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本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
論 文 題 目： 機(jī)械設(shè)備表面標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)設(shè)計(jì)學(xué) 院：
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告要求
開(kāi)題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題；
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）；
3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開(kāi)題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開(kāi)始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開(kāi)題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)；
3. 開(kāi)題報(bào)告不合格或沒(méi)有做開(kāi)題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫(xiě)在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打印）。
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一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究對(duì)象集中在機(jī)械設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，還涉及到數(shù)控領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)，程序編制等內(nèi)容。
2、論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
傳統(tǒng)的工業(yè)零部件標(biāo)記打印一般多采用字模沖壓、電化學(xué)腐蝕、電火花加工等。但是這些方法效率低、不美觀、防偽性差，很難達(dá)到同一規(guī)格，所以廢品率極高，尤其難以適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。
激光打印技術(shù)，雖然較好地克服了傳統(tǒng)工藝的很多缺點(diǎn)，但是由于受到激光器本身壽命低與在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)缺乏長(zhǎng)期穩(wěn)定性工作特點(diǎn)的制約，同時(shí)由于有色金屬對(duì)激光的吸收較差，打印深度淺，所以這一方法不能滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要，除特殊材料如金剛石、硬質(zhì)合金或?qū)Υ蛴∩疃葻o(wú)特別要求的場(chǎng)合外，未能得到普及推廣。
為彌補(bǔ)上述方法的不足，適應(yīng)現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)發(fā)展的需要，出現(xiàn)了一種全新的工業(yè)標(biāo)記打印工藝—?dú)鈩?dòng)標(biāo)記打印工藝。
根據(jù)所要標(biāo)記圖形或字符的軌跡，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)中控制程序的處理，生成控制脈沖信號(hào)，由計(jì)算機(jī)接口傳輸?shù)娇刂葡?，X, Y 方向的控制信號(hào)分別控制 X、Y 方向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而控制打印頭在 X-Y 平面內(nèi)按一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受輪廓控制的 Z 方向執(zhí)行機(jī)構(gòu)在標(biāo)記輪廓的過(guò)程中做高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)打印頭在壓縮空氣作用下的高頻微沖擊運(yùn)動(dòng)，在工件表面打印出在計(jì)算機(jī)中所繪制的圖形和字符標(biāo)記。
氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)有著精度高、打標(biāo)深度深、成本低、打標(biāo)速度快，可適應(yīng)多種材料上的打標(biāo)，并可方便的由計(jì)算機(jī)控制打印各種圖形等優(yōu)點(diǎn)，在打標(biāo)行業(yè)中有著其他種打標(biāo)方法不可比擬的優(yōu)勢(shì)和良好的發(fā)展前景。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
1973 年 美國(guó) TELESIS 公司研發(fā)出全球第一臺(tái)氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)；1984 年 法國(guó)TECHNIFOR 公司研制出全球第一臺(tái)手持式氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)；1997 年重慶捷達(dá)公司從加拿大引進(jìn)打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)，并在國(guó)內(nèi)開(kāi)始生產(chǎn)組裝。重慶是最早氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)基地，也是國(guó)內(nèi)氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的發(fā)源地，在重慶經(jīng)銷(xiāo)打標(biāo)機(jī)的企業(yè)有五十多家，但真正的生產(chǎn)企業(yè)不多，大概只有五六家，大多數(shù)是打標(biāo)機(jī)經(jīng)銷(xiāo)商和貼牌商。最早氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、活賽、摩托車(chē)車(chē)架、汽車(chē)大梁等。
氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)發(fā)展到現(xiàn)階段，無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，對(duì)它的研究和生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行更深探索的廠商比比皆是，如加拿大的伊斯沃（EASTWARD）公司，上海的子林機(jī)電設(shè)備有限公司，重慶的恒偉公司等。從整體上講，氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)分為上位機(jī)和下位機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分，上位機(jī)是圖形編輯和指令形成部分，下位機(jī)是脈沖形成和打印控制部分，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是包括步進(jìn)電機(jī)、操作臺(tái)位置信號(hào)回饋裝置等。其組成如下圖所示：
上位機(jī)系統(tǒng)
（應(yīng)用程序）
下位機(jī)系統(tǒng)
（單片機(jī)控制）
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
圖 1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
按照分類(lèi)來(lái)講，一般的將氣動(dòng)標(biāo)記打印機(jī)分為平面刻印和旋轉(zhuǎn)刻印兩種。
平面標(biāo)記打印是較普通的標(biāo)記打印，通常標(biāo)記打印是在 x-y 平面上進(jìn)行的，分別控制 x 方向和 y 方向的兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，并帶動(dòng)打印針在 x-y 平面（即工件平面） 上按照給定的打印軌跡運(yùn)動(dòng)，打印的工件是平面的；旋轉(zhuǎn)標(biāo)記打印機(jī)就是將平面打印中的一個(gè)軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，而不是沿著該軸的正負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)軸如同平面標(biāo)記打印
機(jī)中的一樣，沿軸的正負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，打印的工件是一個(gè)曲面。另外，打印機(jī)的操作臺(tái)也存在一些區(qū)別：平面標(biāo)記打印機(jī)的操作臺(tái)是一個(gè)平面，而旋轉(zhuǎn)標(biāo)記打印機(jī)的操作臺(tái)上有一個(gè)轉(zhuǎn)軸。
現(xiàn)代加工技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)工業(yè)標(biāo)記技術(shù)提出了更高的要求，設(shè)計(jì)出數(shù)字化、自動(dòng)化、多功能、高效率、操作方便的氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)設(shè)備是現(xiàn)代化生產(chǎn)線的新需求。當(dāng)前， 國(guó)內(nèi)外氣動(dòng)打標(biāo)技術(shù)的發(fā)展主要有以下三個(gè)方向:
（1）數(shù)字化、自動(dòng)化
20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的數(shù)字化和自動(dòng)化成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，隨著傳感技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的打標(biāo)機(jī)己經(jīng)進(jìn)入了計(jì)算機(jī)控制為主的時(shí)代。
數(shù)字化自動(dòng)化的具體表現(xiàn)有:打標(biāo)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控和打標(biāo)工件運(yùn)行過(guò)程的監(jiān)控(如對(duì)鋼管在生產(chǎn)線上的監(jiān)控);自動(dòng)掃描、自動(dòng)定位和跟蹤檢測(cè)技術(shù)在打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用;能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)地修改和處理任意復(fù)雜的圖形和字符。加拿大的伊斯沃精密機(jī)械有限公司是中國(guó)最大的標(biāo)記設(shè)備服務(wù)商，它旗下的標(biāo)識(shí)機(jī)在自動(dòng)化方面優(yōu)勢(shì)極強(qiáng)。
(2)多功能、集成化
在現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境下，打標(biāo)機(jī)不僅要能夠進(jìn)行單一形式的打標(biāo)，還要實(shí)現(xiàn)功能多樣化。例如:打標(biāo)機(jī)既要能夠打印標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中的字符，還要能夠打印用戶自行設(shè)計(jì)的字符圖樣，并且還能夠在一定程度上對(duì)點(diǎn)陣字符的打印軌跡進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)的點(diǎn)陣打印是按照逐行或逐列掃描的順序進(jìn)行的，這樣做電機(jī)的無(wú)效行程就較多，效率較低。如果能夠?qū)Ⅻc(diǎn)陣字符軌跡進(jìn)行優(yōu)化，那么將獲得較高的打印效率。這是打標(biāo)機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
