激光雕刻论文图文.doc

目 录绪论11.1题背景及意义11.2国内外研究概况21.3设计要求21.4主要研究内容22 系统组成及其工作原理32.1系统的组成32.2系统的工作原理43 硬件电路的设计43.1系统机械结构设计43.2 基于Atmel 328构成的最小系统73.1.1复位系统83.3 电机驱动模块93.4继电器驱动激光头电路113.5电源电路124 软件系统设计及系统调试134.1下位机程序的烧写134.2 上位机软件Grbl Controller174.2.1 Grbl Controller简介174.2.2 解读Grbl Controller 源码194.3连接电路204.4装配机械结构224.5生成NC文件254.5.1微店管家使用254.5.2ARTCAM使用简介264.6调试过程问题以及解决方法284.7误差分析以及避免方法295 总结与展望305.1总结305.2展望30参考文献30附录一机械原理图与实物图31附录二所有元器件以及购物清单32附录三 修改后的部分代码33致谢34基于AVR的激光雕刻机设计绪论1.1题背景及意义 激光雕刻机（Laser Engraving ）加工物件是依靠数控技术为基础，激光为加工媒介。加工物件在激光雕刻照射下瞬间的熔化和气化的物理变性，能使激光雕刻达到加工的目的。激光加工特点：与材料表面没有接触，不受机械运动影响，表面不会变形，一般无需固定。它不受材料的束缚，加工材料要求比较低。激光雕刻机的加工精度高，并且加工速度快，应用领域很广泛。它的加工平台是由计算机控制、电机传 动、皮带和滑动轮带动，采用逐点标记方法使用激光雕刻出各种文字，符号和图案等等，它能很好的识别真伪，对于追踪产品质量有特殊的意义。用激光雕刻和切割物体，过程简单，耗资较低，如同在打印机打印纸张一样。上位机软件Grbl Controller可以在Windowsxp和linux等多系统环境下使用。平面建模软件 ，如CorelDraw、ArtCam等进行设计 ，扫描得到的图形，矢量化的图文及多种CAD文件都可轻松地“打印”到雕 刻机中。与打印机打印不同的地方是，打印机将墨粉涂抹到纸张上，而激光雕刻是将高能量的激光束射到木制品、亚克力、塑料制品、石材等材料表面之上使材料发生化学变化从而达到雕刻效果。激光的出现在短短的时间内已经改变了人们的生活，改变了生活得方方面面，带动了产业的变革。总的来说激光雕刻具有以下几个特点：1、 对材料要求比较少，而且对材料表面几乎没有任何伤害。由于发生的化学反应会使材料瞬间气化，所以雕刻相对传统工艺更加安全。2、 范围广泛并且雕刻成本相对较低。3、 精确细致，雕刻精度相对比较高。该激光雕刻机由于激光头瓦数（100mw蓝紫激光头）较小所以只能雕刻纸制品，皮革，竹片，木板有色塑料等材料。1.2国内外研究概况激光是20世纪以来人类的又一重大发明，它的原理早在1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现，并带动了一些新型学科的发展，如全息光学、傅立叶光学、非线性光学、光化学等。我国激光雕刻平面市场一直紧跟世界发展潮流，但是，几乎国内的所有激光设备都滞留在平面雕刻的阶段，到目前为止依然没有一家企业或科学技术研究所能拿出一台三维激光雕刻机。一些精细的三维模型依旧依靠机器雕刻，或者手工雕刻。但是机雕和手雕都有很大的局限性和弱点，制约了精雕工艺的发展。1.3设计要求本次毕业设计主要要求为：1. 学习了解AVR控制器结构与工作原理；2. 学习和掌握solidwork软件绘制机械；3. 掌握Altium Designer 09绘制Pcb双面电路板的方法；4. 掌握GrblController软件的使用；5. 掌握ArtCam绘制矢量图并生成G代码；1.4主要研究内容本次课题使用Atmel 328为主控芯片来实现对物体进行激光雕刻。主要有： 操控Arduino IDE开发平台来进行arduino 2560系列编程实现各项功能；1. 上位机软件Grbl Controller的调试及更改关键代码；2. 6560步进电机驱动电路板的研究；3. 