基于單片機(jī)的數(shù)控直角坐標(biāo)系平面激光打標(biāo)機(jī)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

程金明 江西科技學(xué)院

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，一些繪圖工作逐漸與計(jì)算機(jī)技術(shù)融合，直角坐標(biāo)系平面激光打標(biāo)機(jī)的計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)就很好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制的功能。

1 激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r

激光誕生是上世紀(jì)的一個(gè)很偉大的發(fā)明之一，激光技術(shù)廣泛應(yīng)用在重工業(yè)、輕工業(yè)、以及醫(yī)學(xué)等行業(yè)里，激光打標(biāo)技術(shù)是較為重要的激光應(yīng)用技術(shù)之一，又稱激光噴碼技術(shù)，主要應(yīng)用于一些產(chǎn)品的打碼工作，包括一些產(chǎn)品的生產(chǎn)日期和廠家以及聯(lián)系方式，這項(xiàng)技術(shù)代替了傳統(tǒng)的油墨打標(biāo)技術(shù)，大幅度地提高了工作效率。

2 機(jī)電原理

數(shù)控直角坐標(biāo)系平面激光打標(biāo)機(jī)的主要特點(diǎn)是需要平臺(tái)對(duì)臺(tái)面進(jìn)行固定，同時(shí)，對(duì)激光頭進(jìn)行升降操作時(shí)，要依靠相配套的繼電器來(lái)完成。激光頭處于X 和Y 坐標(biāo)尺的交接處，并且，實(shí)際位置與兩個(gè)坐標(biāo)尺的位置密切相關(guān)，所以，可以用具體的平面坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行表示，傳輸絲桿的作用則是把步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移到坐標(biāo)尺上，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)就可以引起坐標(biāo)尺的運(yùn)動(dòng)。微型計(jì)算機(jī)要求作圖時(shí)，會(huì)把相關(guān)指令通過(guò)通訊接口傳導(dǎo)給控制器，控制器對(duì)接受到的信息進(jìn)行細(xì)致的分析處理，就可以做出固定動(dòng)作。需要注意的是，操作人員在進(jìn)行這些工作時(shí)一定要把安全放在首位，所以應(yīng)該做好目鏡的佩戴工作。

3 設(shè)施的硬件系統(tǒng)

單片機(jī)的核心系統(tǒng)是STC8051RC，除此之外，還有復(fù)位電路以及電源指示燈構(gòu)成了單片機(jī)。

4 基礎(chǔ)設(shè)施的軟件系統(tǒng)

4.1 下位機(jī)軟件

單片機(jī)在接收到相關(guān)指令時(shí)，就表明完成了和外界溝通的使命，同時(shí)為了確保可以對(duì)圖片做一些更為精密的掃描工作，一般采用逐點(diǎn)比較的方法進(jìn)行，主要步驟是把每一次的流程記錄下來(lái)進(jìn)行比較，涉及到的偏差計(jì)算和判別也是利用激光頭的確定位置和目標(biāo)位置是否吻合來(lái)進(jìn)行分析，從而可以進(jìn)行后期是方向判斷工作。總結(jié)下來(lái)就是偏差判定、確定方向坐標(biāo)、解釋新偏差、終點(diǎn)判斷這幾項(xiàng)重要步驟。

4.2 上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)

這一程序借助于VC 寫了一個(gè)激光掃描軟件，可以進(jìn)行圖形的準(zhǔn)確繪制，很好地實(shí)現(xiàn)了圖形的轉(zhuǎn)換工作，有著極高的工作效率。同時(shí)，操作簡(jiǎn)單、步驟較少，大大地節(jié)省了工作時(shí)間和工作量，在開(kāi)展一點(diǎn)和劃線環(huán)節(jié)以及各種各樣的弧形工作時(shí)，均可以借助這一程序完成操作。如果想要對(duì)一些成品進(jìn)行二次掃描時(shí)，可以立即在文件中查看，方便又快捷。

5 直角坐標(biāo)系的設(shè)計(jì)

在做機(jī)器運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)工作時(shí)，主要依靠的是機(jī)器組成原理來(lái)進(jìn)行的，這樣可以很好地對(duì)機(jī)械的零件做到控制和布控，保持整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)方式是確立兩個(gè)互相垂直的配置平面，X 平面的作用是拼裝傳動(dòng)零件，Y 平面則是負(fù)責(zé)執(zhí)行軟件的拼裝工作，尤其是在一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)械中可以很好地實(shí)現(xiàn)多平面配置平臺(tái)的目標(biāo)，同時(shí)利用傳動(dòng)軸促進(jìn)各個(gè)環(huán)節(jié)的的對(duì)接交流，比如：實(shí)驗(yàn)中一些聯(lián)軸器和特定的制動(dòng)儀器的連接，或者是一些體型較小的零部件連接。比如：齒輪和鏈條，通常是對(duì)螺紋狀的連接部件進(jìn)行固定，在設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相關(guān)的執(zhí)行儀器則是做著一種獨(dú)特的曲線運(yùn)動(dòng)，還可以與直線運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行結(jié)合，形成多個(gè)執(zhí)行系統(tǒng)，保證了機(jī)器傳動(dòng)工作可以正常地在水平平臺(tái)上進(jìn)行，完美地實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)平面之間的傳輸環(huán)節(jié)。

6 重要意義

隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)激光打標(biāo)機(jī)的要求逐漸提升，人們對(duì)于自身的工作要求也在提高，一些傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備已經(jīng)不能滿足當(dāng)前階段市場(chǎng)的要求，所以直角坐標(biāo)系激光打標(biāo)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，它可以很好地實(shí)現(xiàn)雕刻機(jī)的創(chuàng)新改革，提高打標(biāo)機(jī)的工作效率，確保工作臺(tái)面在任意平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)完美傳輸，充分滿足目標(biāo)客戶的訴求，適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展。

7 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控直角坐標(biāo)系平面激光打標(biāo)機(jī)對(duì)于多個(gè)行業(yè)的發(fā)展有著重要的促進(jìn)意義，并且，在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)取得了重要成就。所以，各個(gè)涉及到這項(xiàng)技術(shù)的行業(yè)專業(yè)人員應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的了解學(xué)習(xí)，吸收一些專業(yè)基礎(chǔ)，掌握一些基本技能，尤其是要認(rèn)識(shí)到相關(guān)的核心技術(shù)以及電機(jī)原理，從根本上進(jìn)行問(wèn)題的改革創(chuàng)新，做好理論與實(shí)踐相結(jié)合的工作。同時(shí)，相關(guān)人員也應(yīng)該注意提升自己的專業(yè)水平，加強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，充分認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)激光技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)我國(guó)多行業(yè)發(fā)展的重要意義，努力完成研究任務(wù)，也要注意及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為后期的發(fā)展工作奠定基礎(chǔ)，提供一些參考資料，降低研發(fā)難度，更快地實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)數(shù)控直角坐標(biāo)系平面激光打標(biāo)機(jī)技術(shù)的階段性發(fā)展，更好地造福于人類社會(huì)。除此之外，我國(guó)的相關(guān)政府部門也應(yīng)該加大這項(xiàng)技術(shù)的投入力度和重視程度，為其發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的條件，提供根本的制度保障，使得這項(xiàng)激光技術(shù)真正地應(yīng)用到實(shí)際生活之中，促進(jìn)人們的生活水平的提高，滿足各個(gè)層面的需求。