同時(shí)由于在上世紀(jì) 80 年代 ARM 芯片的出現(xiàn)，嵌入式技術(shù)得到了充分的發(fā)展，越來(lái)越多的公司將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)引入到打標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)中來(lái)，開(kāi)發(fā)出適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)線上使用的系統(tǒng)?；?ARM 芯片搭建起控制系統(tǒng)架構(gòu)，使得打標(biāo)機(jī)體積不斷減小， 功能越來(lái)越強(qiáng)大，集成化越來(lái)越高。近年來(lái)還出現(xiàn)了手持式氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，這正是氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)未來(lái)向著集成化方向發(fā)展的具體體現(xiàn)。武漢銘陽(yáng)激光技術(shù)有限公司的
MYQD-D600 型多功能氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)已經(jīng)證實(shí)打標(biāo)機(jī)的多功能、集成化正在成為現(xiàn)實(shí)。(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、操作界面人性化
隨著打標(biāo)機(jī)集成化的提高，很多功能將集中在少數(shù)幾個(gè)模塊中實(shí)現(xiàn)，氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)也就相對(duì)變得越來(lái)越簡(jiǎn)單。
簡(jiǎn)單化不僅僅體現(xiàn)在硬件的結(jié)構(gòu)方面，同時(shí)也體現(xiàn)在軟件方面，窗口式的操作程序、觸摸屏等技術(shù)使打標(biāo)機(jī)的各種操作更清楚更容易掌握，這也是當(dāng)前氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。而且，針對(duì)當(dāng)前中國(guó)龐大的市場(chǎng)，各大打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也緊緊抓住操作界面中文化這一課題，致力于開(kāi)發(fā)符合國(guó)人操作習(xí)慣的操作界面。上海萬(wàn)木春機(jī)電設(shè)備有限公司的打標(biāo)機(jī)軟件系統(tǒng)可以在 WIN98、WIN2000、WINME、XP 等系統(tǒng)下運(yùn)行，可導(dǎo)入 CAD 等矢量圖形，全中文提示操作界面，其旗下的 WM6-AT 氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)操作非常人性化。
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二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
氣動(dòng)打印機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)
（1） 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（2） 導(dǎo)軌樣式型號(hào)的選擇
（3） 步進(jìn)電機(jī)的選擇
（4） 滾珠絲杠的選擇
2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）
1. 緒論
1.1 機(jī)械設(shè)備表面標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)設(shè)計(jì)的背景意義
1.2 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.3 本課題所要研究的主要內(nèi)容
2. 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、組成與工作原理
2.1 整體機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)述
2.2 整體機(jī)構(gòu)組成圖
2.3 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的組成
2.4 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的工作原理
3. 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
3.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇
3.3 導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)
3.4 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)
3.5 同步帶輪的設(shè)計(jì)
4. 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)的氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 氣動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)述
4.2 氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)
