低成本高精度小型雕刻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种数控加工设备，尤其涉及一种低成本高精度小型雕刻机。
【背景技术】
[0002]市面上在售卖的小型雕刻机售价在10000元以下的雕刻机都没有带有可以实现闭环控制的控制器，一般都是需要依赖一台运行以MACH3为代表的软件的电脑作为控制器，与雕刻机本体组成的开环加工机器，这样的搭配增加了雕刻机的使用成本，而且，低价格的雕刻机需要依赖电脑才能进行加工，这极大的限制了雕刻机的使用场所以及使用成本。
[0003]然而就算是自带有控制器的雕刻机出售时也只是出售机器本身，其操作系统和控制电路对用户都是不开源的，包括出售给高校用于教学使用的雕刻机也是一样，高校只能利用购置来的设备来对进行操作使用和熟悉操作系统等方面的教学，无法用来进行运动算法的控制，操作系统的研发。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的:提供一种低成本高精度小型雕刻机，使用单片机作为控制核心，步进电机和编码器组成的闭环系统搭建的一个低成本高精度的小型雕刻机，用于将数控程序转为数控加工，从而实现高精度的控制和低成本的目的，而且代替了市面上常用的电脑作为主控，有效的降低使用成本和提高在恶劣的工业作业环境下的稳定性，也起到节能环保的作用；同时也作为一个数控开发平台，对用户开源部分代码，结构图以及相关API，用户可以进行二次开发或者教学等用途，通过授权或者提供定制服务的形式来满足不同用户的需求。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0006]—种低成本高精度小型雕刻机，包括第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、主轴电机、工作台、雕刻机本体、Y轴运动装置、Z轴运动装置、控制柜、第一同步轮、第一编码器、第一同步带、第二同步轮、第二编码器、第二同步带、第三同步轮、第三编码器、第三同步带及三色灯;所述的第一步进电机设置在所述的工作台的后方，所述的第一编码器与所述的控制柜电连接，所述的第一编码器设置在所述的第一步进电机的一侧，位于所述的工作台下方;所述的第一编码器与所述的第一同步轮的输入轴同轴连接，所述的第一同步带与所述的工作台固定，所述的第一同步带通过所述的第一同步轮与所述的第一编码器实现传动，使用所述的第一编码器对所述的工作台位置信息进行检测，与所述的第一步进电机组成闭环控制;所述的第二步进电机设置在所述的雕刻机本体上，所述的第二步进电机与所述的控制柜电连接;所述的第二编码器设置在所述的第二步进电机的一侧，所述的第二编码器与所述的控制柜电连接;所述的第二同步轮与所述的第二编码器的输入轴同轴连接，所述的第二同步带设置在所述的Y轴运动装置与所述的Z轴运动装置之间，所述的第二同步带与所述的Y轴运动装置固定，所述的第二同步带通过所述的第二同步轮与所述的第二编码器实现传动，实现所述的第二编码器对所述的Y轴运动装置位置信息的检测，与所述的第二步进电机组成闭环控制;所述的第三步进电机设置在所述的Z轴运动装置的后方，所述的第三步进电机与所述的控制柜电连接，所述的第三同步带设置在所述的Z轴运动装置的一侧，并与所述的Z轴运动装置固定，所述的第三同步轮与所述的第三编码器同轴连接，所述的第三同步带通过所述的第三同步轮与所述的第三编码器实现传动，实现所述的第三编码器对所述的Z轴运动装置位置信息的检测，与所述的第三步进电机组成闭环控制;所述的主轴通过所述的Z轴运动装置设置在所述的工作台的上方，所述的主轴与所述的控制柜电连接，所述的主轴活动连接在所述的Z轴运动装置上;所述的控制柜通过螺栓活动连接在所述的雕刻机本体上，位于所述的工作台的一侧，且所述的控制柜与所述的雕刻机本体通过电缆连接，连接成一体或者分离，所述的三色灯设置在所述的控制柜上，并与所述的控制柜电连接;所述的控制器内设有存储器及单片机，所述的控制柜上设有USB接口、RS-232通信接口、以太网通信接口及I/O连接口，所述的存储器通过所述的USB接口外接U盘或通过所述的通信接口外接计算机设备或周边设备。