电源电路及继电器开关电路的研究；4. 绘制矢量图软件ArtCam的使用；2 系统组成及其工作原理2.1系统的组成 基于AVR的激光雕刻机设计主要是基于Atmel 公司的328系列芯片实现的，其设计有13个数字输入输出端口，以及5个模拟信号端口。而且基于该芯片的最小开发系统板Arduino Nano体积小巧。它可以轻松的插在任何一个DIP插座或者是面包板上。它具有一个USART接口（通用同步/异步接收器/发送器）以及一个TWI（两线串行接口）外围设备，在Nano上它的SDA和SCL脚在模拟输入引脚A4和A5口。此外由于体积较小它只有一个USB口作为供电和下载的作用。设计的激光雕刻机从电子线路上主要包括以下几个模块：激光头继电器模块，电源模块，电机及其驱动电路模块。整个系统工作框图如图1.1所示。生成G代码电源电路激光头运动开始雕刻驱动继电器电路驱动X，Y轴步进电机下位机arduinoNano解析G代码生成刀路上位机（Grbl Controller）刻画模型导入图片 图1.1系统结构框图2.2系统的工作原理主控是基于AVR单片机的控制器，编译时所采用的编译环境是Arduino IDE 1.6.1，编写采用的机器语言是C+。如果想要激光雕刻机工作应该更改其头文件，需要在<config.h>文件中设置。头文件部分代码如图所示。该段代码定义了板子传输速率，和复位EEPROM的文件名称。 图2.1 部分头文件代码示例实际上当人们使用激光雕刻机雕刻时，需要通过一个界面进行控制和观测，我们使用的上位机是Grbl Controller软件。该软件是一款全部开源的软件，它的作用主要是将待打印模型图生成数控代码传输到激光雕刻机的主控板中，并且可以在软件中看到打印机的工作情况（激光的暗灭、XY两主轴的位置参数、当前打印状态等），同时能够在特殊情况下进行手动调整参数。即通过上位机软件来控制下位机的运动。3 硬件电路的设计3.1系统机械结构设计 本次课程设计所采用的是十字滑台结构，该结构的主要特点是只有X，Y两个主轴，易于实现在实际生产生活中便于拿取。这次设计主要是由丝杆和同步轮来控制激光头的走向。实现其在水平面上的运动。如下图所示。 十字滑台是立式加工中心的关键零 部件之一，主要起支承工作台并使之沿 X 轴方向作左右运动的作用。十字滑台（又名滑鞍）的刚度和固有频率直接影响机 床整机的刚度和固有频率，并最终影响 机床的加工精度。如图3.1所示3D仿真模型十字滑台结构图3.2实物所示十字滑台结构 电机与丝杆之间通过联轴器实现连接实现了X，Y轴的运动：图3.3步进电机与丝杆连接而两个平行的X（Y）轴丝杆利用同步带和同步轮实现联动：图3.4 3D建模与实物图所示同步带带动另外Y轴进行运动机械设计主要分为以下几个步骤：1. 利用Solidworks软件进行3D模型的建立；2. 利用Solidworks软件进行受力分析，更改模型得到最终3D图样；3. 利用3D打印机打印一些精度要求较低，受力较小的器件；4. 按照图形尺寸购买所需丝杆，同步带，同步轮；5. 按照图纸所示进行装配；3.2 基于Atmel 328构成的最小系统 此次设计的主控芯片室友Atmel 328构成的最小系统，简称Arduino Nano。首先介绍一下本次毕业设计主控芯片Atmel 328系列芯片：图3.5所示ATmega328的简化框图技术参数处理器程序存储器数据存储器EEPROM芯片引脚数字I/O引脚模拟输入PWM输出串口Arduino NanoATmega32832KB2KB1KB28/32*14661Arduino Nano其技术参数如表3.1所示：表3.1 Nano技术参数通过链接到PC的USB线给它供电。USB标准允许向另外一个未枚举USB设备（就是插入USB总线但是没有向主机报告自己身份的设备，例如USB电源转接头）提供5.0V最大100mA的电流，而枚举了的USB设备最多可以提供500mA的电流。Nano上还设置了一个3.3V稳压器。其工作时钟一般为16MHz，每一路能输出和接入最大电流为40mA。图3.6 最小系统此外，某些引脚有特异功能，串行信号：串行0 - 0（RX）和1（TX）；。