5. 氣動(dòng)標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)打字程序的數(shù)控編制
5.1 數(shù)控技術(shù)的簡(jiǎn)述
5.2 編程實(shí)例6.結(jié)論
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一臺(tái)氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，希望通過(guò)本次設(shè)計(jì)深入了解機(jī)械設(shè)備表面標(biāo)識(shí)雕刻機(jī)領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并在設(shè)計(jì)的過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完成一篇論文及相關(guān)圖紙。
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
（1） 查閱相關(guān)資料，了解設(shè)計(jì)內(nèi)容
（2） 完成開(kāi)題報(bào)告，總體方案
（3） 完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
（4） 對(duì)方案進(jìn)行修改
（5） 繪制圖紙
（6） 撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，翻譯外文文獻(xiàn)
（7） 完善各項(xiàng)目?jī)?nèi)容，準(zhǔn)備答辯2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃
第 1-2 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)并閱讀。第 3 周: 撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述及開(kāi)題報(bào)告。第 4 周：完善并交開(kāi)題報(bào)告。
第 5 周：總體方案分析及論證。
第 6 周：進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的選擇。
第 7 周：進(jìn)行導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)。
第 8 周：滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)。
第 9 周：同步帶輪的設(shè)計(jì)。
第 10 周：氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
第 11 周：數(shù)控編程實(shí)例。
第 12 周：完成電腦繪圖。
第 13 周：翻譯外文文獻(xiàn)。
第 14 周：撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。
第 15 周：提交畢業(yè)設(shè)計(jì)并準(zhǔn)備答辯。
第 16 周：完善并檢查，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
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附：文獻(xiàn)綜述
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文獻(xiàn)綜述
改革開(kāi)放30多年以來(lái)，我國(guó)的工業(yè)化水平不斷提高，特別是制造業(yè)更是得到了長(zhǎng)足發(fā)展。隨著機(jī)械行業(yè)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求也在逐步提高，這就使得我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程中要更加注重產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的解決。當(dāng)機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，我們要有能力及時(shí)的找出產(chǎn)品問(wèn)題出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，并加以改正，這就涉及到我這次研究的器械——?dú)鈩?dòng)標(biāo)識(shí)打印機(jī)。標(biāo)識(shí)打印機(jī)，顧名思義就是用機(jī)器代替人工進(jìn)行雕刻的設(shè)備。早在很多年前，雕刻產(chǎn)品就已然成為人們生活的一部分，這種需求推動(dòng)了雕刻藝術(shù)的日益精深。隨著微電子技術(shù)、控制理論、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制等技術(shù)的
迅速發(fā)展， 數(shù)控系統(tǒng)不斷更新，機(jī)械雕刻亦在20 世紀(jì)90年代獲得了較大發(fā)展。如今， 雕刻機(jī)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用及發(fā)展，如木工行業(yè)、模具雕刻、紫銅和石墨電極加工、石材雕刻等。
與油漆噴涂標(biāo)記不同，打標(biāo)工藝要求標(biāo)記清晰，保存時(shí)間持久。打標(biāo)的作用是提高產(chǎn)品檔次，樹(shù)立品牌形象，便于企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制與管理，有較好的防偽功能，同時(shí)可以為企業(yè)提供產(chǎn)品的可追溯性，從而生產(chǎn)出的產(chǎn)品更好的貫徹IS09000標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有打標(biāo)機(jī)主要有如下幾種類(lèi)型：
滾壓打標(biāo)機(jī)，字模在氣液缸壓力下作用在工件表面滾壓形成字痕。
氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)，氣動(dòng)打標(biāo)針在壓縮空氣作用下做往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)，在工件表面沖擊出小坑形成字痕。
電動(dòng)打標(biāo)機(jī)，電動(dòng)打標(biāo)針在電磁線圈作用下做往復(fù)沖擊運(yùn)動(dòng)，在工件表面沖擊出連串小坑形成字痕。
激光打標(biāo)機(jī)，激光束聚焦在工件表面，去除材料或改變材料顏色形成字痕。其中， 滾壓打標(biāo)機(jī)是最早出現(xiàn)在我國(guó)的高壓天然氣瓶打標(biāo)機(jī)，90年代主要從日本進(jìn)口，由于機(jī)床體積龐大，不能靈活更換字模，滾壓應(yīng)力大等缺點(diǎn)已逐步被氣瓶生產(chǎn)廠家淘汰。
激光打標(biāo)機(jī)作為新興的高壓天然氣瓶打標(biāo)機(jī)，具有打印效果好、鋼印標(biāo)記清晰美觀、無(wú)噪音的優(yōu)點(diǎn)，但由于造價(jià)較高，且激光頭成本在實(shí)際生產(chǎn)中每5000支鋼瓶打標(biāo)就需更換一次的成本過(guò)高，且在環(huán)境惡劣(灰塵、油污、振動(dòng))的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，其可靠性差，故障率大，對(duì)激光設(shè)備的維護(hù)困難等原因，目前沒(méi)有大規(guī)模使用。
氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)目前作為主流的高壓天然氣瓶打標(biāo)機(jī)，被廣泛應(yīng)用于氣瓶鋼印打標(biāo)。氣動(dòng)打標(biāo)就是根據(jù)需要標(biāo)記的圖形或字符在高壓天然氣瓶肩部球面標(biāo)記的位置，由圖像采集確定標(biāo)記頭打印位置然后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)中控制程序的處理，生成控制脈沖信號(hào)， 并且由計(jì)算機(jī)接口傳至控制箱，控制X、Y、Z軸直線位移和繞坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電機(jī)， 將打標(biāo)頭旋轉(zhuǎn)到指定區(qū)域，由沖擊氣缸沖壓字?；虼驑?biāo)針完成字符或圖像的打印。
考慮到降低打標(biāo)機(jī)的制造成本，采用了簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)有底座、工作臺(tái)、龍門(mén)架、X向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、Y向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、Z向進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)、打標(biāo)機(jī)機(jī)身
及電氣系統(tǒng)部分組成。首先，雕刻刀具由高速電機(jī)帶動(dòng)只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，Z方向的進(jìn)刀、退刀運(yùn)動(dòng)由Z軸方向上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)。其次，采用橫梁移動(dòng)、工作臺(tái)固定實(shí)現(xiàn)X，y運(yùn)動(dòng)的方式，機(jī)頭在橫梁上移動(dòng)(X向)，實(shí)現(xiàn)雕刻寬度；橫梁在底座上移動(dòng)(y向)，實(shí)現(xiàn)雕刻長(zhǎng)度；主軸組件上下移動(dòng)(Z向)，實(shí)現(xiàn)雕刻深度。最后，在X， Y，Z方向上的導(dǎo)向件均采用圓柱直線導(dǎo)軌，其導(dǎo)向精度可滿足對(duì)工作臺(tái)定位精度的 要求，在保證整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械剛性的前提下，為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，減輕整機(jī)重量， 其主體框架采用硬鋁制造，選用標(biāo)準(zhǔn)的緊固件和定位銷(xiāo)連接。打標(biāo)機(jī)在工作時(shí)，先將加工對(duì)象固定在工作臺(tái)上，選擇合適的刀具裝夾在電主軸上，能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z軸3 個(gè)方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由可編程序控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，來(lái)完成工件的自動(dòng)加工。
雕刻機(jī)完整的工作流程主要包括4部分。第1部分，浮雕設(shè)計(jì)及G代碼生成，如常用的ARTCAM軟件，該軟件可完成三維浮雕制作及G代碼生成，同時(shí)具有刀路模擬加工功能，可真實(shí)地模擬加工路徑和產(chǎn)品的形狀。第2部分，脈沖的分配及發(fā)送，MACH 軟件的作用類(lèi)似于運(yùn)動(dòng)控制卡，主要作用是完成G代碼的解釋，加工點(diǎn)坐標(biāo)位移量的計(jì)算，譯碼、刀補(bǔ)、插補(bǔ)、加減速控制及各個(gè)軸位移脈沖的發(fā)送。第3部分，控制系統(tǒng)的作用主要是完成各個(gè)軸脈沖的接收及發(fā)送限位、原點(diǎn)開(kāi)關(guān)的信號(hào)給MACH控制軟件，同時(shí)對(duì)各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)行驅(qū)動(dòng)。第4部分，雕刻機(jī)本體通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，用刀具完成材料的雕刻動(dòng)作，最終形成加工產(chǎn)品。
