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南 京 理 工 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué) 生 姓 名：
王守剛
學(xué) 號：
020190500708
專 業(yè)：
機電一體化
設(shè)計(論文)題目：
鉆孔用x-y工作臺
及其運動控制系統(tǒng)的設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
張雯
2008 年 08 月 27 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大的推動了不同學(xué)科的相互交叉與滲透導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)與改造。
機電一體化是以電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)為主導(dǎo)、多種新興技術(shù)與機械技術(shù)交叉融合而形成的綜合性高技術(shù)，是機械與電子技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物，其目的是不斷提高勞動生產(chǎn)率，減輕人們的體力勞動，逐步代替部分腦力勞動，通過這種技術(shù)生產(chǎn)出來的是種類繁多的機電一體化產(chǎn)品，這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到國民經(jīng)濟、科技活動、國防建設(shè)和人們生活的各個領(lǐng)域。
數(shù)控技術(shù)是綜合了計算機、自動控制、電機、電氣傳動、測量、監(jiān)控、機械制造學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域最新成果而形成的一門交叉科學(xué)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術(shù)之一，是實現(xiàn)柔性制造、計算機集成制造、工廠自動化的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。
數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control,NC）它是利用數(shù)字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法，數(shù)控技術(shù)在機床控制中的廣泛應(yīng)用，形成了數(shù)控技術(shù)發(fā)展主流——機床數(shù)控技術(shù)和機床數(shù)控系統(tǒng)。機床數(shù)控系統(tǒng)能夠邏輯的處理使用號碼，或者其它符號編碼指令規(guī)定的程序，能夠自動完成機床加工信息的輸入、譯碼、運算，從而控制機床的運動和加工過程。
應(yīng)用數(shù)控技術(shù)或裝有數(shù)控系統(tǒng)的機床稱為數(shù)字控制機床（Numericaling Control Machine,NCM）簡稱數(shù)控機床。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床采用了計算機數(shù)控系統(tǒng)，因此也稱為計算機數(shù)控機床或CNC機床。
數(shù)控機床產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，是集機、電、液、氣、光于一體的新型自動化機床，它綜合了計算機技術(shù)、自動控制、精密檢測和精密制造等方面的科技成果，是機電一體化的典型產(chǎn)品，要實現(xiàn)對產(chǎn)品的控制需要擁擠和信息描述刀具和工件間的相對運動以及用工藝信息來描述機床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、主軸正反轉(zhuǎn)、換刀、冷卻液的開/關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件（數(shù)控加工程序），存放在信息載體（如磁盤、磁帶、穿孔紙帶等）上，然后由機床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入或直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤輸入，或通過通信方式輸入，通過對其譯碼，從而使機床動作和加工零件。
數(shù)控機床是一種高效、自動化機床，其之所以能在機械加工中得到廣泛的應(yīng)用，主要由于其它加工設(shè)備相比，數(shù)控機床具有以下特點：
1)適用范圍廣，易于加工形狀復(fù)雜的零件，適應(yīng)性強，由于數(shù)控機床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動功能，并可按照零件加工的要求變換加工程序，數(shù)控機床能完成很多普通機床難以勝任，或者不可能加工出來的復(fù)雜型面的零件。因此，數(shù)控機床首先在航空航天等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
2)加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定?，F(xiàn)代數(shù)控機床按照預(yù)定的程序自動加工，不受人為因素的影響，其加工精度由機床來保證，并且具有較強的插補功能和自動編程功能，可方便的對復(fù)雜輪廓進行自動編程及加工處理，因此能夠獲得比機床本身精度還要高的加工精度及重復(fù)精度。
3)工件加工周期短，生產(chǎn)效率高。使用數(shù)控機床加工零件，對于模具、專業(yè)工裝夾具、劃線加工準(zhǔn)備等要求大幅度降低；由于加工中有較高的重復(fù)精度，檢驗工作也得以簡化；零件變更調(diào)整時間、刀具變更調(diào)整時間減少，加工中心合理選用切削用量，機加工時間短，這些方面的變化使工件加工周期大為縮短，生產(chǎn)效率顯著提高，數(shù)控機床的生產(chǎn)率比普通機床的生產(chǎn)率高2~3倍。尤其是某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍。
4)減少工人勞動強度，數(shù)控機床主要是自動加工，能自動換刀、起停切削液、自動變速等，其大部分操作不需人工完成，大幅度減輕了操作工人的勞動強度，同時減少了人為因素的影響，使產(chǎn)品加工質(zhì)量比較穩(wěn)定，一致性好，也降低了廢品、次品率。
5)可實現(xiàn)精確的成本計算和科學(xué)管理，數(shù)控加工可正確計算出加工工時和生產(chǎn)進度計劃等成本和管理信息，簡化和減少了檢驗、工具準(zhǔn)備、半成品調(diào)度等管理工作，并可實現(xiàn)一機多用，多機看管具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性，數(shù)控機床具有的通信接口，可實現(xiàn)計算機之間的連接，組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)（LAN），采用制造自動化協(xié)議（MAP）規(guī)范，實行生產(chǎn)過程的計算機管理與控制，這些均為降低成本、提高管理水平創(chuàng)造了條件。
6)有利于實現(xiàn)優(yōu)化控制和生產(chǎn)系統(tǒng)的集成、計算機數(shù)字控制標(biāo)準(zhǔn)代碼編程等數(shù)控機床的基本控制形式，非常有利于多機之間或與計算機管理系統(tǒng)進行連接，實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的信息集成。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要設(shè)計完成一個采用步進電動機控制的雙坐標(biāo)開環(huán)數(shù)控控制的工作臺。
步進電動機又稱脈沖電動機。在機電一體化系統(tǒng)中常用做開環(huán)運動控制系統(tǒng)的驅(qū)動
電動機，是一種能將電脈沖輸入轉(zhuǎn)化為模擬的輸出軸運動。每輸入一個脈沖，旋轉(zhuǎn)式步
進電動機的輸出軸轉(zhuǎn)動一步，因此，當(dāng)輸入一串脈沖序列時，輸出軸就以等增量的轉(zhuǎn)角響應(yīng)該輸入序列，輸出步數(shù)等于輸入脈沖個數(shù)，轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率成正比。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。
步進電機開環(huán)進給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量一般取為0.01或 0.001，脈沖當(dāng)量小，進給位移的分辨率和精度就高，但是由于進給速度ν=60fδmm/min 或ω=60fδ/min，在同樣的最高工作頻率f時，δ越小，則最大進給速度之值也越小。
提高開環(huán)進給系統(tǒng)位置精度的方法有：開環(huán)進給系統(tǒng)中，步進電機的步距角精度，機械傳動部件的精度，絲杠、支承的傳動間隙及傳動支承件的變形等，將直接影響進給精度，為提高系統(tǒng)的精度，應(yīng)該適當(dāng)提高系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的精度，此外，還可采取傳動間隙補償和螺距誤差補償?shù)雀鞣N精度補償措施。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責(zé)人：
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