串行端口0和内部USB TTL atmega8u2芯片连接到接收信号提供串口TTL电平。2路外部中断：2(中断0)，3(中断 1)。触发中断的方式有多种，可设置为上升沿触发、或者设置为下降沿触。6路PWM脉冲宽度调制（3，5，6，8，9，10）：提供8位PWM输出。含有SPI通信接口Arduino用于测试其好坏的LED的接口，当输出给LED为高电平是LED亮，当输出给LED为低电平是LED灭。其中6模拟量输入：每条道路都有10位分辨率（即，1024个不同的值），默认的输入信号范围为05V。3.1.1复位系统复位电路肩负着上单片机在程序执行出现问题时复位的角色，复位引脚RESET和复位电路之间有一个触发器开关，其作用是减少噪声干扰，每经过一个机器周期，复位电路通过输出电平采样，之后根据所需要的信号进行内部复位操作。在单片机的时钟电路正常工作后，当RST引脚上连续给出两个机器周期的1时，芯片就会自动默认复位操作。图3.7复位电路3.3 电机驱动模块 电机驱动使用TB6560AHQ作为驱动芯片，驱动2个2相42步进电机。图3.8 6560驱动正面照功能简介：1. 工作电压直流10V-35V。建议使用开关电源DC24V供电。2. 采用6N137高速光藕，保证高速不失步。3. 采用东芝TB6560AHQ全新原装芯片，内有低压关断、过热停车及过流保护电路， 保证最优性能。4. 额定最大输出为：±3A，峰值3.5A。5. 适合42，57步进3A以内的两相/四相/四线/六线步进电机，不适合超过3A的步进电机。6. 自动半流功能。7. 细分：整步，半步，1/8步，1/16步，最大16细分。在同类产品中的特色：1、电流级逐可调，满足多种应用需求。2、自动半流可调。3、采用6N137高速光藕，保证高速不失步。4、电流采样电阻采用高精度、大功率电阻，保证电机稳定运行。5、板印设置说明，不用说明书亦可操作。6、采用厚密齿散热器，散热良好。表3.2 6560工作电流设置表3.3 静止时最小电流 静止时最小电流一般设置为20%。表3.4 电机驱动细分设置和衰减设置经过查阅资料得知，2相42步进电机额定电流为1.5A，但实际操作中给1.5A电机发热太严重，所以最后决定给1.2A电流。本次毕业设计中T8丝杆导程为8mm（滑块转动一周走过的行程为8mm），所以设置为8倍细分。即拨码开关数值表3.5 拨码开关数值数值SW1SW2SW3S1S2S3S4S5S600011100111至此步进电机设置完毕。2相42电机1.2A工作电流点击扭力为：（P为工作功率；n为输出的转速） 经计算得到2相42电机扭矩为5.5kg/cm，可以满足X，Y轴运动。主控板采用16MHz晶振，2相42步进电机步距角为：，采用8倍细分驱动，连接一个30mm长的丝杆所以最小单个脉冲可转动最小距离为： 该精度基本可以满足一般雕刻要求。导程为8mm的T8丝杆，所以X，Y轴电机参数为： 即200个脉冲电机转动一周。3.4继电器驱动激光头电路 激光头只有两种状态，用继电器开关控制即可。而且5v继电器响应状态以及相应时间可以满足激光头活动状态。采用电磁继电器，电磁继电器工作原理和特性是电磁式继电器，这种继电器由铁芯，线圈，衔铁，触电簧片等组成。只要在继电器线圈两端加上电压，线圈中就会有电流流过，有电磁感应得知，此时会产生磁力，衔铁就会在电磁力的作用下克服弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断开点以后，磁力随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回，使动触点与的静触点（常闭触点）吸合。通过电磁的效应，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。区分继电器的“常开、常闭”触点：通常是根据继电器线圈未通电时处于断开的静触点，称为“常开触点”；处于接通的静触点称为“常闭触点”。 图3.12 继电器电路通过三极管达到控制电流的作用使继电器可以闭合或者断开。