數(shù)控工作臺設(shè)計開題報告

1、榆 林 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目X-Y數(shù)控工作臺設(shè)計學(xué)生姓名王新榮學(xué) 號0705250254院 (系)能源工程學(xué)院專 業(yè)機械設(shè)計制造及自動化指導(dǎo)教師王 振報告日期2010年11月20日畢業(yè)設(shè)計（論文）題目X-Y數(shù)控工作臺設(shè)計題目來源（請在有關(guān)項目下作記號）科研實踐教學(xué)學(xué)生自擬題目類別（請在有關(guān)項目下作記號）設(shè)計論文其它畢業(yè)設(shè)計（論文）起止時間2010年10月22日2011年4月30日X-Y數(shù)控工作臺設(shè)計一、設(shè)計依據(jù)及設(shè)計意義：1，依據(jù)：數(shù)控機床是用數(shù)控指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它廣泛應(yīng)用于機械制造和自動化領(lǐng)域，數(shù)控機床的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)的制造業(yè)帶來了革命性的變化，使

2、制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控機床的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，所以X-Y數(shù)控工作臺設(shè)計對國計民生的一些重要行業(yè)（IT 汽車 輕工 醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用。2，意義：目前國內(nèi)中小企業(yè)多采用經(jīng)濟(jì)型X-Y數(shù)控沖床系統(tǒng)，其加工速度慢、編程復(fù)雜、人機界面不友好，因此生產(chǎn)效率低、工人勞動強度大。因此研制和開發(fā)一套基于雙單片機的X-Y數(shù)控沖床數(shù)控系統(tǒng)，用于裝配新沖床或?qū)?jīng)濟(jì)型數(shù)控沖床進(jìn)行改造，能夠有效的改善人機界面、提高加工速度、方便操作人員編寫用戶加工程序，對提高企業(yè)生產(chǎn)效率、改善工人的工作環(huán)境有很大的實際意義,工作臺是機床上必不可少的部件，工作臺的自動化能大大減輕勞動強度，提高勞動生產(chǎn)

3、率。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機械行業(yè)的許多普通機床和閑置設(shè)備，經(jīng)過數(shù)控改造以后，不但可以提高加工精度和生產(chǎn)率，而且能有效的適應(yīng)多種品種，小批量的市場需求，使之更有效的發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益和設(shè)計效益。3，國際機床市場的消費主流是數(shù)控機床。1998年世界機床進(jìn)口額中大部分是數(shù)控機床，美國進(jìn)口機床的數(shù)控率達(dá)70%，我國為60%。目前世界數(shù)控機床消費趨勢已從初期以數(shù)控電加工機床、數(shù)控機床、數(shù)控銑床為主轉(zhuǎn)數(shù)向以加工中心、專用數(shù)控機床、成套設(shè)備為主。世界X-Y數(shù)控工作臺發(fā)展動向納為下述幾點：工序復(fù)合化、精密化的高速化、低價格化。4， 總而言之，目前，X-Y數(shù)控機床的發(fā)展日新月異，高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、

4、并聯(lián)驅(qū)動化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化、綠色化以成為數(shù)控機床發(fā)展的趨勢和方向。中國作為一個制作大國，主要還是依靠勞動力、價格、資源等方面的優(yōu)勢，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。中國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)不能安于現(xiàn)狀，應(yīng)該抓住機會不斷發(fā)展，努力縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距。力爭早日實現(xiàn)X-Y數(shù)控機床產(chǎn)品從低端到高端、從初級產(chǎn)品到高精尖端產(chǎn)品制作的變，二、論文研究的內(nèi)容，預(yù)期目標(biāo)（技術(shù)法案，路線）主要內(nèi)容：（1）機械傳動部件的計算與選型1.導(dǎo)軌副的選用要設(shè)計數(shù)控車床工作臺，需要承受的載荷不大，而且脈沖當(dāng)量小，定位 精度不是很高，因此選用直線滑動導(dǎo)軌副，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、檢驗和維修 方便，導(dǎo)軌面較寬

