外文译文
CNC engraving machine PLC control system based on design
Introduction 1. CNC engraving machines
With the needs of the times, computer engraving process is constantly rise and development, engraving process involving all walks of life, is widely distributed, there is the gift industry, advertising industry, the seal industry, wood processing industry, construction, industry, art model, machining tooling molds. CNC engraving machine as a powerful tool for manufacturing, has a very bright future, with the development of computer technology, electrical technology, mechanical technology and other science and technology, CNC engraving machine functions will become increasingly powerful, the performance will be more stable.
CNC engraving machine is a CNC drilling and milling machines, the model has a new CNC machining technology unique sculpture carving process and CAD / CAM software. It uses the small size of the tool as a basic processing tools, finished fine. To ensure the cutting speed and cutting ability of the tool, you should use high-precision, high-speed spindle torque constant, the whole structure has strong rigidity. Its control system uses micro-step control technology and high-speed drive control technology, high-speed smooth machine motion control software to work flexible and convenient interface, complete functions, can achieve a number of unique carvings management functions. Particularly suitable for single and batch engraving. Can be applied to cutting, two-dimensional sculpture, three-dimensional sculpture on a variety of print materials. Another versatile metal plaque engraving machine Main features and benefits: powerful, a multi-purpose machine, whether it is the production of bronze, stainless steel plates, titanium gold, aluminum plates and other metal surface lettering, engraved patterns and graphic art crafts, etc., can be easily get. Because of the powerful machine engraved plated function, the workpiece can be machined from large format signs to the tiny badges, nameplates and so on.
Its main composition engraving machine, engraving control software, computer and electrical control cabinet system of four parts, each part of the function is:
Engraving Machine: machinery and equipment parts, it is the entire machine tool support, through its complete machining engraving machine;
Engraving Control Software: processing, analysis carving CAD / CAM software to generate NC code instruction, issued a directive to control engraving machine for processing operation is completed carving products;
Controller: Carving control run support software for mechanical engraving machine coordinate various hardware control;
Electrical control system: the drive signal detection portion engraving machine, according to the control commands sent direct drive controller engraving machine produces mechanical movements and various states of engraving machine is detected and fed back to the control of the controller and control software to identify, deal with;
2. Application of CNC carved industry
(1) Woodworking: three-dimensional wave board processing, cabinet doors, wooden craft, paint doors, screens, shaped sculpture milling process window processing furniture products.
(2) Mold Industry: carving a variety of relief, shadow carving, engraved, flat carving, cutting, clearing, and other effects.
(3) Advertising engraving: advertising signs, pvc board, Teflon plate, color plates, sign making, acrylic cutting, plastic molding, characters cutting, sign making, cutting PVC, crystal plates, acrylic, LED / neon groove shaped, hole shape literally cutting, light box molding.
(4) Stone carvings: natural marble, granite, artificial stone, tombstone, milestones, tile, glass and other materials and wire three-dimensional relief carving, cutting, edge down, drill-dimensional sculpture.
(5) Craft industry: a variety of exquisite designs and text engraving on wood, bamboo, artificial marble, organic board, color plates, crystal and other materials.
Market Trends 3. CNC carved machines
Engraving process involves all walks of life, is widely distributed, there is the gift industry, advertising industry, the seal industry, wood processing industry, construction, industry, art model, machining, tooling and other industries, ranging from versatile engraving machine, with the the development of society, the development of engraving machine industry is inevitable, it will be showing a more intense competitive situation, therefore, engraving technology innovation is essential. Improve the function, character stable, attractive appearance and reasonable price as the basic requirements for the development of engraving machine.