主傳動(dòng)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)主軸組件是雕刻機(jī)的執(zhí)行件。它的功用是支承并帶動(dòng)工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動(dòng)力等載荷，完成表面的成形運(yùn)動(dòng)。雕刻機(jī)主運(yùn)動(dòng)方案通常采用專用的主軸電機(jī)，當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī)，故也稱為“高頻主軸”，由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱它為“直接傳動(dòng)主軸”。主軸組件由主軸電機(jī)和支架及其安裝在主軸上的傳動(dòng)件、密封件等組成，要求有良好的回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及精度的保持性。，與普通機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這是由于加工對(duì)象范圍小、負(fù)載輕，變速功能主要由變速電動(dòng)機(jī)來(lái)承擔(dān)。雕刻機(jī)主傳動(dòng)為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主軸承承受的軸向載荷較大，徑向載荷稍小， 精度要求較高。雕刻機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)接收控制系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給速度和位移指令信號(hào)(由驅(qū)動(dòng)電路作轉(zhuǎn)換和放大后)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)雕刻機(jī)的龍門(mén)架、加工電動(dòng)機(jī)主軸固定架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)工作過(guò)程中， 刀具在電主軸帶動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)， 并且Z 方向、X 方向步進(jìn)電機(jī)將運(yùn)動(dòng)傳遞給絲杠螺母， 使刀具沿著垂直（Z） 方向做進(jìn)刀、退刀運(yùn)動(dòng)以及橫向（X） 方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)在工作過(guò)程中僅單方向（即只做Y 方向） 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)， 帶動(dòng)工件作Y 方向的進(jìn)給， 該設(shè)計(jì)工作原理:步進(jìn)電機(jī)接收脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)動(dòng)， 并帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)， 由于螺母固定在工作臺(tái)上， 因而限制了螺母的旋轉(zhuǎn)自由度， 使其只能做直線運(yùn)動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)在某個(gè)方向（X、Y 或Z 方向） 的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在X、Y、Z 方向上的導(dǎo)軌均采用直線圓柱導(dǎo)軌， 其導(dǎo)向精度完全可滿足工作臺(tái)定位精度的要求， 見(jiàn)圖1
圖 1 主軸傳動(dòng)設(shè)計(jì)原理
簡(jiǎn)單化不僅僅體現(xiàn)在硬件的結(jié)構(gòu)方面，同時(shí)也體現(xiàn)在軟件方面，窗口式的操作程序、觸摸屏等技術(shù)使打標(biāo)機(jī)的各種操作更清楚更容易掌握，這也是當(dāng)前氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。而且，針對(duì)當(dāng)前中國(guó)龐大的市場(chǎng)，各大打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也緊緊抓住操作界面中文化這一課題，致力于開(kāi)發(fā)符合國(guó)人操作習(xí)慣的操作界面。上海萬(wàn)木春機(jī)電設(shè)備有限公司的打標(biāo)機(jī)軟件系統(tǒng)可以在 WIN98、WIN2000、WINME、XP 等系統(tǒng)下運(yùn)行，可導(dǎo)入 CAD 等矢量圖形，全中文提示操作界面，其旗下的 WM6-AT 氣動(dòng)打標(biāo)機(jī)操作非常人性化。
可以看出，氣打印機(jī)的應(yīng)用范圍廣，工作原理較為簡(jiǎn)單明了，而且科技含量在不斷的升高，從原來(lái)的純?nèi)斯げ僮鞯浆F(xiàn)在電腦控制，集人性化，小型化和自動(dòng)化為一身的新一代標(biāo)識(shí)機(jī)正在逐步進(jìn)入人們的視線。本此研究的氣動(dòng)標(biāo)識(shí)打印機(jī)就是又有這些特點(diǎn)的新一代產(chǎn)品，并將在現(xiàn)有標(biāo)識(shí)打印機(jī)技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，以自己的學(xué)術(shù)水平獨(dú)立設(shè)計(jì)完成標(biāo)識(shí)打印機(jī)各主要部件的設(shè)計(jì)。
指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)(對(duì)選題情況、研究?jī)?nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評(píng)閱) 同意開(kāi)題
審 教研室主任意見(jiàn)核
意見(jiàn)
同意開(kāi)題
簽字：甄恒州 日期：2017-04-07
簽字：王珍 日期：2017-04-07
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)
同意
簽字：賈衛(wèi)平 日期：2017-04-10
公章：機(jī)械工程學(xué)院