《发光字的设计分解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发光字的设计分解（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘 要本次毕业设计的目的是利用CAD/CAM软件及数控机床进行发光字的制作。首先我们需要了解LED灯的工作原理及集成特性。其次确定实施方案进行发光字的制作。主要步骤有，利用CAD软件设计字模，利用CAM软件生成加工程序，之后要经数控机床进行实体加工。最后环节是LED灯的装配与调试。通过以下设计你将详细了解到发光字的制作技术。关键词：发光字; 制作; 加工目 录摘 要2前 言4第一章 课题背景及简介51.1选题背景51.2 选题目的及内容51.3 选题意义5第二章 设计方案62.1设计思路及预期效果62.2软件的利用62.3机床的选择7第三章 选材与选型83.1 主要材料的选择83.1.1 光源
2、选择83.1.2 LED的发光原理93.1.3 LED灯的种类93.1.4 LED灯的优点103.1.5 LED灯限流电阻计算103.1.6 LED灯的应用103.2字模的选择113.3数据支持113.4主要用品统计13第四章 实施及具体操作144.1字模设计步骤144.1.1Word软件生成字体144.1.2CAXA软件临摹字体144.1.3生成加工程序164.2 字模加工步骤174.2.1 程序的传输174.2.2 板材装夹184.2.3 机床加工操作步骤194.3装配204.3.1 LED灯的检测204.3.2 线路的连接204.3.3 电路控制器的接入214.3.4 电路检测214.3
3、.5 电路调试224.3.6 总装配22结 论23参考文献24致 谢25前 言在全球能源危机、环保要求不断提高的情况下，低功耗、长寿命的半导体照明已被世界公认为一种节能环保的重要途径。全球主要国家政府对半导体照明予以高度重视，相继推出半导体照明计划，已形成世界性的半导体照明技术合围突破的态势。以LED为核心的半导体照明产业是21世纪最具有发展前景的高新技术产业，正在引发全球性的照明光源和显示的革命。近年来，世界上主要国家均制定发展规划，围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。日本的“21世纪光计划”推行白光照明，欧盟的“彩虹计划”及固体照明项目则是通过欧盟的补助金来推广白光LED的应用；美国的“
4、国家半导体照明计划”从2000年到2010年，用半导体灯代替55的白炽灯和荧光灯。中国政府主管部门高度重视LED照明产业的发展，并给予极大的支持，自2003年6月紧急启动“国家半导体照明工程”。国务院2006年2月9日发布国家中长期科学和技术发展规划纲要将半导体照明产品明确列为“重点领域及优先主题”，2006年10月，科技部启动“十一五”半导体照明工程“863”计划，给予半导体照明产业以更大的支持。近年来，中国LED照明市场规模呈现出快速增长势头，2007年，我国半导体照明产业发展向好，外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。在产业规模迅速增长的同时，国
5、内产业结构也有了较大提升，中高端产品份额逐步增加，如显示屏芯片、SMD和大功率封装产品、路灯等照明产品都有明显进步。国家科技部已把“国家半导体照明工程”列入“十一五”科技发展规划，作为一项重点工作来抓。同时，根据我国自身半导体照明的发展现状，国家制定了符合自身发展的半导体照明产业发展计划。2009年哥本哈根“能源高峰会”后，全球各国对于遏止地球“温室效应”的持续恶化与发展节能减排能源达成了共识，并一致通过了“从2014年起，全球禁止生产传统白炽灯泡”，全球各国相继提出照明灯具更替时程表，详见表1-1：表1-1 各国更换LED照明计划一览表国家排序目 标澳洲是世界上第一个计划全面禁止使用传统白炽
