后面隨著電氣化的不斷發(fā)展,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可以很好的代替手動(dòng)控制,在這種背景下電動(dòng)雕刻機(jī)在1950年問世,后面在20世紀(jì)90年代后,雕刻計(jì)的控制技術(shù)越來越成熟,這也使得雕刻機(jī)對(duì)形狀復(fù)雜的雕刻工藝通過二維以及三維控制的方式實(shí)現(xiàn),其對(duì)復(fù)雜工藝品加工的工藝性已經(jīng)可以媲美人工甚至超過手工雕刻的工藝性,從20世紀(jì)90年代到目前,通過雕刻機(jī)可加工的產(chǎn)品的范圍日益增大,其加工的產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛,在最初的時(shí)候雕刻機(jī)主要被使用在雕刻印章,主要是雕刻名字,后面在房屋外表及門窗裝飾品的雕刻的上應(yīng)用變得日益增多,現(xiàn)在隨處可見的復(fù)雜工藝品大多是雕刻機(jī)加工而成的。如圖1.1所示是雕刻機(jī)加工的一些工藝品[9-12]。
圖1 部分雕刻工藝品
我國(guó)在改革開發(fā)后一方面經(jīng)濟(jì)得到了前所未有得快速發(fā)展,機(jī)械制造行業(yè)也得到了迅速發(fā)展,同時(shí)使得我國(guó)對(duì)雕刻機(jī)技術(shù)得到了很好的發(fā)展,以及我國(guó)雕刻機(jī)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,我國(guó)的雕刻機(jī)在經(jīng)過改革開放后的幾十年的發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)可以造出質(zhì)量相當(dāng)不錯(cuò)的雕刻機(jī),但是由于我國(guó)工業(yè)化起步較晚,制造出來的雕刻機(jī)性能方面是遜色于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家的,我國(guó)很多雕刻機(jī)知名公司生產(chǎn)出來的雕刻機(jī)整體組成比較簡(jiǎn)單,通常都使用PC 作為雕刻機(jī)的的控制系統(tǒng),動(dòng)力提供部分主要是步進(jìn)電機(jī)為,因而這些雕刻機(jī)定位于中等精度,此類雕刻機(jī)產(chǎn)品有,名字為精雕數(shù)控雕刻機(jī),它是由我國(guó)北京精雕公司制造出來的,以及名字為啄木鳥的數(shù)控雕刻機(jī),它是由上海洛克公司制造出來,還有名字為威克數(shù)控雕刻機(jī),它是由我國(guó)南京科能公司生產(chǎn)出來的,當(dāng)然上述雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)制造成本也相對(duì)較低[13-16]。
工業(yè)革命最先發(fā)起的發(fā)達(dá)的歐美發(fā)達(dá)國(guó)家像美國(guó)和英國(guó)以及意大利和日本,他們?cè)诘窨虣C(jī)領(lǐng)域的技術(shù)是比較先進(jìn),這些國(guó)家的雕刻機(jī)制造廠,生產(chǎn)的雕刻機(jī)機(jī)械零件部分加工精度高,控制部分采用閉環(huán)控制,控制精度高,動(dòng)力提供件一般采用可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的伺服電機(jī),故而雕刻機(jī)整體精度高此類雕刻機(jī)產(chǎn)品有,全量數(shù)控雕刻機(jī),它是由日本的廠家制造出來的,以及左拉數(shù)控雕刻機(jī),它是有意大利的廠家制造出來的,當(dāng)然上述雕刻機(jī)的設(shè)計(jì)制造成本也相對(duì)較高。
總結(jié) : 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,以及機(jī)電一體化技術(shù)不斷推動(dòng)著制造業(yè)的發(fā)展,當(dāng)今社會(huì)對(duì)對(duì)雕刻機(jī)的精度要求和數(shù)量需求不斷增大,通過對(duì)雕刻機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析,可以知道我國(guó)在高精度雕刻機(jī)研制方面仍有不足,高精度雕刻機(jī)還有很大的發(fā)展空間,我國(guó)通過進(jìn)口的歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家制造的高精度雕刻機(jī),成本很高,因而在機(jī)電一體化發(fā)展的大背景下,通過不斷鉆研使得我國(guó)能夠生產(chǎn)處包含高控制精度閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)和高精度傳動(dòng)系統(tǒng)的以及成本相對(duì)較低的雕刻機(jī),是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)必須完成的任務(wù),本文以此為出發(fā)點(diǎn),研制了多功能三維雕刻機(jī)。
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