随着近年来制造业对单件、小批量、高精度、复杂形体的零件加工要求越来越高,数控雕刻机以其生产效率高、功能全面、通用性好、价格便宜等优点迅速在模具、装饰品、电子产品等行业有了广泛的应用。应用现代设计方法快速有效的设计出性能优良、满足市场需求的数控雕刻机床是雕刻机生产厂家迫切的需要。本文以一台小型、高性价比的数控雕刻机机械结构优化设计为例,结合雕刻加工的小刀具、高速加工的特点,分析了雕刻机床的各种总体布局方案。应用本课题设计与开发的静载荷测试仪和虚拟仪器的振动测试系统对GAE200A-50型数控雕刻样机的机械结构进行测试,分析其静、动态特性,并根据测试结果建立并修改了雕刻样机的仿真分析模型。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对模型进行静、动态特性分析与优化,得出了该型号雕刻机机械结构的优化设计方案。通过对雕刻机的总体方案分析,得出了一套雕刻机床总体设计的一般原则。为了进行机床动态特性测试,采用压电加速度传感器与电荷放大器配合美国NI公司的PCI6024E数据采集卡,构建了基于Lab VIEW的虚拟仪器振动测试系统。课题通过实验测试与仿真分析相结合的方法实现机械结构的优化设计,具有一定的实用价值和参考意义。