6、灯的国家，从今年（2010）开始逐步禁止使用传统的白炽灯。加拿大继澳洲后第二个宣布将禁用白炽灯的国家，订於2012年开始禁止销售白炽灯。日本宣布到2012年停止制造销售高能耗白炽灯。欧盟去年（2009）9月起禁止销售100瓦传统灯泡，2012起禁用所有瓦数的传统灯泡。美国从2012年1月到2014年1月间，逐步淘汰40W、60W、75W及100W白炽灯泡。中国日前宣示启动逐步淘汰白炽灯、加快推广节能灯行动计划，预计在10年内禁用白炽灯泡。第一章 课题背景及简介1.1选题背景随着社会的进步广告业发展迅猛。原有的广告传媒技术已经不能满足其前进的步伐。这种情况下以发光字作为信息传递载体的技术应运而生
7、。发光字在广告传媒也的应用也是越来越多。颜色鲜艳，醒目，有效提高人们视觉的冲击力。白天夜晚效果都很好。本毕业设计是进行发光字的制作。研究新的发光字制作方法。简化发光字的制作步骤，提高发光字的目视效果。研究中我们将应用各种CAD软件软件设计字模，从而代替原有的手工临摹字模。应用数控机床加工技术，提高模板孔位的加工精度避免手工钻孔导致的孔位不均匀。下面我将详细为大家介绍发光字的制作流程。1.2 选题目的及内容本课题主要研究如何利用现代计算机辅助制造技术和现代加工技术完成对发光字字模的设计、加工与制作。从而为发光字的制作开辟一条新的路径。课题研究从环保、节能、高效、经济、安全等方面综合考虑，并将我们
8、所学习到的理论知识运用到实际生产中去，完成发光字电路的设计与调试,做到学以致用。课题制作的主要内容有：1、首先利用CAD/CAM技术完成对“惜时”字模的设计；2、选材选型，并统计所需材料，同时进行市场调查，选择合适的所需材料；3、按设计的要求，剪取适当模版，并准备其他后续所需工具；4、接着利用数控铣床完成“惜时”字模板的加工；5、其次完成“惜时”发光字电路的设计、安装、调试；6、最后进行对“惜时”发光字整个产品的安装、调试；1.3 选题意义在能源危机，大力倡导节能环保的前提下我们选择此设计课题。课题不仅将是我们在学校所学的知识综合应用，同时也涉及到CAD/CAM技术、数控机床加工技术、电子技术
9、等，是一场挑战，也是对与我考验。设计中我将从节能环保的角度入手，研究制作发光字的新路径，新方法。以投入实际生产，为社会创造财富缓解能源危机。第二章 设计方案2.1设计思路及预期效果树脂发光字，其原理，就是玻璃钢的做法，将加入了固化剂、树脂倒入模具中，待其固化成型。对于树脂发光字的模具来说，模具得做双层的。模具用铁板、铝板，耗材比较大。模具做好后，就浇注，然后就等固化。等到固化好后，还要打磨抛光，装灯，具体操作较为麻烦。 吸塑字发光字流行起源于肯德基。做吸塑字发光字，讲的是大量，单件生产是不合算的。现在雕刻机、塑机都比较大，制作吸塑发光字表现圆润，而且金属壳表现的是刚劲有力。但是市场已经接近饱和
10、无发展前景。 金属发光字，是用金属做外壳的发光字。并且光源用的是LED，不是霓虹灯。首先这字的面板和底板是平面的，不用做模，也不用吸塑。面板用透光的亚克力板，底板用金属板。这金属底板用铁板，铝板都行。铁板便宜，做字好焊接。而铝板则防锈。根据实际情况，我们选择做金属发光字，并且将字版双面都用成铝塑板节约成本。铝塑板是较为常用的装饰装潢材料。铝塑复合板是以经过化学处理的涂装铝板为表层材料，用聚乙烯塑料为芯材，在专用铝塑板生产设备上加工而成的复合材料。 铝塑复合板本身所具有的独特性能，决定了其广泛用途：它可以用于大楼外墙、帷幕墙板、旧楼改造翻新、室内墙壁及天花板装修、广告招牌、展示台架、净化防尘工程
