五軸雕刻機機電結(jié)構(gòu)設(shè)計①—驅(qū)動設(shè)計-開題報告

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XX 工 學 院畢業(yè)設(shè)計( 論文)開題報告學 生 姓 名： 學 號：專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化設(shè)計(論文) 題目： 五軸雕刻機機電結(jié)構(gòu)設(shè)計驅(qū)動設(shè)計指 導 教 師: 20xx 年 3 月 3 日畢 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 字左右的文獻綜述文 獻 綜 述一、概念關(guān)于五軸加工和雕刻的概念在這里先介紹一下。五軸加工是指在一臺機床上至少有五個坐標，而且可以在計算機數(shù)控系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調(diào)運動進行加工。這樣五軸聯(lián)動數(shù)控加工與一般的三軸聯(lián)動數(shù)控加工相比，主要有 1）提高加工質(zhì)量和效率 2）擴大工藝范圍，可以用于復(fù)雜曲面和斜空斜面的加工。雕刻技術(shù)起源于藝術(shù)品的加工，是一種很傳統(tǒng)的手工工藝，由于深厚的文化內(nèi)涵和精湛的成品效果是雕刻走入工業(yè)生產(chǎn)的初期，雕刻的主要工作是產(chǎn)品形態(tài)的精細休整和產(chǎn)品的文字圖案雕刻。目前雕刻機主要有仿形雕刻機和計算機數(shù)控（CNC）雕刻機兩大類，以完成有互換性要求的雕刻加工和模具雕刻加工。隨著工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)速度的加快，尤其是計算機輔組設(shè)計的廣泛的應(yīng)用，工業(yè)產(chǎn)品的形態(tài)更加豐富，變化更加迅速，對制造設(shè)備提出了新的要求。這就使以計算機輔組設(shè)計和制造（CAD/CAM）技術(shù)、計算機數(shù)控技術(shù)（CNC）為核心的數(shù)控雕刻技術(shù)成了雕刻加工發(fā)展的主流。二、研究意義雕刻機的數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機的控制核心，其控制功能的強弱、控制性能的優(yōu)劣直接關(guān)系著數(shù)控雕刻機的加工質(zhì)量與加工效率，對整個雕刻機的性價比和市場競爭力都至關(guān)重要。但目前國產(chǎn)雕刻機使用的數(shù)控系統(tǒng)在性能和價格上不能很好的統(tǒng)一，成為影響國產(chǎn)數(shù)控雕刻機市場競爭力的制約因素之一。為此，研究開發(fā)具有良好性價比的雕刻機數(shù)控系統(tǒng)很有意義。這樣的研究將能節(jié)約資源，進一步提高雕刻機數(shù)控系統(tǒng)的性價比，以優(yōu)良的控制性能和較低的價格進一步增強國產(chǎn)雕刻機的市場競爭力，并為雕刻機最終用戶改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本提供有效手段。三、雕刻機的發(fā)展現(xiàn)狀畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告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)、推廣和應(yīng)用。我國數(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)過十多年的發(fā)展，已成為了多個國產(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)控雕刻機和南京科能公司生產(chǎn)的威克數(shù)控雕刻機等。上述各類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，因此整機的性價比不是太高，適用于精度要求不太高的普及應(yīng)用場合。至于高精度的雕刻加工，目前我國尚以進口數(shù)控雕刻機為主，如意大利的佐拉、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(shè)計剛度好、精度高，采用伺服電機驅(qū)動，加工精度高，控制系統(tǒng)功能全、可靠性高，但價格昂貴，往往數(shù)倍于國產(chǎn)產(chǎn)品，因此主要應(yīng)用于模具等高精度加工場合。四、雕刻機的發(fā)展趨勢隨著機構(gòu)設(shè)計、高速電機、控制芯片、軟件平臺和程序設(shè)計等領(lǐng)域的發(fā)展，雕刻機的性能講得到改進和提高。而今后計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，也將給雕刻機帶來一場革命。今后數(shù)控雕刻的基本發(fā)展方向可以概括如下：高速高精度化：現(xiàn)在國內(nèi)雕刻機大多數(shù)采用步進電機控制進給的開環(huán)系統(tǒng)，位置控制精度和加工精度不高。今后，雕刻機硬件控制部分將向閉環(huán)、半閉環(huán)方向發(fā)展，通過回饋環(huán)節(jié)，對誤差進行補償。高效率可靠性：這主要取決于電機性能的好壞和數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)速度的快慢。一方面控制電路講采用更穩(wěn)定、更可靠的 DSP（Digital Singnal Processor,一種獨特的微處理器，以數(shù)字信號來處理大量信息的器件）技術(shù)，另一方面將進一步提高電機的性能，以及 USB 技術(shù)的應(yīng)用。多軸聯(lián)動技術(shù)：由于多軸聯(lián)動可以完成更復(fù)雜的動作，使得雕刻更精密，因此這也將是數(shù)控雕刻機的發(fā)展方向之一。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告參 考 文 獻1 劉寶廷，程樹康.步進電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社,2003.2 于東，郭銳鋒.數(shù)控機床中伺服系統(tǒng)的現(xiàn)狀及展望J.機械工人，2005（3）：19-22.3 王傳海.經(jīng)濟型數(shù)控機床的改造及應(yīng)用J.煤礦機械，2003（4）：1-724 蔡悅?cè)A，王恒奎，廖德剛等.一種基于主從控制的經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)J.機電工程，2007，17（1）：40-425 越玉剛，邢建國，江世成.數(shù)控工藝畫雕刻機機械裝置的設(shè)計J機械設(shè)計與研究，1999（2）：66-676 曾偉梁，王青松，傅建中.計算機數(shù)控雕刻系統(tǒng) 軟硬件研究J.機械與電子，2001（5）：43-457 李元強，那明君，楊曉麗等.仿形雕刻機的設(shè)計J.農(nóng)機化研究，2004（4）：87-888 張昱，劉志峰.經(jīng)濟型三維機械雕刻機的開發(fā)J.機械制造與研究，2006，35（4）：28-31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）一研究或解決的問題 研究五軸雕刻機的運動以及各軸上的驅(qū)動，利用步進電機驅(qū)動五軸雕刻機。要解決的問題就是如何運用已有的一套設(shè)備將步進電機與雕刻機連接起來并實現(xiàn)驅(qū)動。如何對每個軸的運動進行編程，將五個軸統(tǒng)一起來。二擬采用的研究手段（途徑）（1） 對實驗室現(xiàn)有的一套設(shè)備進行深入的了解，如步進電機的型號，軟件的運用等等。（2） 運用所學的知識并查閱資料了解對五軸雕刻機的驅(qū)動編程的知識，記下重點難點與指導老師討論。（3） 仔細研究步進電機與五軸雕刻機之間的驅(qū)動，并能運用軟件對雕刻機實現(xiàn)一些簡單的運動。（4） 驅(qū)動雕刻機雕刻出一些小模型。畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告指導教師意見：1對“文獻綜述”的評語：所查閱文獻與畢業(yè)論文選題一致；所閱讀的文獻數(shù)量（包括中外文文獻資料）符合要求；所作綜述思路基本清晰，結(jié)構(gòu)合理，觀點明確；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：畢業(yè)論文選題符合所學專業(yè)方向和專業(yè)要求；研究內(nèi)容切合社會經(jīng)濟發(fā)展實際；課題有一定的深度，需要該生認真研究，通過方案設(shè)計論證，建模仿真等環(huán)節(jié)，最終可以完成實物制作。指導教師： 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負責人： 年 月 日