小型雕刻機(jī)研制-方案設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),小型,雕刻,研制,方案設(shè)計(jì),控制,節(jié)制,設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單 XXXX XXX（設(shè)計(jì)） 開(kāi)題報(bào)告 題 目: 小型雕刻機(jī)研制-方案設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì) 姓 名: 學(xué) 院: 專(zhuān) 業(yè): 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 職稱(chēng): 20XX年02月05日 XXX 本課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況、應(yīng)用前景等（列出主要參考文獻(xiàn)） 本課題的意義 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品在我們生活中占的比例越來(lái)越高，機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)于我們的生產(chǎn)和制造發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。小型雕刻機(jī)屬于典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它的設(shè)計(jì)和制造包含著豐富的機(jī)電一體化技術(shù)?？芍^麻雀雖小，五臟俱全。數(shù)控雕刻機(jī)從上世紀(jì)70年代[1]出現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展、改進(jìn)，不管是在硬件還是在軟件上都已經(jīng)發(fā)展到一定的高度。美國(guó)“雕霸”、法國(guó)“嘉寶”和日本“御牧”以及北京“精雕”、上?！白哪绝B(niǎo)”可謂已把雕刻機(jī)做到極致[2]。目前雕刻機(jī)的研究主要往專(zhuān)用機(jī)方向發(fā)展。作為一名本科生，研制雕刻機(jī)的直接目的在于實(shí)踐機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化技術(shù)等理論知識(shí)。其重大意義在于為下一步研制更高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品奠定厚實(shí)的基礎(chǔ)。 就小型雕刻機(jī)的整個(gè)研制工程，從設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試到總結(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是對(duì)大學(xué)四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的鞏固和應(yīng)用。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目的鍛煉，個(gè)人的能力必定能得到很大的提高。因此從培養(yǎng)個(gè)人能力的角度來(lái)說(shuō)，做這樣種課題是非常有意義和必要的。 國(guó)內(nèi)外研究概括 雕刻是一門(mén)非常久遠(yuǎn)的技術(shù)，遠(yuǎn)古時(shí)代的一些生活用品就已經(jīng)用到了雕刻技術(shù)。而雕刻機(jī)則到上世紀(jì)70年代，為適應(yīng)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的需要才出現(xiàn)。雕刻機(jī)的發(fā)展非常迅速,尤其是上世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使雕刻機(jī)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。從最初的 2D 到 2.5D 再到 3D ，雕刻機(jī)的功能越來(lái)越完善、性能越來(lái)越穩(wěn)定、造型更美觀(guān)和價(jià)格卻逐步下降，越來(lái)越合理。到1999年，雕刻機(jī)行業(yè)主要向數(shù)據(jù)系統(tǒng)開(kāi)放化、通用化,制版無(wú)膠片化,電雕頭高速化,試雕自動(dòng)化這幾個(gè)方向發(fā)展[1]。如今雕刻機(jī)的功能無(wú)論是在軟件還是在硬件上都基本上做到了極致。雕刻機(jī)的價(jià)格也非常得低。很多雕刻機(jī)的技術(shù)資料在網(wǎng)上流傳，使雕刻機(jī)成為熱門(mén)的DIY項(xiàng)目。商業(yè)的雕刻機(jī)研究主要往專(zhuān)用機(jī)方向發(fā)展，為專(zhuān)門(mén)的產(chǎn)品定制機(jī)器。還有就是往并聯(lián)方式發(fā)展，進(jìn)一步提高雕刻機(jī)的剛度和加工精度[3]。 應(yīng)用前景 本課題為研制小型雕刻機(jī)，其實(shí)質(zhì)是為了探究機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)器應(yīng)用。雕刻機(jī)則是一個(gè)具體的載體和實(shí)踐平臺(tái)。 機(jī)電一體化技術(shù)已在生活在很常見(jiàn)。小到電子手表，大到航天飛機(jī)都是機(jī)械、電子、信息等技術(shù)的綜合產(chǎn)品。與雕刻機(jī)相類(lèi)似的產(chǎn)品也有很多，如數(shù)控機(jī)床、電焊機(jī)器人、貼片機(jī)器人、點(diǎn)膠機(jī)器人。機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)改變了我們的生活，也改變了我們的工廠(chǎng)。隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大，在我們的生活中也將占據(jù)越來(lái)越重要的作用。 主要參考文獻(xiàn) [1]王志英.電子雕刻技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J]. 印刷技術(shù)，1999，12：29-30. [2] 張旦.三維機(jī)械雕刻機(jī)的研制[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2002：11-12. [3] 秦秀. 三維數(shù)控并聯(lián)雕刻機(jī)的虛擬樣機(jī)技術(shù)[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010：4-6. 研究的目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 研究目標(biāo)：制作一臺(tái)滿(mǎn)足預(yù)定精度的，能用于簡(jiǎn)易加工的雕刻機(jī)。 研究?jī)?nèi)容 A. 雕刻機(jī)方案設(shè)計(jì) B. 雕刻機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)分析 C. 三軸運(yùn)動(dòng)精度的計(jì)算 D. 步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲杠的選擇 E. 零部件的制作和采購(gòu) F. 整機(jī)裝配 G. 控制系統(tǒng)的搭建 H. 控制系統(tǒng)的調(diào)試 I. 