移動龍門式小型數(shù)控雕刻機Z軸和X軸的機構(gòu)設計
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開題報告
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學生姓名
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年級專業(yè)及班級
指導教師及職稱
講師
學?? 院
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20?? 年??? 月??? 日
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畢業(yè)設計題目
移動龍門式小型數(shù)控雕刻機Z軸和X軸的機構(gòu)設計
文獻綜述
選題研究意義:
我國的機械工業(yè)雖然已經(jīng)有了較大的發(fā)展,具備了一定的基礎和規(guī)模,初步滿足國民經(jīng)濟和人民生活的需要。但隨著世界科學技術(shù)的迅速發(fā)展,我國機械工業(yè)的技術(shù)水平和生產(chǎn)能力與工業(yè)發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。因此,在我國以新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和開發(fā)高技術(shù)含量的新產(chǎn)品,已成為當前機械工業(yè)以至各傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)密切關(guān)注和改革的焦點。
機電一體化技術(shù)是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合,它包括機械、電子、計算機和自動控制技術(shù)。它從系統(tǒng)工程的觀點出發(fā),使產(chǎn)品或系統(tǒng)實現(xiàn)整體優(yōu)化。近年來,世界上各發(fā)達國家競相發(fā)展機電一體化技術(shù),以提高制造技術(shù)水平,實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)向柔性化、智能化發(fā)展。機電一體化技術(shù)給傳統(tǒng)的機械工業(yè)帶來了革命性的變革和驚人的效益,使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和管理體制發(fā)生深刻的變化。機電一體化是當今世界機械工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展的主要趨勢,也是我國機械工業(yè)發(fā)展的必由之路。
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國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:
數(shù)控雕刻技術(shù)是傳統(tǒng)雕刻技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它稟承了傳統(tǒng)雕刻精細輕巧、靈活自如的操作特點,同時利用了傳統(tǒng)數(shù)控加工中的自動化技術(shù),并將二者有機的結(jié)合在一起,成為一種先進的雕刻技術(shù)。所有這些技術(shù)都將通過數(shù)控雕刻機轉(zhuǎn)化為真正的生產(chǎn)能力。數(shù)控雕刻機集計算機輔助設計技術(shù)(CAD技術(shù))、計算機輔助制造技術(shù)(CAM技術(shù))、數(shù)控技術(shù)(NC技術(shù))、精密制造技術(shù)于一體,是目前最先進的雕刻設備,代表了最先進的雕刻技術(shù)。使用數(shù)控雕刻技術(shù)和數(shù)控雕刻機已經(jīng)成為雕刻行業(yè)的一種潮流。
1938年世界第一臺手動雕刻機在法國“嘉寶”問世,1950年“嘉寶”生產(chǎn)出世界第一臺真正意義的電動、可縮放比例的手動雕刻機。隨后美國、日本和法國等國也開始研制。 20世紀90年代,隨著微電子技術(shù)的突飛猛進,直接推動微型計算機的急劇發(fā)展。微電子技術(shù)和微型計算機技術(shù)帶動整個高技術(shù)群體飛速發(fā)展,從而使雕刻機產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。雕刻機完善、性能穩(wěn)定、造型美觀和價格合理成為雕刻機研制的基本要求。
數(shù)控雕刻的特點:
與傳統(tǒng)的數(shù)控加工比較,數(shù)控雕刻是高速銑削加工。高速銑削加工是種高轉(zhuǎn)速、小進給和快走刀的加工方式,形象地稱為“少吃快跑”的加工方式。有如下特點:
1.專業(yè)的數(shù)控雕刻加工工藝
