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邵 陽(yáng) 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告書
課題名稱 數(shù) 控 十 字 滑 臺(tái) 的 設(shè) 計(jì)
學(xué)生姓名 羅 文
學(xué) 號(hào) 0340717005
院（系）、專業(yè) 機(jī) 械 與 能 源 工 程 系
指導(dǎo)教師 張 桂 菊
2007年02月28日
一、課題的來(lái)源、目的意義（包括應(yīng)用前景）、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
（1）課題的來(lái)源：隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們深刻的感受到數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中的地位是越來(lái)越重要，雖然近幾年我國(guó)組合機(jī)床的技術(shù)在不斷的發(fā)展，然而組合機(jī)床通用部件中的大型滑臺(tái)，至今仍主要是單坐標(biāo)的滑臺(tái)。我們?cè)趯?duì)一些X－Y工作臺(tái)的研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)目前的簡(jiǎn)易數(shù)控控制系統(tǒng)基本上是基于普通單片機(jī)，顯示為L(zhǎng)ED數(shù)碼管的系統(tǒng)，操作很不方便而且通用性不強(qiáng)。為此，本課題此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了通用的2軸半數(shù)控控制器。其基本思想是采用最新的微處理技術(shù)和集成電路技術(shù)，提高系統(tǒng)集成度，從而提高可靠性，降低成本，減小體積。它具有良好的人－機(jī)交互界面，滿足一般2軸半數(shù)控系統(tǒng)的需要。（X－Y工作臺(tái)是指能分別沿著X向和Y向移動(dòng)的工作臺(tái)）
（2）目的意義：本文通過(guò)對(duì)X－Y工作臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設(shè)計(jì)，闡述了機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的共性和關(guān)鍵的技術(shù)。該數(shù)控十字滑臺(tái)可靈活用于銑床和鉆床的數(shù)控改造，而且改造簡(jiǎn)單方便，技術(shù)難度不大，可廣泛應(yīng)用。
（3）國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀：從上世紀(jì)80年代起，機(jī)床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對(duì)數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床一直給予較大的關(guān)注。經(jīng)過(guò)“九五”數(shù)控車床和加工中心（包括數(shù)控銑床）的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)基地的形成，所生產(chǎn)的中檔普及型數(shù)控機(jī)床的功能、性能和可靠性方面已具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但在中、高檔數(shù)控機(jī)床方面，與國(guó)外一些先進(jìn)產(chǎn)品相比，仍存在較大差距，這是由于歐美日等先進(jìn)工業(yè)國(guó)家于80年代先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)進(jìn)程，其中一些著名機(jī)床公司致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)，引導(dǎo)著數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展，如美國(guó)英格索爾公司和德國(guó)惠勒喜樂(lè)公司對(duì)用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數(shù)控銑床的發(fā)展，日本牧野公司對(duì)高效精密加工中心所作的貢獻(xiàn)，德國(guó)瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開(kāi)發(fā)，以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對(duì)高效復(fù)合加工的推進(jìn)等等。相比之下，我國(guó)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床產(chǎn)品在技術(shù)上都處于跟蹤階段。
基于這一現(xiàn)實(shí)，為了加速振興我國(guó)的機(jī)床制造業(yè)，當(dāng)前宜加強(qiáng)如下五方面的研究和發(fā)展工作：(1)以高速化為先導(dǎo)，提高數(shù)控機(jī)床的綜合性能。(2)加快數(shù)控機(jī)床向高效柔性化和高精化發(fā)展的步伐，推進(jìn)mm級(jí)精度機(jī)床工程的規(guī)劃和實(shí)施。(3)加強(qiáng)發(fā)展多功能復(fù)合加工的數(shù)控機(jī)床來(lái)提高單件和中小批量生產(chǎn)的加工精度和高效柔性化。(4)對(duì)于中大批量生產(chǎn)、發(fā)展快速重組制造系統(tǒng)(Rapidly Reconfigurable Manufacturing System簡(jiǎn)稱RRMS)和可重構(gòu)機(jī)床(Reconfigurable Machine Tool簡(jiǎn)稱RMT)將是一個(gè)合理的解決方案。(5)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)制造單元以適應(yīng)數(shù)字化企業(yè)的構(gòu)建。