3.5电源电路 在本次设计中电源电路主要有两部分：1.为电机驱动板提供电源；2.为激光头提供5V电源；图3.13 24v开关电源及其接线图接220v转24v电源，驱动板电源电路：激光头5v供电电源用3节5号电池代替。效果也是很理想的。4 软件系统设计及系统调试4.1下位机程序的烧写 上位机软件的烧写主要是讲 .hex文件烧入到AVR中从而控制X，Y轴电机按照NC代码进行雕刻。主要分为以下几个步骤：1. 下载工程文件（ ZIP即可下载工程文件图4.1 Grbl controller 官网2. 下载WinAVR和OpenJumper Serial Assistant （Arduino烧录软件）3. 设置WinAVR参数输出.hex文件图4.2 安装好以后根目录下WinAVR软件图4.3 PN主界面介绍 配置过程比较复杂首先配置字体颜色以及个人喜好，之后开始配置工作菜单图4.4 配置avr-gcc菜单在开始菜单界面点击：tools-options即可进入avr-gcc工具菜单。之后才配置Mfile（这一步至关重要）Makefile的设置是将D:WinAVRbin下的wish84.exe、tcl84.dll、tk84.dll三个文件（默认安装到D盘）复制到D:WinAVRmfile目录下。并用PN打开D:WinAVRmfilemfile.tcl。修改成下图所示：图4.5 配置Mfile 之后再设置ISP Programmer工具。设置好以后新建一个工程文件，点击Make all。即可生成想要的Grbl Controller.hex图4.6 生成.hex文件图4.7导入生成的hex文件4. 打开OpenJumper Serial Assistant 串口助手，点击Hex下载按钮，配置好参数，Arduino型号选择ATmega328 串口选择电脑上识别到的arduino串口，之后点击下载即可实现hex文件的烧录。 在首次使用该软件时提示Avr-gcc不可用报错。之后经过查阅资料得到解决办法如下在Arduino IDE根目录下查找Avr-gcc之后复制黏贴到串口助手Avr-gcc文件夹下即可。图4.8 利用串口助手烧录hex文件5. 检查刚刚烧入的hex文件是否有效，如下图所示，打开串口调试在发送区域输入：>$G 若接受区反馈到Grbl 0.8c$ for help即为成功。接受区域反馈数据为Grbl 版本。图4.9验证hex文件4.2 上位机软件Grbl Controller4.2.1 Grbl Controller简介 Grbl是一款针对Atmel AVR ATmega328芯片的嵌入式G代码编译和运动控制器。 它具有性能高，成本低等优点，并且还能基于并口运动控制，可以用于用于CNC雕刻。Grbl可以运行在Arduino (Duemillanove/Uno) 前提是只要它配备了Atmega 328型芯片。 控制器由计算机语言编写并优化，利用了AVR 芯片的每一个灵巧特性来实现精确时序和异步控制。它可以保持超过30kHz的稳定、无偏差的控制脉冲 它接受标准的G代码而且通过了数个CAM工具的输出测试。弧形、圆形和螺旋的运动都可以像其他一些基本G代码命令一样完美支持。函数和变量目前并不支持，在以后发售的版本中可以完美兼容。 Grbl 包含完整的前瞻性加速度控制。它意味着控制器将提前16到20个运动来规划运行速度，以实现平稳的加速和无冲击的转弯。图4.10 Grbl 雕刻界面图4.11 每个轴的控制界面 如图所示图中可以控制单击按钮每一步移动尺寸最小移动距离为0.001mm但由于本次毕业设计精读达不到所以每次最小移动距离为0.1mm。Spindle On是控制激光头的开关，勾选激光头应该被点亮，去掉是激光头熄灭。此次激光雕刻机没有Z轴但是Grbl支持3轴联动，有机会将在以后的学习和生活中利用CNC实现3轴联动。4.2.2 解读Grbl Controller 源码Grbl源代码由C语言所编写，其中包括数个头文件，以及众多函数。