以“等量切削”技術(shù)為核心的數(shù)控雕刻工藝,避免了加工吃刀量不均的問題,保證了產(chǎn)品精細度指標的實現(xiàn),并降低了精細加工的斷刀概率,提高了加工效率。
數(shù)控雕刻對象的特點是圖案復雜、細節(jié)豐富、造型奇特、成品精細。要實現(xiàn)這樣的加工要求,則必須使用小尺寸的刀具科為基本加工刀具,在很多情況下,數(shù)控雕刻機使用的雕刻刀具刀尖直徑不足0.5毫米甚至到0.1毫米以下。使用小刀具進行精細雕刻是數(shù)控雕刻的最基本的特征,數(shù)控雕刻系統(tǒng)的所有其他特點都圍繞這個基本的特點和要求而產(chǎn)生。
2.高精度、高轉(zhuǎn)速的主軸電機
由于數(shù)控雕刻使用小尺寸的刀具進行銑削加工,所用刀具的直徑小,加工中為保證刀具的切削線速度和切削能力,勢必要提高刀具的旋轉(zhuǎn)速度,使用具有高轉(zhuǎn)速能力的主軸電機。主軸電機旋轉(zhuǎn)速度高,可為小刀具提供高的切削速度,并確保小刀具在雕刻中能有較好的切削能力。
制造精度高,旋轉(zhuǎn)噪聲低,刀具裝卡跳動量小,使小刀具平穩(wěn)的進行銑削加工提供了良好的工作環(huán)境。
3.輕型機密的機床結(jié)構(gòu)
數(shù)控雕刻適合小工件、小加工量并能滿足定加工精度要求的輕型加工,所以雕刻機的整體結(jié)構(gòu)較為精巧,具有較強的剛性和齊全的配置。
整體鑄件結(jié)構(gòu),為高精度的運動提供了穩(wěn)定的工科平臺,確保了雕刻機運動平穩(wěn)、噪音低、雕刻成品光潔度好。
4.尺寸精度高、耐磨性能好、專業(yè)性強的雕刻刀具
具體保證數(shù)控雕刻成品精細和加工效率高是最為關(guān)鍵因素之一,在使用高速主軸電機和計算機輔助加工技術(shù)(CAM)的前提下,數(shù)控雕刻機所使用的刀具的尺寸精度高、耐磨性好。不同的工藝使用不同的刀具,使用專業(yè)刀具加工相應的業(yè)務和材料。
5.高效平穩(wěn)的控制系統(tǒng)
數(shù)控雕刻控制系統(tǒng)采用了行進的微步細分控制算法,機床運動高速平穩(wěn),分辨率高,可達0.003m m/步。另外,也有部分機型使用伺服驅(qū)動單元,機床各項性能指標又有較大幅度的提高。
6.功能強大的控制軟件
控制軟件工作界面靈活便捷,功能豐富,實現(xiàn)了多項獨具特色的雕刻功能,如選擇雕刻功能、雕刻時間計算功能等,適合中件或批量產(chǎn)品雕刻。
7.以完整的精雕雕刻系統(tǒng)作為依托
根據(jù)小刀具雕刻的基本特點,并結(jié)合當前制造業(yè)先進的高速銑削(HSM )理念,精雕科技提出了小刀具高速雕刻思想,主要目標是提高雕刻效率和雕刻精度,減少小刀具的磨損率,在實際加工中的表現(xiàn)為“高轉(zhuǎn)速、快進給、小進給、勻切削、高效率”。此項技術(shù)是項整體的系統(tǒng)技術(shù)。精雕雕刻CAD/CAM軟件獨創(chuàng)的“等量切削”功能能夠生成具有均勻切削用量的刀具路徑,為高速雕刻的實現(xiàn)提供了最基本的技術(shù)保證。數(shù)控雕刻的特有的專業(yè)優(yōu)勢為“小刀其的快速銑削”,擅長做“常規(guī)大刀具無法加工的業(yè)務”。[宋天麟.數(shù)控機床及其使用與維修]
國外的雕刻機,如美國“雕霸”、法國“嘉寶”和日本“御牧”是此行業(yè)的佼佼者,但價格非常昂貴,不管大小都在10萬圓人民幣以上。還有較為成熟的雕刻軟件如法國的GRAVOGRAPH-NEW HERMES 公司的GravoStyle’98三維雕刻軟件,此軟件為最先進的雕刻軟件之一,具有自動控制、工藝參數(shù)自動生成、三維刀具補償?shù)裙δ堋獾窨虣C主體采用框架結(jié)構(gòu),簡化設計過程,并采用機電一體化關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。
近幾年國內(nèi)的雕刻機,北京“精雕”、上?!白哪绝B”在國內(nèi)也有一定的市場,但價格也不菲。較為成熟的有天津歐凱數(shù)控機床有限公司生產(chǎn)雕刻機,其具有較好的人機界面,還有北京文泰公司的文泰三維雕刻軟件,此軟件可以輸出HPGL指令機,也可以輸出標準數(shù)控G代碼,用于雕刻機或數(shù)控系統(tǒng)。
隨著近年來我國制造業(yè)的迅速發(fā)展,數(shù)控雕刻機產(chǎn)業(yè)也獲得了良好的發(fā)展機遇,有效地促進了我國數(shù)控雕刻機的生產(chǎn)和推廣應用。我國的數(shù)控雕刻機起步于經(jīng)濟型數(shù)控機床,隨著數(shù)控技術(shù)的進步,經(jīng)過多年的發(fā)展,己形成了多個國產(chǎn)品牌的雕刻機,如上海洛克公司生產(chǎn)的啄木鳥數(shù)控雕刻機、北京精雕公司生產(chǎn)的精雕數(shù)控雕刻機和南京利能公司生產(chǎn)的威克數(shù)控雕刻機等。上述各類型雕刻機的機床本體結(jié)構(gòu)較為簡單,控制器大多借鑒國外新技術(shù),采用基于高檔的微控制器或PC的數(shù)控系統(tǒng),伺服部分以步進電機細分驅(qū)動為主,可獲得中等控制精度,但價格比較便宜,因此整機的性價比較高,適用于精度要求不太高的普及應用場合。對高精度的雕刻加上,口前我國尚以進口數(shù)控雕刻機為主,如意大利的左拉、日本的全量等品牌的數(shù)控雕刻機。這類數(shù)控雕刻機機床本體設計剛度好、精度高,采用伺服電機驅(qū)動,加上精度高,控制系統(tǒng)功能全、可靠性高,但價格昂貴,往往數(shù)信于國產(chǎn)產(chǎn)品,因此主要應用于模具等高精度加上場合。
