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摘    要
机电一体化广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体，它是当今世界机械工业技术和产品发展的主要趋势。三维机械雕刻机是一种典型的机电一体化产品，在广告制作行业具有较大的市场前景。
本文从系统的观点出发，根据机电一体化产品设计的基本原理、关键技术和研制原则，制定了广告型三维机械雕刻机的总体设计方案，详细地分析了雕刻机系统的总体布局和结构方案、数控系统的运动方式以及主运动和进给运动系统的选择等，同时进行了机械系统的设计和实现，包括主运动和进给运动的设计计算，控制系统的设计，以及“三维雕刻”插补算法的选择、分析和实现过程，实现了该雕刻机系统的初步优化。
本课题的目的在于设计一种三维雕刻机，实现自动化、高速度、高精度的数控雕刻机加工，增强实用性和高效性。
关键词：雕刻机,数控系统,机电一体化,三维，插补算法

目   录
摘  要   Ⅰ
ABSTRACT（英文摘要）   Ⅱ
目  录   Ⅲ
第一章 引  言  1
1.1 雕刻机概述  1
1.1.1 雕刻机的发展现状  1
1.1.2 研制的雕刻机的特点  2
1.2 雕刻机的研制目标  3
1.3研制雕刻机的目的和意义  3
第二章 广告型三维机械雕刻机的总体设计方案  5
2.1 几种雕刻机的简介  5
2.1.1 雕刻机的特点  5
2.1.2 进口雕刻机的总体设计  5
2.2 广告型三维机械雕刻机的总体方案  6
2.2.1 主要内容  6
2.2.2 总体布局  6
2.2.3 坐标系的确定  8
2.2.4 雕刻机的数控系统  9
2.2.5 雕刻机的机械部分  12
2.2.6 雕刻机的控制部分  14
第三章 广告型三维机械雕刻机机械系统的设计  19
3.1 设计参数的确定  19
3.2切削力、切削扭矩和切削功率的计算  20
3.3 主运动系统的设计计算  23
3.3.1 主运动系统传动链的组成  23
3.3.2 主轴电动机的设计计算  23
3.3.3 平皮带和带轮的设计计算  24
3.4 进给运动系统的设计计算  26
3.4.1 进给系统传动链的组成  26
3.4.2 滚珠丝杠副的设计计算  27
3.4.3 工作台进给电动机的设计计算  31
3.4.4 工作台直线导轨副的设计计算  32
3.4.5 同步带及带轮的设计计算  33
第四章 广告型三维机械雕刻机的控制系统设计  36
4.1 雕刻机控制系统的硬件设计  36
4.1.1 控制系统的硬件组成  36
4.1.2 存储器及扩展电路  37
4.1.3 面板操作键  38
4.1.4 功能选择开关  39
4.1.5 显示器的选择  40
4.2 电源  40
4.3 新型插补算法  41
结论  44
参考文献  45
致谢及声明  46