下位机代码流程图如图所示：电脑（上位机）串口通信协议 控制串口规划刀路X，Y轴控制下位机接受开始雕刻驱动电机激光头控制 G代码图4.12 代码流程图 对于Grbl 而言可以直接在软件设置中配置电机参数而不用去修改冗长的代码。这样即使是对C语言一窍不通的人们而言也是很容易修改的。如下图所示：其中前3列数值为经常要修改的数值，经 3.3节电机驱动计算得，X，Y轴步进电机每200个脉冲运动1mm，所以将值改为195。改为195的目的是为了减小点击回滚所带来的误差所以稍微小于计算值200。图中还列出点击运动加速度，以及电机回滚速度,结偏差，最小弧度等等.图4.13 Grbl 修改界面4.3连接电路在准备好一切之后开始连接电路，按照Grbl头文件<config.h>接线即可。部分引脚定义代码如下：#define STEPPING_DDR DDRD#define STEPPING_PORT PORTD#define X_STEP_BIT 2 / 定义X轴脉冲输入Pin 2#define Y_STEP_BIT 3 / 定义Y轴脉冲输入Pin 3/ #define Z_STEP_BIT 4 / 定义Z轴脉冲输入Pin 4(由于Grbl默认是3轴的但是存在Z轴会对归零是有影响所以将有Z轴的地方注释掉即可)#define X_DIRECTION_BIT 5 / 定义X轴电机方向输入Pin 5#define Y_DIRECTION_BIT 6 / 定义X轴电机方向输入Pin 6#define Z_DIRECTION_BIT 7 / 定义X轴电机方向输入 Pin 7#define SPINDLE_ENABLE_DDR DDRB#define SPINDLE_ENABLE_PORT PORTB#define SPINDLE_ENABLE_BIT 4 / 定义激光头引脚 Pin 12将#define STEP_MASK (1<<X_STEP_BIT)|(1<<Y_STEP_BIT)|(1<<Z_STEP_BIT) / All step bits改为：#define STEP_MASK (1<<X_STEP_BIT)|(1<<Y_STEP_BIT)）第二处可以要修改的地方就是控制继电器的代码，如果继电器和测试结果正好相反则先开始我得想法是将常开端口和常闭端口接线互换一下，后来事实证明在主控板通电瞬间会使激光头亮起会直接烧穿纸张，也会在木板上留下一个雕刻痕迹。最后通过查阅资料有了以下办法：1.文本编辑器打开 spindle_control.c文件2.把所有出现 1<<SPINDLE_ENABLE_BIT 和 (1<<SPINDLE_ENABLE_BIT) 的地方相互交换一下；3.保存将改好的源代码重新编译，得到新的hex文件之后在烧录到Arduino Nano中。图4.14 接好实物图如图所示图4.15 利用软件所画模拟连接方法在接线是一定要注意自己的X，Y轴方向的正负，先找好激光雕刻机的零点之后在接步进电机的2相，使之能够按照自己定义好的方向转动，如若方向相反则将步进电机A，B相交换连线即可。图中数字I/O12口接到继电器输入端，继电器常开端和公共端接继电器电源端口。现在激光雕刻机就可以完美的工作了。最后值得注意的是一定要检查好所有的连线之后在通电，驱动板电源24V如果接反会烧坏驱动板芯片。4.4装配机械结构如果一切测试正常就可以按照SolidWorks装配体对机器经行装配了。首先用内六角螺丝固定底层4根铝架子，装配是一定要保证在同一个水平面上，之后再用内六角螺丝将四周2块长55mm的吕型材固定，而另外两块吕型材的长度必须要保证>80mm才能保证整个装配体的稳定。如图所示：图4.16 为了更加稳定的铝型材 之后在装好上层的4根铝架子把上层的铝架子按照合理的顺序安装好上层，之后在底层的铝框架上安装好两个电机：图4.17 安装好的两个电机接下来安装激光头支架和激光头，如下图所示：图4.18 安装好的激光头和激光头支架 安装到这一步十字滑台的结构已经完全安装好了，这是由于有较多地方结构比较松动，结构最为不稳定，所以可以用胶枪或者502将电机固定好，上胶之后等几分钟让其风干之后在松开手。 