附：屈鸣杨小发明之

屈鸣杨系江苏省天一中学的在校学生，他在学习过程中经常需要用激光切割机来雕刻一些很酷的木质标签，但作为商品的激光切割机价格昂贵、结构复杂。为此屈鸣杨决定利用一些比较简单的材料、用比较低的成本来完成一台适合家庭DIY使用的迷你激光切割机。

本项目以Arduino为主控器，通过接受电脑端发送过来的G代码，主控器解释这些执行代码，将代码转换成步进电机的控制脉冲，通过步进电机控制电路带动X轴、Y轴运动。其中X轴带动半导体激光头运动，Y轴带动工作台运动，从而实现平面内的任意坐标点的定位。

为了研究激光雕刻机项目，屈鸣杨首先在教师的帮助下解剖了学校的大型激光雕刻机，了解到激光雕刻机属于二轴联动的平面移动数控机构，为了实现激光头在平面内的移动，内置可以采用同步带传动、滚珠丝杆传动等多种传动方式。同步带传动寿命短，存在老化、张紧等较多问题。但是，在激光头行程比较长时还是需要采用这种方式实现大行程移动。而在行程比较短的情况下，滚珠丝杆轴承是更好的选择，其寿命长、定位精度高。因此，本装置采用滚珠丝杆作为传动部件。同时屈鸣杨还了解了激光切割机的激光生成、传输、聚焦等结构，对大型激光切割机一般采用气体激光源，对小功率激光切割机则一般采用固体激光激光源。本装置采用200 mW的红色半导体激光源经过透镜聚焦后作为切割光源。由于激光源体积小巧，因此可以直接将激光源安装在驱动轴上由丝杆带动一起运动。激光无需采用反射透镜来改变光路，简化了结构。对X轴、Y轴方向丝杠驱动采用两相步进电机作为驱动电机，定位精度高。商品化的大型激光切割机采用高性能DSP控制器来实现G代码的快速编译和运动轨迹的快速插补运算，本机器采用开源、廉价的Arduino来完成这个工作，虽然速度性能有所下降，但性价比较高。

在该项目的研究中主要利用了嵌入式控制器编程、步进电机控制、G代码编译等系列技术。

该项目的创新部分实现了激光切割设备的小型化，将激光切割设备设计得非常迷你，同时利用了大量的标准零件，使得该设备的价格非常低廉，适合大部分DIY爱好者购买或制作。