随着现代化先进制造技术的发展，尤其是数控技术的广泛应用和数控机床的普及，数控技术专业人才的培养与培训工作已经称为一个亟待解决的问题。同时随着数控技术的发展，数控机床的开放化已经成为当今数控技术发展的重要趋势，开放式数控系统的研究与设计已成为必然的选择。但由于现阶段，数控系统的投资成本过高，系统开放性差，实验耗材费用高，操作界面复杂难懂等因素，严重影响了数控专业人才的培养与培训，制约了对数控系统硬件结构的了解以及数控系统的研发。鉴于此，本文经过充分调研并结合实验室现有条件，采用PC+ Arduino单片机的上下位机的控制方案，研制了一台小型激光雕刻机。

    激光雕刻机主要由机械部分、电气部分以及可重构的控制系统组成。机械部分主要由铝合金导轨以及激光器等组成；电气部分主要由步进电机及其驱动器以及传感器等组成；可重构的控制系统可自主开发。本作品采用上下位机的控制方案，上位机采用PC机，下位机采用Arduino类型的单片机。本方案将实时性与并行性要求较高的功能模块放到下位机，激光雕刻前的数据准备功能放到上位机。通过将功能模块的合理分配，来满足数控系统的实时性与并行性要求。程序设计了图像处理、仿真加工、译码等模块，可以直接对图片进行编辑操作，能够生成、编辑并导出NC代码，并对产生的异常进行处理。

    该激光雕刻机的结构简单，维护方便，易于实现与推广。电气控制部分综合采用了传感器以及数字控制技术，设计了基于Arduino类型单片机的输入输出接口电路。可重构的控制系统可以实现多次自主开发。本雕刻机的控制系统采用上下位机的控制方案，通过合理的功能模块设计，满足数控系统的实时性与并行性要求。程序设计了图像处理、仿真加工、译码等模块，可以直接对图片进行编辑操作，能够生成并导出、编辑NC代码，并对产生的异常进行处理。本实验台在实际的测试中，运行平稳，安全可靠，完全能够满足本专科以及研究生的数控技术教学与研究。