[发明专利]一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机

权利要求书

1.一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，该内雕机包括USB通讯模块、大容量数据存储模块、扫描振镜控制模块、三维加工机床控制模块、激光器控制模块、人机交互模块和内雕机主控制器，所述的内雕机主控制器分别连接USB通讯模块、大容量数据存储模块、扫描振镜控制模块、三维加工机床控制模块、激光器控制模块和人机交互模块。

2.根据权利要求1所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的USB通讯模块是由AVR单片机和USB接口芯片构成的全速USB接口，兼容USB V2.0，USB接口芯片和AVR单片机之间具有独立的8位数据总线，USB接口芯片的读、写、片选以及中断输出都由AVR单片机直接控制。

3.根据权利要求1所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的内雕机具有USB主机和USB从机两种工作模式，主机模式和从机模式分别有专用的USB连接插口，所述的内雕机主控制器根据连接插口上USB总线的信号，智能切换内雕机的工作模式。

4.根据权利要求3所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的主机模式能够自动搜索USB存储设备中的加工文件，然后通过按键选择确定加工文件。

5.根据权利要求1所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的大容量数据存储模块为内雕机扩展的大容量的SRAM数据存储器，该存储器的数据总线和地址总线挂接在AVR单片机的总线上，内雕机主控制器可以对其进行高速的读写操作，所述的SRAM数据存储器里存储的是从USB通讯模块传输来的加工数据，该加工数据在SRAM数据存储器中的存储方式是按照块、面、点逐次递进的结构进行存储。

6.根据权利要求1所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的扫描振镜控制模块由2路双极性12位精度的D/A转换器和振镜驱动电路构成，D/A转换器输出的2路模拟电压信号分别控制扫描振镜的X、Y轴实现激光的平面场扫描，扫描场几何畸变误差采用软件校正。

7.根据权利要求1所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的三维加工机床控制模块包括三维加工机床，X、Y、Z三路步进电机及其驱动电路，内雕机主控制器通过驱动X、Y、Z三路步进电机运转带动三维加工机床运动，其中X、Y轴实现雕刻图像块的定位，Z轴实现雕刻图像层的定位，以此带动内雕机的光学系统实现大面幅图像的雕刻。

8.根据权利要求1所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的人机交互模块由功能按键和LCD显示屏构成，功能按键采用翻页菜单的形式，内雕机的手动控制通过内雕机主控制器的中断实现，LCD显示屏显示内雕机的工作状态和功能按键菜单的内容。

9.根据权利要求1～8之一所述的一种具有USB主从双模式功能的激光三维内雕机，其特征在于，所述的内雕机通过USB通讯模块获得加工数据，转存于大容量数据存储模块中，内雕机主控制器读取大容量数据存储模块并对其数据进行分析运算，通过步进电机驱动三维运动加工平台到相应加工位置，然后通过D/A转换电路输出控制扫描振镜X、Y轴的模拟电压，以此控制激光束的运动，使激光束聚焦于加工器件内完成三维内雕刻任务。