?隨著微電子技術(shù)和機電結(jié)合深度的發(fā)展,可不斷提高產(chǎn)品附加值。雕刻機是一種典型的機電一體化設備,其總體發(fā)展是提高該產(chǎn)品在市場中的競爭能力。因此今后的發(fā)展將具體體現(xiàn)在以下幾個主要方面:
1.自動化
降低使用的復雜程度,降低勞動強度,減少操作人員數(shù)量,減少輔助工作時間,減少人為干預,穩(wěn)定生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率。
2.高速度
提高數(shù)控系統(tǒng)的插補運算和控制速度,高速度直接與高效率相聯(lián)系。實現(xiàn)系統(tǒng)高速化,不僅要求計算機及軟件有很高的信息處理速度,而且要求系統(tǒng)各運動部件和驅(qū)動控制具有高速響應的特征和響應速度的匹配性。
3.監(jiān)測監(jiān)控
通過實時測量反饋,提高系統(tǒng)的控制精度,保證工作質(zhì)量。
4.計算機信息化
軟件程序化系統(tǒng)是發(fā)展必然趨勢。簡化硬件結(jié)構(gòu),依靠和發(fā)揮軟件技術(shù)優(yōu)勢,提高系統(tǒng)性能,降低成本,加快產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期。
5.柔性化
提高產(chǎn)品應用功能的靈活性,適應用戶多樣化的使用要求。
6.模塊化
將產(chǎn)品總體從軟硬件結(jié)構(gòu)上按功能劃分為模塊,各功能模塊相對獨立研究、發(fā)展和完善,通過標準接口聯(lián)成系統(tǒng)。
7.通用化
零部件設計、軟件規(guī)范、接口、通信協(xié)議等產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的標準化和選用芯片的通用化有利于系統(tǒng)擴展、技術(shù)兼容和滲透,有利于產(chǎn)品和技術(shù)的進一步延伸和發(fā)展,并提高產(chǎn)品的通用性和可維修性。
8.專用化
有利于實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳匹配和最優(yōu)設計,提高系統(tǒng)集成度,從而提高系統(tǒng)的可靠性,對大批量生產(chǎn)產(chǎn)品達到降低成本的目的。
9.智能化
配備各種傳感器和信息獲取通道,直接感受環(huán)境信息,建立和利用知識庫與推理機構(gòu)成專家系統(tǒng),進行邏輯推理和經(jīng)驗推理,使系統(tǒng)能自動根據(jù)周圍環(huán)境作出自適應處理并具有自學習功能,在復雜環(huán)境下進行高質(zhì)量高效率地工作。
10.優(yōu)化
根據(jù)強化功能、簡化結(jié)構(gòu)、減少成本等目標函數(shù),優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計,優(yōu)化參數(shù)選擇,達到整體優(yōu)化或最佳產(chǎn)品目標。
11.節(jié)能化
采用電力電子驅(qū)動和電子控制系統(tǒng)的最佳調(diào)節(jié)控制,提高產(chǎn)品的能源利用率,可大幅度降低能源消耗。
12.集成化
包括結(jié)構(gòu)集成和功能系統(tǒng)集成。采用集成化的方法強化系統(tǒng)功能,減少物理體積,提高效率,提高系統(tǒng)抗干擾能力,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。數(shù)控雕刻機由生產(chǎn)發(fā)展至今,已經(jīng)形成了比較成熟的機械結(jié)構(gòu)及其雕刻軟件。[趙松年,戴志義.機電一體化數(shù)控系統(tǒng)設計]
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主要參考文獻與外文資料
[1]《現(xiàn)代機械傳動手冊》編輯委員會.現(xiàn)代機械傳動手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1995.4;
[2]趙松年,張奇鵬.機電一體化機械系統(tǒng)設計.北京:機械工業(yè)出版社,1996.6;