二、課題研究的主要內(nèi)容、研究方法或工程技術(shù)方案和準(zhǔn)備采取的措施
（1）主要內(nèi)容：隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們深刻的感受到數(shù)控機(jī)床在生產(chǎn)中的地位是越來(lái)越重要，雖然近幾年我國(guó)組合機(jī)床的技術(shù)在不斷的發(fā)展，然而組合機(jī)床通用部件中的大型滑臺(tái)，至今仍主要是單坐標(biāo)的滑臺(tái)。本課題設(shè)計(jì)以單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的X-Y型工作臺(tái)（X－Y工作臺(tái)是指能分別沿著X向和Y向移動(dòng)的工作臺(tái)）。通過(guò)對(duì)X-Y型工作臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制電路接口的設(shè)計(jì)，闡述了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中的共性和關(guān)鍵技術(shù)。
（2）工程技術(shù)方案及措施：機(jī)械傳動(dòng)方面，設(shè)計(jì)時(shí)仍采用的傳統(tǒng)方式。一軸配備一對(duì)減速齒輪，選滾珠螺母副，軸承支撐。結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但可以滿足強(qiáng)度各方面的要求，而且所有零部件價(jià)格便宜訂購(gòu)方便,這樣就減小了生產(chǎn)的難度。
由于在設(shè)計(jì)要求中明確指出此工作臺(tái)為數(shù)控裝置，有獨(dú)立的數(shù)控操作和控制系統(tǒng)，這就對(duì)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的控制提出了要求，在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先選擇步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源，采用單片機(jī)控制，這樣就能滿足設(shè)計(jì)所提出的要求。
該數(shù)控十字滑臺(tái)可靈活用于銑床和鉆床的數(shù)控改造，而且改造簡(jiǎn)單方便，技術(shù)難度不大，可廣泛應(yīng)用。
三、現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件
控制工程實(shí)驗(yàn)室：實(shí)驗(yàn)樓215室，主要儀器： PT數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)1臺(tái)，XY軸步進(jìn)數(shù)控工作1臺(tái)，四軸運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)2臺(tái)，液壓PLC控制系統(tǒng)，機(jī)械手控制系統(tǒng)，D/A和A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，MCS-51主機(jī)板1套，直流數(shù)字安培表，直流數(shù)字毫安表，指針式交流電流表。提供中國(guó)期刊網(wǎng)、提供超星數(shù)字圖書館有關(guān)圖書，萬(wàn)芳數(shù)據(jù)資源庫(kù)，讀秀知識(shí)庫(kù)，CNKI數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)。
四、總的工作任務(wù)，進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果
工作任務(wù)和預(yù)期結(jié)果：本文通過(guò)對(duì)X－Y工作臺(tái)的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設(shè)計(jì)，了解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的共性和關(guān)鍵的技術(shù)。
進(jìn)度安排：
2006.12.20 ~ 12.31：選定課題題目交給指導(dǎo)老師，通過(guò)老師綜合分析和思考后，最后確定論文題目。
2007.2.20 ~ 2.28： 根據(jù)指導(dǎo)老師下達(dá)的畢業(yè)論文任務(wù)書，確定論文的主要內(nèi)容并寫好開(kāi)題報(bào)告，交給指導(dǎo)老師。
2007.3.1 ~ 3.5： 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書并查閱相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)方案。
2007.3.6~ 5.16： 在現(xiàn)有基礎(chǔ)條件下，定期和指導(dǎo)老師聯(lián)系，進(jìn)行課題論文的編寫，完成初稿。
2007.5.16 ~ 5.22： 根據(jù)指導(dǎo)老師的修改意見(jiàn)修改論文，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的論文格式打印除論文修改稿，
并于22前交給指導(dǎo)老師。
2007.5.23 ~ 5.28： 通過(guò)指導(dǎo)老師審定，畢業(yè)論文按要求設(shè)計(jì)完畢。
2007.6.7~6.10： 畢業(yè)論文答辯。
五、指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)
指導(dǎo)教師（簽名）
年 月 日
六、教研室審查意見(jiàn)
教研室主任（簽名）
年 月 日
七、院（系）審查意見(jiàn)
院（系）主任（簽名）
年 月 日
備 注