CNC engraving machine as a powerful tool for manufacturing, has a very bright future, with the development of computer technology, electrical technology, mechanical technology and other science and technology, CNC engraving machine functions will become increasingly powerful, the performance will be more stable. Engraving machine development trends are summarized as follows:
(1) more sophisticated
Control parts and mechanical parts to improve the accuracy will greatly improve the accuracy of engraving systems,
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附录A 外文译文
基于PLC的数控雕刻机控制系统设计
1.数控雕刻机的介绍
随着时代发展的需要，电脑雕刻加工正在不断兴起与发展，雕刻加工涉及各行各业、分布很广，有礼品业、广告业、印章业、木器加工业、建筑业、艺术模型业、机械加工、工装模具等。数控雕刻机作为制造业一个有力工具，有着非常广阔的发展前景，随着计算机技术、机电技术、机械技术等各个科学技术的发展，数控雕刻机的功能将日益强大，性能将更趋稳定。
数控雕刻机是计算机数控钻铣机床，该机型具有独特的雕刻加工工艺及雕刻CAD/CAM软件的新型数控加工技术。它使用小尺寸的刀具作为基本加工刀具，成品精细。为保证刀具的切削速度和切削能力，应使用高精度、恒扭矩高速电主轴，整机结构具有较强的刚性。其控制系统采用微步细分控制技术和高速驱动控制技术，机床运动高速平稳，控制软件工作界面灵活便捷，功能齐全，可实现多项独特的雕刻管理功能。特别适合单件和成批雕刻。能适用各种平面材质上进行切割，二维雕刻，三维雕刻。另多功能金属牌匾雕刻机主要功能与优点：功能强大,一机多用,不论是制作铜牌、不锈钢牌、钛金牌、铝牌等各种金属表面刻字、刻花纹及美术图形工艺品等，都可轻松搞定。由于该机强大的刻镀功能，对被加工件从大幅面的招牌到微小的胸牌、铭牌等都可以加工。
其主要有雕刻机床、雕刻控制软件、计算机和电气柜控制系统四部分组成，各部分的功能是：
雕刻机床：机械设备部分，它是整个机床的支撑，通过它完成雕刻机的机械加工；
雕刻控制软件：处理、分析雕刻CAD/CAM软件生成的NC指令代码，发出指令，控制雕刻机进行加工动作，完成产品的雕刻；
控制器：雕刻控制软件的运行载体，对雕刻机的各个硬件机械进行协调控制；
电气控制系统：雕刻机的驱动信号检测部分，根据控制器发送的控制指令直接驱动雕刻机产生机械运动并对雕刻机的各种状态进行检测并反馈给控制控制器和控制软件进行识别、处理；
2.数控精雕机的应用行业
（1）木工行业：立体波浪板加工，橱柜门、工艺木门、免漆门，屏风、工艺扇窗加工家俱产品的铣形雕刻。
（2）模具行业：可以雕刻各种浮雕，影雕，透雕，平面雕刻，切割，洗底等各种效果。
（3）广告雕刻：广告标牌、pvc板、弗龙板、双色板、标识制作、压克力切割、吸塑制模、大字切割、标牌制作、切割PVC 、水晶板、亚克力、LED/霓虹灯槽形、孔形字面切割、吸塑灯箱模具制作。
（4）石材雕刻：天然大理石、花岗岩、人造石、墓碑、里程碑、瓷砖、玻璃等材料的三维浮雕及线雕、切割、倒边、钻孔二维雕刻。
（5）工艺品行业：可在木质，竹，人造大理石，有机板，双色板，水晶等材料上进行各种精美图案和文字的雕刻。
3.数控精雕机的市场趋势
雕刻加工涉及到了各行各业、分布很广，有礼品业、广告业、印章业、木器加工业、建筑业、艺术模型业、机械加工、工装模具等行业，介于雕刻机的广泛用途，随着社会的发展，雕刻机行业的发展也是必然的，其竞争会呈现出更加激烈的局面，因此，对雕刻技术的创新是十分必要的。功能完善、性格稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。
数控雕刻机作为制造业一个有力工具，有着非常广阔的发展前景，随着计算机技术、机电技术、机械技术等各个科学技术的发展，数控雕刻机的功能将日益强大，性能将更趋稳定。雕刻机发展趋势总结如下：
（1）更加精密
控制部分和机械部分精度的提高将极大地提高雕刻系统的精度，控制部分将向闭环私服方向发展，通过反馈调整做到误差补偿，从而可以大幅度提高精度；机械部分将采用更高精度的滚珠丝杠和驱动电机，同时装配工艺的提高也将进一步提高系统的精度。
（2）更加高效
高性能运动控制技术如DSP技术、32为单片机等的发展，驱动电机性能提高，刀具性能提高，采用规范的软件开发技术等等，都将会推动数控雕刻系统向着高速、高效、高可靠性的方向发展。利用移动通讯技术和网络技术飞速的发展，数控雕刻机将朝着数值化、网路化的方向发展。