[3] 趙松年,戴志義.機電一體化數(shù)控系統(tǒng)設計.北京:機械工業(yè)出版社,1994.5;
[4] 宋天麟.數(shù)控機床及其使用與維修.東南大學出版社,2003.10;
[5] 劉雄偉.? 數(shù)控加工理論與編程技術(shù)-2.北京:機械工業(yè)出版社,2000.3;
[6] 唐榮錫.CAD/CAM技術(shù). 北京:北京航空航天大學出版社,1994;
[7] 孫家廣. 計算機圖形學[M]. 北京:清華大學出版社,1998.9;
[8] 譚建成.電機控制專用集成電路.北京:機械工業(yè)出版社,2002.3;
[8] H odd D. Morton.Embedded Microcontrollers.Pearson Education North Asia Limited,2001;?
[9] Geg Paul.New Processors Transform control.Mechanical Engineering,1997.4;
[10]徐學林.互換性與測量技術(shù)基礎.湖南大學出版社.2006.12
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注:此表如不夠填寫,可另加頁。
研究方案
研究目的:
(1)總體設計采用了龍門架布局結(jié)構(gòu),加工精度、生產(chǎn)效率和自動化程度高,結(jié)構(gòu)簡單、緊湊,具有較好的綜合特性;
(2)機床主軸采用了水冷交流異步電動機直接驅(qū)動,具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟可靠、旋轉(zhuǎn)速度高和維護方便的特點;
(3)機床進給系統(tǒng)采用了步進電機的開環(huán)控制,可以滿足定位精度的要求,系統(tǒng)穩(wěn)定性較好,制造成本較低,調(diào)試維修方便。
研究內(nèi)容和方案:雕刻機的主運動方案討論、雕刻機的主軸結(jié)構(gòu)、雕刻機的進給運動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)步進電機型號的選擇、聯(lián)軸器選擇、機械結(jié)構(gòu)的參數(shù)化建模與簡化。
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預期結(jié)果:在完成了各項設計后,能實現(xiàn)高速作業(yè),降低勞動強度,提高生產(chǎn)效益。
條件保障:
1、本設計的大部分工作將在本學校完成.??????
2、有扎實的理論知識和學校專家的指導.??????
3、學校的實驗設備和相關(guān)圖書資料.
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進程計劃
2012.12.20~2012.12.25????????? 選題、下達設計任務書
2012.12.25~2013.02.24????????? 調(diào)研、查找資料、畢業(yè)設計開題
2013.02.24~2013.04.15????????? 設計和計算
2013.04.16~2013.04.20????????? 提交畢業(yè)設計初稿,中期考核
2013.04.21~2013.05.14????????? 修改
2013.05.14~2013.05.18????????? 提交畢業(yè)設計正稿
2013.05.21~2013.05.25? ????????預審
2013.05.28~2013.06.01????????? 答辯
2013.06.02~2013.06.04????????? 修改、交齊所有資料
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論證小組意見
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專業(yè)委員會意見
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??????????????????????????????????????????????????? 20? 年? 月? 日
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移動龍門式小型數(shù)控雕刻機Z軸和X軸的機構(gòu)設計
移動
挪動
龍門
小型
數(shù)控
雕刻
以及
機構(gòu)
設計
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移動龍門式小型數(shù)控雕刻機Z軸和X軸的機構(gòu)設計,移動龍門式小型數(shù)控雕刻機Z軸和X軸的機構(gòu)設計,移動,挪動,龍門,小型,數(shù)控,雕刻,以及,機構(gòu),設計
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