5、，承載能力大，剛度高。2.絲杠螺母副的選用伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動需要通過絲杠螺母副轉(zhuǎn)換成直線運動，需要滿足0.004mm沖當(dāng)量和mm的定位精度，滑動絲杠副為能為力，只有選用滾珠絲桿副才能達(dá)到要求，滾珠絲桿副的傳動精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長、效率高、預(yù)緊后可消除反向間隙。3.伺服電動機的選用 任務(wù)書規(guī)定的脈沖當(dāng)量尚未達(dá)到0.01mm，定位精度也未達(dá)到微米級，空載最快移動速度也只有因此1500mm/min，故本設(shè)計不必采用高檔次的伺服電動機，因此可以選用混合式步進(jìn)電動機。以降低成本，提高性價比。4.檢測裝置的選用選用步進(jìn)電動機作為伺服電動機后，可選開環(huán)控制，也可選閉環(huán)控制。任務(wù)書所給的精度

6、對于步進(jìn)電動機來說還是偏高，為了確保電動機在運動過程中不受切削負(fù)載和電網(wǎng)的影響而失步，決定采用半閉環(huán)控制，擬在電動機的尾部轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，用以檢測電動機的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速。增量式旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨力應(yīng)與步進(jìn)電動機的步距角相匹配?？紤]到X、Y兩個方向的加工范圍相同，承受的工作載荷相差不大，為了減少設(shè)計工作量，X、Y兩個坐標(biāo)的導(dǎo)軌副、絲杠螺母副、減速裝置、伺服電動機以及檢測裝置擬采用相同的型號與規(guī)格。（2）步進(jìn)電機的計算與選型考慮到步進(jìn)電動機的驅(qū)動電源受電網(wǎng)電壓影響較大，當(dāng)輸入電壓降低時，其輸出轉(zhuǎn)矩會下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。因此，根據(jù)來選擇步進(jìn)電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。取K

7、=4, 則步進(jìn)電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足： 初選步進(jìn)電動機的型號為110B007-，查得該型號電動機的最大靜轉(zhuǎn)矩=9.45Nm。2. 預(yù)期目標(biāo)：對機械部件和材料進(jìn)行計算和選型，從而完成XY數(shù)控平臺的搭建工作。三、方法及步驟： 1.第一周，閱讀畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，撰寫開題報告。 2.第二周：查閱相關(guān)書籍文獻(xiàn)，收集資料確定設(shè)計方案。 3.第三周：硬件電路的設(shè)計，系統(tǒng)編程及參數(shù)計算。 5.第四周：論文初稿，與導(dǎo)師溝通，修改設(shè)計，根據(jù)導(dǎo)師意見修改論文。 6.第五周：正式提交論文，準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。四、進(jìn)行論文所需的條件：1、機械傳動部件2、搭建工作臺所需硬件材料3、步進(jìn)電機4、導(dǎo)師的指導(dǎo) 參 考 文 獻(xiàn)1

8、鄭學(xué)堅,周斌.微型計算機原理及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社,20032 李廣弟,朱月秀，王秀山.單片機基礎(chǔ).北京航空航天大學(xué)出版社,20013 房小翠.單片微型計算機與機電接口技術(shù).國防工業(yè)出版社,20024 王小明. 電動機的單片機控制. 北京航空航天大學(xué)出版社,20025 李建勇.機電一體化技術(shù).科學(xué)出版社.20046 王愛玲，白恩遠(yuǎn)，趙學(xué)良.現(xiàn)代數(shù)控機床.國防工業(yè)出版社,20017 徐灝.機械設(shè)計手冊（3）.機械工業(yè)出版社,20038 張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計.北京理工出版社,20049 徐灝等.機械設(shè)計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,200010 濮良貴 ,記名剛.機械設(shè)計M.北京:高等教育出版社,200311 吳振彪.機電綜合設(shè)計指導(dǎo)M.湛江:湛江海洋大學(xué),199912.楊入清.現(xiàn)代機械設(shè)計系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)M.上海:上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,200013.張立勛,孟慶鑫,張今瑜.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計M.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,2000 13.中國分類號