下面一步就是把刚才安装好的上层的铝架按照大小扣到刚刚稳定好的十字滑台上方用点力气将其压好之后就可以用剩余的角件和内六角螺丝将整个铝架结构固定好。 紧接着就是一步即将安装好的机械架子松散的地方用切合的方法将其固定死。这是一个很费时费力的活，所以安装的时候一定要小心也一定要有耐心。 最后一步也是至关重要的一步：上皮带轮，这一步需要两个人做，并且还需要3把尖嘴钳。具体操作如下：首先把接口处用锉刀打磨平整；接着一个人用两把尖嘴钳捏到皮带两端使皮带完全处于紧绷的状态；然后另外一个人一只手拿着502另一只手握着一把尖嘴钳，先把502涂抹均匀在接口平面处等到胶水涂开以后用另外一只手的尖嘴钳夹紧接口处利用502的快干性和强粘合性将皮带黏好。图4.19 装配好以后的激光雕刻机装配好以后经过检测该激光雕刻机的雕刻面积为15*15。可以用于雕刻纸制品以及皮革和木头。4.5生成NC文件 NC文件可以直接导入到Grbl中实现雕刻图案的目的。下面介绍几个常用的生成NC文件的软件。图4.20 常用的生成NC文件软件4.5.1微店管家使用微雕管家是一款傻瓜软件，它的使用比较简单，没有画图功能但是可以把图片导出为NC文件。具体操作如下：图4.21 微雕管家使用点击右上方导入图片之后选中一幅图片之后点击连接设备然后开始雕刻软件会自动控制激光头让其雕刻。要注意的一点是打开微雕管家之后应该把Grbl Controller关掉，因为电脑只给Arduino分配了一个端口，所以必须要关掉Grbl才可以雕刻。4.5.2ARTCAM使用简介接下来将以artcam生成一个简单的NC代码为例讲解一下artcam软件使用。1. 下载artcam2008，并且打开软件2. 在开始界面点击新建项目文件新的模型，如下图所示：图4.22 新建artcam文件3. 输入自己想要的纸张大小，点击确定。4. 在左边的菜单栏中找到字体选项单击进行设置字体模式，在输入框里输入汉字即可图4.23 在输入框中输入文字5. 在左边的菜单里选取道路路径，并且选择加工方式。图4.24选取加工方式6.选区刀具图4.25 选取加工刀具7. 设置材料，生成刀路并经行预览图4.26生成刀路并经行预览Inkscape软件使用与ArtCam软件及其相似，在此不详细介绍。4.6调试过程问题以及解决方法 在调试过程中遇到许多问题：1. 机械结构问题，先开始第一种机械结构没有同步带结果由于器件误差太大导致失败不得不放弃。结构如下图：图4.27 第一种机械结构2. 由于3D打印的零件精度不高有些地方不得不用过盈配合。4.7误差分析以及避免方法主要机械误差有：滚珠丝杆螺距误差；同步带节距误差；传动反向间隙误差。解决方法：优化软件与硬件之间的联合（主要）；使传动皮带绷紧。5 总结与展望5.1总结在本次设计中，通过对资料查找，方案论证，英文资料翻译，Solidworks硬件电路设计，Altium Designer绘制PCB，线路板制作，及开源上位机调试，学会了做成一台激光雕刻机，达到了预期的功能。长时间看激光雕刻会的白内障，注意对眼睛的保护。5.2展望本次设计通过硬件组装和上位机调试及实际雕刻体验，实现了DIY一台开源激光雕刻机的愿望，基本上满足要求。但是本次毕设还存在一些问题，对过程中的主要改进有： (1)十字滑台结构不方便增加Z轴，对以后的改进比较困难； (2) 不能脱机工作，应该加一个SD卡槽可以直接读取NC代码经行雕刻；(3)实际雕刻空间不是很大，第一次做机械还有很多值得注意的地方。参考文献1百度百科激光雕刻2百度经验激光雕刻切割技术浅析3江海河.激光加工技术应用的发展及展望.光电子技术与信息,2001: l 14 4百度百科.USART:5蒋素清.立式铣削加工中心结构静动态分析J.长沙大学学报，2008，22(2):21236Dale Wheat.Arduino技术内幕.人民邮电出版社，2013，7：137百度文库.