作者：张德翔 郝传柱 于智超
来源：《现代信息科技》2020年第08期
摘 要：结合人们对工艺品激光雕刻基本功能要求，文章首先对曲面激光雕刻机的研究现状做出了分析，设计了一款专门针对于曲面激光雕刻的机器，可以在雕刻曲面原料时极大地减小比例失调的问题。运用中心定位技术以及红外定位技术，解决了曲面雕刻比例失调的难题。对比国内外激光雕刻装置，取其优点。使曲面激光雕刻机雕刻精确，操作简单，携带方便。哺乳服装
关键词：曲面雕刻;中心定位;雕刻精确
Abstract：In combination with the basic functional requirements of laser engraving on arts and crafts，this paper firstly analyzes the research status of the curved surface laser engraving machine，and designs a machine specially for the curved surface laser engraving，which can greatly reduce the proportion imbalance in the engraving of curved surface materials. By using the center positioning technology and infrared positioning technology，the problem of misproportion of curved surface carving is solved. The advantages of laser engraving devices at home and abroad are compared. The curved surface laser engraving machine is precise，easy to operate and easy to carry.
Keywords：curved sculpture;center positioning;precise carving
0 引 言
人们在日常生活中，经常会看到各种雕刻的板画，而这类板画都有一个共同的特点，都是平面的产品，对于曲面的产品这类雕刻机却无能为力，所以，需要一种可以雕刻曲面产品的激光雕刻机，满足人们对曲面工艺品的雕刻需求。该雕刻机具有便携性，使用方便，在外出作業时方便携带，提高操作者的工作效率，而且，本产品可以对曲面、球面进行雕刻，避免平面雕刻机雕刻产生尺寸失调的问题。此外，本产品对激光焦距要求不高，不需要专业人员的操作，而且对外部环境有很高的适应能力。该曲面激光雕刻机体积小，雕刻精度高，运行稳定，而且操作简单，方便使用者的操作。普通的激光雕刻机大多只能进行平面雕刻工作，而曲面激光雕刻机能够在雕刻时不受雕刻物体外形的限制。可以根据个人的要求，对雕刻图像进行调整，避免在使用时带来过多的人力及物力的损耗，即使在雕刻较小的曲面物体时，也能高精度的完成雕刻。近年来，随着激光器的可靠性和实用性的提高，加上计算机技术的迅速发展和光学器件的改进促进了激光雕刻技术的发展，使得激光雕刻技术得到广泛应用。
1 激光雕刻机研究现状
目前，作者在山东华宇工学院实训的过程中，雕刻主要用到激光雕刻机或者数控车床进行雕刻，在使用过程中有操作不方便等特点，而且价格昂贵。然而比较受欢迎的激光雕刻机，只能雕刻平面物体，在雕刻曲面时，会产生导入的图形与雕刻过后曲面上的图形比例失调的问题，而且体积非常大，连移动都非常困难，数控车床能够进行准确的雕刻工作，不过其使用需要专业人员的操作，而且运行速度慢，不适合用于木质材料的雕刻工作。在精雕领域，国内传统机械精雕设备做得最好的是北京精雕，其在解决精细雕刻模具方面赢得了巨大的市场和成功。但由于机械刀雕的先天局限，仍有很多高精端雕刻无法实现。所以，基于本校的资源背景，由老师带领设计团队潜心研究，笔者制作了一款不仅体积小而且还能进行曲面雕刻的机器。
2 曲面雕刻机设计需求
曲面雕刻机可以对曲面原料和平面原料进行激光雕刻，采用激光雕刻原理和底盘、激光头的360°旋转，从点到线到面，不断地改进和优化雕刻机的精度。采用Arduino单片机为微控制器，实现了一个可直接进行雕刻的迷你激光雕刻机系统，该系统主要包括电源模块 、中央处理模块、上位机模块、电机驱动模块、激光器驱动模块、机械传动结构模块等部分，并具有弱光定位功能，系统采用Arduino Nano型单片机构成中央处理系统模块，通过对输入的图片进行图像处理，生出相关的光路文件，再利用串口将该文件导入Arduino中，结合步进电机动作，激光的输出功率调节，实现高精度的激光雕刻。作品具有创造性、先进性、可行性、实用性;在一定程度上能够解决曲刻比例失调的问题;解决外形不规范物体的雕刻难题;曲面雕刻机体积小、质量轻，携带方便又操作简单。同时能够节省请专业维修、清洁人员的资金，能够减少最初的成本投入以及设备的二次投入。在智能化的时代，雕刻机自动化程度越来越高，曲面雕刻机的体积小、质量轻，携带方便又操作简单等优点决定了曲面雕刻机能够走进区别于具有一定购买力的个体商户、大型商场等消费体的小客户体，这在一定程度上推动了个体商业的发展。
水咀 3 基于曲面激光雕刻机设计分析
3.1 总体设计思路
市面上常见的雕刻机，不仅体积大且没有对中效果，雕刻精度低、速度慢，无法调节精度和速度，经过笔者的研究克服了以上缺点，并把雕刻机大小控制在长150 mm、宽80 茶浴炉
pgd678mm、高20 mm。如图1所示，曲面激光雕刻机制物台能够左右360°旋转，激光头可以进行上下180°以上的旋转，对物体进行全方位雕刻，而且不间断，不产生雕刻缝隙。能够对雕刻机的雕刻速度进行调整，高速情况下能够清晰显示图像具体轮廓;而低速情况下运行稳定，雕刻公差小，雕刻出来的图像更加清晰，每一层纹理都清晰可见。在雕刻机的侧面加红外线装置使雕刻机能自动检测到物体中心，可使雕刻机雕刻出的图案更加美观。使用控制板，控制两个旋转轴的运行，在程序中加入测试功能，对步进电机每一次位移测试进行距离调整。与此同时，在控制板中加入降压和稳压模块，使用步进电机控制模块，保证步进电机的稳定运行。现有的曲面雕刻机在雕椭圆形球体状的物体两端时，因为两端小，所以导致雕出来的图案和文字也会跟着缩小，导致雕出来的图案和文字不协调，笔者通过在激光头上加装红外线传感器克服了这一困难。面瘫的中药>塑料角码
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