1938年世界第一台手动雕刻机“嘉宝”在法国问世，1950年“嘉宝”生产出世界第一台真正意义的电动、可缩放比例的手动雕刻机。随后美国、日本等国也开始研制。20世纪90年代，随着微电子技术的突飞猛进，直接推动微型计算机的急剧发展。微电子技术和微型计算机技术带动了整个高技术群体飞速发展，从而使雕刻机产生了质的飞跃。雕刻机完成了从2D—2.5D—3D加工的变革，功能完善、性能稳定、造型美观和价格合理成为雕刻机研制的基本要求。
21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。
4.数控精雕机的电气控制方案介绍与分类
电气控制系统是雕刻机的运动和信号检测部分，接受控制器发出的控制指令，再通过电气系统控制驱动雕刻机产生机械运动并将雕刻机的各种运行状态及时反馈给控制器。根据不同客户的不同要求，电气控制系统分为分体式和一体式，但总体的控制要求差不多，其主要组成部分有输入输出部分、控制部分、驱动部分、反馈部分、辅助部分等。
目前采用传统的继电器控制的普通车床在中小型企业中仍然大量使用。然而继电器系统接线复杂，故障诊断与排除都比较困难，并且存在以下几点缺点：①触点容易被电弧烧坏而导致接触不良；②机械方式控制下的触点控制反应比较慢；③继电器的控制功能被固定在线路中，功能较单一，灵活性差，造成生产效率低，效益低下。
采用变频技术和单片机原理，实现对数控车床主轴和进给系统的自动控制，可以有效的节约电能、提高设备自动化、产品产量和质量，提高可观的经济效益。单片机已经广泛应用于现代工业控制自动化系统中，掌握单片机技术是从事工业控制的重要技能。单片机的片内资源丰富，成本便宜，但与PLC相比，其抗干扰性能方面较差。
（1）单片机控制
控制器是CPU的神经中枢，它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器（register）、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC（Program counter）、堆栈指针SP（stack pointer）等。这里程序计数器PC是由16位（8 8）寄存器构成的计数器。要单片机执行一个程序，就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。因此，必须有一个电路能找出指令所在的单元地址，该电路就是程序计数器PC。当单片机开始执行程序时，给PC装入第一条指令所在地址，它每取出一条指令（如为多字节指令，则每取出一个指令字节），PC的内容就自动加1，以指向下一条指令的地址，使指令能顺序执行。只有当程序遇到转移指令、子程序调用指令，或遇到中断时（后面将介绍），PC才转到所需要的地方去。8051 CPU指定的地址，从ROM相应单元中取出指令字节放在指令寄存器中寄存，然后，指令寄存器中的指令代码被译码器译成各种形式的控制信号，这些信号与单片机时钟振荡器产生的时钟脉冲在定时与控制电路中相结合，形成按一定时间节拍变化的电平和时钟，即所谓控制信息，在CPU内部协调寄存器之间的数据传输、运算等操作。
（2）PLC控制
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC内部工作方式一般是采用循环扫描工作方式，在一些大、中型的PLC中增加了中断工作方式。当用户将用户程序调试完成后，通过编程器将其程序写入PLC存储器中，同时将现场的输入信号和被控制的执行元件相应的连接在输入模块的输入端和输出模块的输出端，接着将PLC工作方式选择为运行工作方式，后面的工作就由PLC根据用户程序去完成。
可编程控制器（PLC）具有以下优点：①通用性和适应性强；②完善的故障自诊能力而且维修方便；③可靠性高与柔韧性强，而且小型PLC的价格目前也很便宜。国外发达国家应用PLC控制机床的技术已相当成熟，
（3）单片机与PLC比较
单片控制板同PLC的区别在于，PLC主要专注于逻辑关系，是一种继电器逻辑，一般电工比较容易理解上手。而单片机控制器对于学习使用者来说相对门槛要求就高了一些。不仅要熟悉了解单片机本身内部资源，将其内部资源按功能定义好，还需要了解其单片机外围电路的特性，这样才能编写出好的有质量的工业控制动作流程的程序出来。因此，在国内相对流传得比较少了。
而对于PLC的使用者来说就不需要那么高的门槛了，对于硬件、系统定义之类烦琐的处理已经有了现成的处理，要实现工业控制的动作流程只要专注于软件上的逻辑控制的编写,相对大大降低了使用门槛。目前国外对这种的控制器使用相对较国内多得多。随着电脑的普及，逻辑编程人员越来越普及化，相信这种运用逻辑编程的PLC会是一种流行的趋势的！
5.三轴驱动方案选择
雕刻机床的三轴驱动电机一般有步进电机，交流伺服电机，直流伺服电机和直线电机等。
（1）直流驱动
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