11、。铝塑复合板在国内已大量使用，属于一种新型建筑装饰材料。设计并制作两个发光字。在完成制作后预计效果为：发光字主体两个字显示红色并且长亮，图标显示红色并且闪烁发亮，外边框采用红色，绿色两种色调，并且两色调间断闪烁。发光字采用黑色衬底。边缘部分由黑色角铁密封。2.2软件的利用设计中将用到AutoCAD软件，Word软件，美图秀秀软件，CAXA电子图版软件，CAXA制造工程师软件等其他修饰软件。1）利用到AutoCAD设计并画出主电路图。2）利用Word软件选择合适的字体以及字体大小。3）利用美图秀秀软件截取字体并保存为图片形式。4）利用CAXA电子图版进行字体临摹，选择合适的孔位孔距，找到实际孔位
12、坐标点，设计实际板材大小，达到优化设计效果的目的。5）利用CAXA制造工程师软件通过已找到的孔位坐标生成加工程序。2.3机床的选择根据实际情况我将选用西门子802D数控铣床加工字体模板。西门子802D机床侧有供数据传输的R233串线接口，我们可以通过计算机并利用此接口将CAM软件生成的加工程序传输至机床CNC。这样就免除了手工输入加工程序，同时也避免了输入程序所导致的程序出错。这种铣床高精度、高效率高柔性及操作简单，可以实现在较短时间内完成对实体板材的钻孔加工。相别于以往的手电钻钻孔，具有无可比拟的优势。第三章 选材与选型3.1 主要材料的选择3.1.1 光源选择市场现行主要的发光字光源有霓虹
13、灯、LED灯及普通光源。普通光源必须把钨丝烧到高温才能使灯体发光，这样就造成大量的电能以热能的形式被消耗掉。他耗能高并且型号种类单一，不适合做小型发光字牌的光源。霓虹灯光源：霓虹灯是目前应用极其广泛的一种户外广告形式。 优点：(1)色彩丰富，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等有色光。(2)亮度高，适合高层建。(3)内置芯片控制，富于动感，能实现多种色彩、图案的变化。缺点：(1)由于霓虹灯要依附于金属字或金属牌面，暴露于其上，线也裸露在外，故而白天效果较差，不适合低层建筑或装修讲究的门面。(2)霓虹灯采用高压，用电量很高，在电量受限制的城市，使用霓虹灯的审批以及使用过程都有很高的限制。(3)在低层建筑
14、上，光亮度高、刺眼、光污染严重。(4)霓虹灯不具备任何防护能力，很容易破碎、残缺、漏气。(5)造价较高。每平方米400元左右。LED灯光源优点：LED光源除了无汞、节能、节材、对环境无电磁干扰、无有害射线等优点外，在照明领域中，特别是在景观照明中，还有很多出类拔萃的优势。如： (1)低压供电：无高压环节，可靠性高； (2)附件简单：无启动器、镇流器或超高压变压器； (3)结构简单：具有固体光源的最大优点，不充气，无玻璃外壳，无气体密封问题，耐冲击； (4)色彩纯厚：由半导体PN结自身产生色彩，纯正，浓厚，柔和不刺眼； (5)色彩丰富：三基色加数码技术，可演变任意色彩； (6)体积小巧：大的LE
15、D灯具可看成由LED细胞组成，最小的LED仅为平方毫米， 数量级适应点、线、面、球、异形体乃至任意艺术造型的灯光雕塑照明要求； (7)无需维护：10万小时寿命，可以使用50年，大大减少使用期间的维护费用。 总结 ：由于超高亮度发光二极管亮度的提高和价格的低廉，再加上长寿命，节电，驱动和控制又较霓虹灯简单，故此选择LED灯作为发光字光源。3.1.2 LED的发光原理在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图3.1.2所示。 假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数m以内产生。 理论和实践证明，光的峰值波长与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即1240/Eg（mm） 式中Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光（波长