继电器工作原理.2012，10：18grbl开源项目代码 2013-09-129Mauro Vaccarezza;Veronica Papa.3D printing: a valuable resource in human anatomy education J.Anatomical Science International.2015.Vol.90.No.1.64-65.10A. D. Squires;E. Constable;R. A. Lewis.3D Printed Terahertz Diffraction Gratings And LensesJ.Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves.2015.Vol.36.No.1.72-80.11孙帅.谁都可以做微型激光雕刻机一起来揭秘数控设备的神秘面.无线电杂志，2013：4 212612徐晓明.基于嵌入式微处理器的激光雕刻机系统研究与开发.天津理工大学,2006,12:68附录一机械原理图与实物图图1 原理图图2 组装实物图附录二所有元器件以及购物清单器件名称数量铝型材300mm8个铝型材95mm2个铝型材115mm2个固定角件12套T8丝杆长280mm4套滚珠轴承内径8mm6个6mm光轴长260mm2个6mm光轴长280mm2个6mm内径光轴轴承4个8mm内径光轴轴承4个500mw蓝紫激光器1个护目镜1副激光散热架1套联轴器583个42步进电机2个6560电机驱动板2个220v转24v电源1个继电器电路期间1套同步轮内径8mm4个皮带2m3D打印机器件若干300*90亚克力板4块Arduino Nano驱动板1块附录三 修改后的部分代码修改<config.h>#ifndef config_h#define config_h/ IMPORTANT:#define DEFAULTS_GENERIC / Default settings. #define DEFAULTS_GENERIC/ Serial baud rate#define BAUD_RATE 9600/ Serial baud rate/ NOTE: All step bit and direction pins must be on the same port.#define STEPPING_DDR DDRD#define STEPPING_PORT PORTD#define X_STEP_BIT 2 / Uno Digital Pin 2#define Y_STEP_BIT 3 / Uno Digital Pin 3/#define Z_STEP_BIT 4 / Uno Digital Pin 4#define X_DIRECTION_BIT 5 / Uno Digital Pin 5#define Y_DIRECTION_BIT 6 / Uno Digital Pin 6/#define Z_DIRECTION_BIT 7 / Uno Digital Pin 7#define STEP_MASK (1<<X_STEP_BIT)|(1<<Y_STEP_BIT) / All step bits#define DIRECTION_MASK (1<<X_DIRECTION_BIT)|(1<<Y_DIRECTION_BIT) / All direction bits#define STEPPING_MASK (STEP_MASK | DIRECTION_MASK) / All stepping-related bits (step/direction)致谢 经由2个月日日夜夜的学习和努力，这次毕业最终的设计结果以胜利告终。我学到了很多书本上没有的东西，同时也巩固了大学四年来学的东西。这对我来说是一次进步，在机械组装和调试方面能力方面也增强了。再次要特别感谢程老师和同学对我的帮助，在硬件的原理图和PCB制作过程中更加顺利，上位机调试方面也很迅速，尤其是在调试阶段，有了老师和学弟的帮助才使我能够顺利的完成调试。 同时还要感谢给予我帮助我张超和他的同学以及徐明萌学长，在solidworks软件开始入门和最后调试都给予很大帮助，让我在调试方面能够成功完成。是大家的团结合作才使这次毕业设计能够取得成功。最后，在此对在此次毕设过程中给予过帮助的人一并表示感谢，谢谢你们给予的力量和帮助，谢谢！