王政皓,王宏甲,王嘉琦等.基于Arduino小型激光雕刻機的研究與設計[J].制造技術與機床,2020(03):35-38.

基于Arduino小型激光雕刻機的研究與設計

王政皓① 王宏甲② 王嘉琦① 孫小飛① 趙慶志①

（ ①山東理工大學機械工程學院

②濰坊歌爾股份有限公司）

摘 要

激光雕刻機以Arduino單片機為核心,并根據(jù)Arduino單片機與PC機的特點,對設計方案進行總體規(guī)劃。設計了基于Arduino單片機的接口電路以及位于上位機的可重構數(shù)控系統(tǒng)。控制系統(tǒng)上、下位機均采用開放式、模塊化、集成化的設計方法,設置了仿真模塊、數(shù)據(jù)模塊、譯碼模塊以及通訊模塊等軟件結構模塊,并對圖像文件的處理做出簡單敘述。研制了一臺小型激光雕刻機數(shù)控試驗臺,對設計的小型激光雕刻機進行實際加工測試。

關鍵詞

Arduino；開放式數(shù)控系統(tǒng)；激光雕刻；接口電路設計

導 語

激光技術自問世以來得到迅速發(fā)展，逐漸成為近年來的熱門技術。隨著科學技術與激光雕刻技術的不斷融合與發(fā)展，使其應用領域不斷拓寬，廣泛應用于藝術品制造、廣告設計以及包裝、印刷等方面，其具有很強的適應性。在激光雕刻過程中，數(shù)控系統(tǒng)是影響雕刻精度的重要因素之一，但是現(xiàn)階段數(shù)控系統(tǒng)存在投資成本過高，系統(tǒng)開放性差，實驗耗材費用高，操作界面復雜難懂等缺點。隨著計算機技術和數(shù)控技術的發(fā)展，開放式數(shù)控系統(tǒng)可以有效地解決傳統(tǒng)CNC 系統(tǒng)的缺點，數(shù)控機床的開放性已成為當今數(shù)控技術發(fā)展的重要趨勢。

因此，本文從理實一體化的角度出發(fā)，采用“PC+Arduino 單片機”的上下位機控制方式，對激光雕刻控制系統(tǒng)進行設計與開發(fā)，并對激光雕刻機的接口電路、軟件設計進行詳細的敘述。程序還設計了圖像處理模塊、仿真加工模塊及譯碼模塊等軟件結構，可以對圖片進行裁剪、旋轉以及灰度化等編輯操作，并對所設計的小型激光雕刻機進行實際的加工測試。

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