[0007]上述的低成本高精度小型雕刻机，其中，所述雕刻机本体与控制柜活动连接。
[0008]上述的低成本高精度小型雕刻机，其中，所述的控制柜上嵌入安装有触摸显示屏，所述的触摸显示屏向后上方倾斜设置。
[0009]上述的低成本高精度小型雕刻机，其中，所述的控制柜上嵌入安装有控制面板，所述的控制面板包括键盘、倍率开关旋钮及电源开关。
[0010]上述的低成本高精度小型雕刻机，其中，所述的控制面板倾斜设置在所述的触摸显示屏的下方，且所述的控制面板的倾斜角度小于所述的触摸显示屏的倾斜角度。
[0011]上述的低成本高精度小型雕刻机，其中，所述的第二同步带与所述的Y轴运动装置固定，所述的第二同步带与安装在所述的第二编码器的输入轴上的第二同步轮啮合;所述的第三同步带与所述的Z轴运动装置固定，所述的第三同步带与安装在所述的第三编码器的输入轴上的第三同步轮啮合。
[0012]本实用新型采用一体化结构减少了机器占用空间，同时雕刻机本体与控制柜也可以分离，灵活应用，模块化组件可以快速更换和拓展;控制柜内的单片机和与编码器和步进电机组成的闭环系统在以较低的成本就可实现高的控制精度;集通信接口、I/O总线、人机交互所需的显示屏、按键及USB接口于一体，功能集成化，可满足各种加工要求，与其他机器联合生产以及后期模块拓展;采用C语言和少量汇编语言实现控制柜的操作系统，开放API接口给用户，用户可自行修改或者定制专属的机器。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型低成本高精度小型雕刻机的主视图。
[0014]图2是本实用新型低成本高精度小型雕刻机的右视图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
[0016]请参见附图1及附图2所示，一种低成本高精度小型雕刻机，包括第一步进电机1、第二步进电机2、第三步进电机3、主轴电机4、工作台5、雕刻机本体6、Y轴运动装置7、Z轴运动装置8、控制柜9、第一同步轮10、第一编码器11、第一同步带12、第二同步轮13、第二编码器14、第二同步带15、第三同步轮16、第三编码器17、第三同步带18及三色灯19;所述的第一步进电机I设置在所述的工作台5的后方，所述的第一编码器11与所述的控制柜9电连接，所述的第一编码器11设置在所述的第一步进电机I的一侧，使用编码器7对末端执行部件进行反馈，与第一步进电机I形成闭环控制;所述的第一编码器11与所述的第一同步轮10同轴连接，所述的第一同步带12与所述的工作台5固定，所述的第一同步带12通过所述的第一同步轮10与所述的第一编码器11实现传动，使用所述的第一编码器11对所述的工作台5位置信息进行检测，与所述的第一步进电机I组成闭环控制;所述的第二步进电机2设置在所述的雕刻机本体6上，所述的第二步进电机2与所述的控制柜9电连接;所述的第二编码器14设置在所述的第二步进电机2的一侧，所述的第二编码器与所述的控制柜9电连接;所述的第二同步轮13与所述的第二编码器14的输入轴同轴连接，所述的第二同步带15设置在所述的Y轴运动装置7与所述的Z轴运动装置8之间，所述的第二同步带15与所述的Y轴运动装置7固定，所述的第二同步带15与所述的第二同步轮13与所述的第二编码器14实现传动，实现所述的第二编码器14对所述的Y轴运动装置7位置信息的检测，与所述的第二步进电机2组成闭环控制;所述的第三步进电机3设置在所述的Z轴运动装置8的后方，所述的第三步进电机3与所述的控制柜9电连接，所述的第三同步带18设置在所述的Z轴运动装置8的一侧，并与所述的Z轴运动装置8固定，所述的第三同步轮16与所述的第三编码器17同轴连接，所述的第三同步带18通过所述的第三同步轮16与所述的第三编码器17实现传动，实现所述的第三编码器17对所述的Z轴运动装置8位置信息的检测，与所述的第三步进电机3组成闭环控制；所述的主轴4通过所述的Z轴运动装置8设置在所述的工作台5的上方，所述的主轴4与所述的控制柜9电连接，所述的主轴4活动连接在所述的Z轴运动装置8上，可快速更换和调整位置;所述