整機(jī)的調(diào)試 J. 誤差分析 K. 方案優(yōu)化 關(guān)鍵問(wèn)題 A. 方案設(shè)計(jì) B. 精度計(jì)算 C. 整機(jī)裝配 D. 控制系統(tǒng)的調(diào)試 研究方法、技術(shù)路線(xiàn)、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 研究方法 借助網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，學(xué)習(xí)他人的技術(shù)資料，采用類(lèi)比法，結(jié)合自己的實(shí)際條件，設(shè)計(jì)自己的方案。在PRO/E或solidworks中完成三維模型的制作。出工程圖、材料清單，購(gòu)買(mǎi)原材料和零部件。在實(shí)習(xí)基地完成零部件的加工，組裝、調(diào)試。最后進(jìn)行誤差測(cè)量和分析，總結(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 技術(shù)路線(xiàn)：模仿—>分析—>優(yōu)化—>試制—>改進(jìn)—>再設(shè)計(jì) 可行性分析 A. 目前雕刻機(jī)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，網(wǎng)上有很多詳細(xì)的技術(shù)資料。 B. 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，依靠四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)，及學(xué)校金工實(shí)習(xí)基地的支持，完全能夠獨(dú)立完成。 C. 控制系統(tǒng)部分，市場(chǎng)上有很多成熟的運(yùn)動(dòng)控制卡，與MACH3配合使用，有很多成功的案例，自己也做過(guò)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。 D. 經(jīng)濟(jì)成本大概估算不超過(guò)2000元，靠畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一起出，還能承受。 E. 時(shí)間上，因我們大四上學(xué)期就開(kāi)始樣機(jī)的制作，機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件基本制作完成，控制部分也采購(gòu)回來(lái)了，做了簡(jiǎn)單的調(diào)試。剩下的時(shí)間主要是整機(jī)的裝配和調(diào)試。 F. 目前DIY小型雕刻機(jī)的人有很多，成功的案例也很多。 G. 有經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)老師知道。 H. 有學(xué)校實(shí)習(xí)基地的大力支持。 特色或創(chuàng)新之處 模式上，在我們學(xué)校，一直以來(lái)還沒(méi)有與雕刻機(jī)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也還沒(méi)有一個(gè)以團(tuán)隊(duì)合作，一起開(kāi)發(fā)一個(gè)產(chǎn)品的畢業(yè)設(shè)計(jì)。我們以團(tuán)隊(duì)的形式，分工合作，分別負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、試驗(yàn)的不同環(huán)節(jié)。培養(yǎng)、學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)合作的同時(shí)，使我們每個(gè)人參與到從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造的整個(gè)流程中。與在企業(yè)中工作相類(lèi)似，對(duì)日后的工作和團(tuán)隊(duì)合作有很大的好處。 課題本身，我們以mach3軟件為控制系統(tǒng)，自己設(shè)計(jì)、制造機(jī)械本體部分，搭建一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)。這是很有難度，很有挑戰(zhàn)性的。 需要用到學(xué)過(guò)的很多知識(shí)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)做完基本上要涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化、機(jī)械制造、機(jī)械制造自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)這幾塊，基本上囊括了機(jī)制專(zhuān)業(yè)的所有知識(shí)，對(duì)于應(yīng)用、復(fù)習(xí)、鞏固四年來(lái)的知識(shí)很有幫助。 研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展 第一階段：（接受任務(wù)起——11年12月31日止） a) 收集并熟悉資料，根據(jù)文獻(xiàn)綜述要求，撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述； b) 查找外文資料，完成外文翻譯初稿。 第二階段：（12年1月1日起——12年3月4日止） a) 收集并熟悉資料，完成開(kāi)題報(bào)告，交指導(dǎo)教師審閱并開(kāi)題； b) 完成外文翻譯修改稿、文獻(xiàn)綜述修改稿，交指導(dǎo)教師審閱。 第三階段：（12年3月5日起——12年5月5日止） a) 完成小型雕刻機(jī)方案設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì)，交指導(dǎo)教師審核； b) 團(tuán)隊(duì)合作，與同組同學(xué)一起，完成樣機(jī)的研制； c) 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查相關(guān)工作； d) 繪制圖形，用該樣機(jī)完成所繪圖形的雕刻工作; 對(duì)樣機(jī)進(jìn)行修改或改裝； e) 完成設(shè)計(jì)論文初稿，交指導(dǎo)教師審閱。 第四階段：（12年5月5日起——12年5月20日止） a) 完成設(shè)計(jì)論文的修改稿，交指導(dǎo)教師審核； b) 做好畢業(yè)答辯的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。 已具備的條件、尚缺少的條件和擬解決的途徑（包括利用教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、科研實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、校外其它企事業(yè)單位等條件的計(jì)劃與落實(shí)情況） 已具備的條件： A. 設(shè)計(jì)用的電腦 B. 設(shè)計(jì)的參考資料 C. 控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡 D. 原材料 尚缺少的條件： A. 實(shí)習(xí)基地 B. 資金 C. 裝配用必備的工具 D. 測(cè)試機(jī)器精度的工具 開(kāi)題報(bào)告評(píng)定表 指導(dǎo) 教師 意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 備注 教務(wù)處制表