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邵 陽 學 院
畢業(yè)設計（論文）開題報告書
課題名稱 數 控 十 字 滑 臺 的 設 計
學生姓名 羅 文
學 號 0340717005
院（系）、專業(yè) 機 械 與 能 源 工 程 系
指導教師 張 桂 菊
2007年02月28日
一、課題的來源、目的意義（包括應用前景）、國內外現狀
（1）課題的來源：隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們深刻的感受到數控機床在生產中的地位是越來越重要，雖然近幾年我國組合機床的技術在不斷的發(fā)展，然而組合機床通用部件中的大型滑臺，至今仍主要是單坐標的滑臺。我們在對一些X－Y工作臺的研究調查中發(fā)現目前的簡易數控控制系統(tǒng)基本上是基于普通單片機，顯示為LED數碼管的系統(tǒng)，操作很不方便而且通用性不強。為此，本課題此基礎上設計了通用的2軸半數控控制器。其基本思想是采用最新的微處理技術和集成電路技術，提高系統(tǒng)集成度，從而提高可靠性，降低成本，減小體積。它具有良好的人－機交互界面，滿足一般2軸半數控系統(tǒng)的需要。（X－Y工作臺是指能分別沿著X向和Y向移動的工作臺）
（2）目的意義：本文通過對X－Y工作臺的機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設計，闡述了機電一體化系統(tǒng)設計中的共性和關鍵的技術。該數控十字滑臺可靈活用于銑床和鉆床的數控改造，而且改造簡單方便，技術難度不大，可廣泛應用。
（3）國內外現狀：從上世紀80年代起，機床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對數控技術和數控機床一直給予較大的關注。經過“九五”數控車床和加工中心（包括數控銑床）的產業(yè)化生產基地的形成，所生產的中檔普及型數控機床的功能、性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭力。但在中、高檔數控機床方面，與國外一些先進產品相比，仍存在較大差距，這是由于歐美日等先進工業(yè)國家于80年代先后完成了數控機床產業(yè)進程，其中一些著名機床公司致力于科技創(chuàng)新和新產品的研發(fā)，引導著數控機床技術發(fā)展，如美國英格索爾公司和德國惠勒喜樂公司對用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數控銑床的發(fā)展，日本牧野公司對高效精密加工中心所作的貢獻，德國瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開發(fā)，以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對高效復合加工的推進等等。相比之下，我國大部分數控機床產品在技術上都處于跟蹤階段。
基于這一現實，為了加速振興我國的機床制造業(yè)，當前宜加強如下五方面的研究和發(fā)展工作：(1)以高速化為先導，提高數控機床的綜合性能。(2)加快數控機床向高效柔性化和高精化發(fā)展的步伐，推進mm級精度機床工程的規(guī)劃和實施。(3)加強發(fā)展多功能復合加工的數控機床來提高單件和中小批量生產的加工精度和高效柔性化。(4)對于中大批量生產、發(fā)展快速重組制造系統(tǒng)(Rapidly Reconfigurable Manufacturing System簡稱RRMS)和可重構機床(Reconfigurable Machine Tool簡稱RMT)將是一個合理的解決方案。(5)發(fā)展網絡制造單元以適應數字化企業(yè)的構建。
二、課題研究的主要內容、研究方法或工程技術方案和準備采取的措施
（1）主要內容：隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們深刻的感受到數控機床在生產中的地位是越來越重要，雖然近幾年我國組合機床的技術在不斷的發(fā)展，然而組合機床通用部件中的大型滑臺，至今仍主要是單坐標的滑臺。本課題設計以單片機作為控制系統(tǒng)的X-Y型工作臺（X－Y工作臺是指能分別沿著X向和Y向移動的工作臺）。通過對X-Y型工作臺機械結構設計和控制電路接口的設計，闡述了機電一體化設計中的共性和關鍵技術。
（2）工程技術方案及措施：機械傳動方面，設計時仍采用的傳統(tǒng)方式。一軸配備一對減速齒輪，選滾珠螺母副，軸承支撐。結構雖然簡單，但可以滿足強度各方面的要求，而且所有零部件價格便宜訂購方便,這樣就減小了生產的難度。
由于在設計要求中明確指出此工作臺為數控裝置，有獨立的數控操作和控制系統(tǒng)，這就對工作臺運動的控制提出了要求，在設計時優(yōu)先選擇步進電機作為動力源，采用單片機控制，這樣就能滿足設計所提出的要求。
該數控十字滑臺可靈活用于銑床和鉆床的數控改造，而且改造簡單方便，技術難度不大，可廣泛應用。
三、現有基礎和具備的條件
控制工程實驗室：實驗樓215室，主要儀器： PT數控轉臺1臺，XY軸步進數控工作1臺，四軸運動控制平臺2臺，液壓PLC控制系統(tǒng)，機械手控制系統(tǒng)，D/A和A/D轉換系統(tǒng)，MCS-51主機板1套，直流數字安培表，直流數字毫安表，指針式交流電流表。提供中國期刊網、提供超星數字圖書館有關圖書，萬芳數據資源庫，讀秀知識庫，CNKI數據資源系統(tǒng)。
四、總的工作任務，進度安排以及預期結果
工作任務和預期結果：本文通過對X－Y工作臺的機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設計，了解機電一體化系統(tǒng)設計中的共性和關鍵的技術。
進度安排：
2006.12.20 ~ 12.31：選定課題題目交給指導老師，通過老師綜合分析和思考后，最后確定論文題目。
2007.2.20 ~ 2.28： 根據指導老師下達的畢業(yè)論文任務書，確定論文的主要內容并寫好開題報告，交給指導老師。
2007.3.1 ~ 3.5： 根據設計任務書并查閱相關資料，確定設計方案。
2007.3.6~ 5.16： 在現有基礎條件下，定期和指導老師聯系，進行課題論文的編寫，完成初稿。
2007.5.16 ~ 5.22： 根據指導老師的修改意見修改論文，并根據標準的論文格式打印除論文修改稿，
并于22前交給指導老師。
2007.5.23 ~ 5.28： 通過指導老師審定，畢業(yè)論文按要求設計完畢。
2007.6.7~6.10： 畢業(yè)論文答辯。
五、指導教師審查意見
指導教師（簽名）
年 月 日
六、教研室審查意見
教研室主任（簽名）
年 月 日
七、院（系）審查意見
院（系）主任（簽名）
年 月 日
備 注