小型雕刻機研制-方案設計與控制設計說明書

小型雕刻機研制-方案設計與控制設計說明書,小型,雕刻,研制,方案設計,控制,節(jié)制,設計,說明書,仿單 XXXX XXX（設計） 開題報告 題 目: 小型雕刻機研制-方案設計與控制設計 姓 名: 學 院: 專 業(yè): 班 級: 學 號: 指導教師: 職稱: 20XX年02月05日 XXX 本課題的意義、國內外研究概況、應用前景等（列出主要參考文獻） 本課題的意義 隨著電子技術的發(fā)展，機電一體化產品在我們生活中占的比例越來越高，機電一體化技術對于我們的生產和制造發(fā)揮著越來越重要的作用。小型雕刻機屬于典型的機電一體化產品。它的設計和制造包含著豐富的機電一體化技術?？芍^麻雀雖小，五臟俱全。數控雕刻機從上世紀70年代[1]出現以來，經過幾十年的發(fā)展、改進，不管是在硬件還是在軟件上都已經發(fā)展到一定的高度。美國“雕霸”、法國“嘉寶”和日本“御牧”以及北京“精雕”、上?！白哪绝B”可謂已把雕刻機做到極致[2]。目前雕刻機的研究主要往專用機方向發(fā)展。作為一名本科生，研制雕刻機的直接目的在于實踐機械設計、機械制造、機電一體化技術等理論知識。其重大意義在于為下一步研制更高級的機電一體化產品奠定厚實的基礎。 就小型雕刻機的整個研制工程，從設計、制作、調試到總結，每一個環(huán)節(jié)都是對大學四年來所學知識的鞏固和應用。通過這個項目的鍛煉，個人的能力必定能得到很大的提高。因此從培養(yǎng)個人能力的角度來說，做這樣種課題是非常有意義和必要的。 國內外研究概括 雕刻是一門非常久遠的技術，遠古時代的一些生活用品就已經用到了雕刻技術。而雕刻機則到上世紀70年代，為適應工業(yè)化大批量生產的需要才出現。雕刻機的發(fā)展非常迅速,尤其是上世紀90年代以來，隨著微電子技術和微型計算機技術的飛速發(fā)展，使雕刻機產生了質的飛躍。從最初的 2D 到 2.5D 再到 3D ，雕刻機的功能越來越完善、性能越來越穩(wěn)定、造型更美觀和價格卻逐步下降，越來越合理。到1999年，雕刻機行業(yè)主要向數據系統(tǒng)開放化、通用化,制版無膠片化,電雕頭高速化,試雕自動化這幾個方向發(fā)展[1]。如今雕刻機的功能無論是在軟件還是在硬件上都基本上做到了極致。雕刻機的價格也非常得低。很多雕刻機的技術資料在網上流傳，使雕刻機成為熱門的DIY項目。商業(yè)的雕刻機研究主要往專用機方向發(fā)展，為專門的產品定制機器。還有就是往并聯方式發(fā)展，進一步提高雕刻機的剛度和加工精度[3]。 應用前景 本課題為研制小型雕刻機，其實質是為了探究機電一體化技術機器應用。雕刻機則是一個具體的載體和實踐平臺。 機電一體化技術已在生活在很常見。小到電子手表，大到航天飛機都是機械、電子、信息等技術的綜合產品。與雕刻機相類似的產品也有很多，如數控機床、電焊機器人、貼片機器人、點膠機器人。機電一體化技術已經改變了我們的生活，也改變了我們的工廠。隨著電子和信息技術的發(fā)展，機電一體化技術將會越來越強大，在我們的生活中也將占據越來越重要的作用。 主要參考文獻 [1]王志英.電子雕刻技術未來發(fā)展趨勢[J]. 印刷技術，1999，12：29-30. [2] 張旦.三維機械雕刻機的研制[D].合肥：合肥工業(yè)大學,2002：11-12. [3] 秦秀. 三維數控并聯雕刻機的虛擬樣機技術[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2010：4-6. 研究的目標、內容和擬解決的關鍵問題 研究目標：制作一臺滿足預定精度的，能用于簡易加工的雕刻機。 研究內容 A. 雕刻機方案設計 B. 雕刻機機械結構分析 C. 三軸運動精度的計算 D. 步進電機、滾珠絲杠的選擇 E. 零部件的制作和采購 F. 整機裝配 G. 控制系統(tǒng)的搭建 H. 控制系統(tǒng)的調試 I. 整機的調試 J. 誤差分析 K. 方案優(yōu)化 關鍵問題 A. 方案設計 B. 精度計算 C. 整機裝配 D. 控制系統(tǒng)的調試 研究方法、技術路線、實驗方案及可行性分析 研究方法 借助網絡的優(yōu)勢，學習他人的技術資料，采用類比法，結合自己的實際條件，設計自己的方案。在PRO/E或solidworks中完成三維模型的制作。出工程圖、材料清單，購買原材料和零部件。在實習基地完成零部件的加工，組裝、調試。最后進行誤差測量和分析，總結優(yōu)化設計方案。 技術路線：模仿—>分析—>優(yōu)化—>試制—>改進—>再設計 可行性分析 A. 目前雕刻機的技術已經非常成熟，網上有很多詳細的技術資料。 B. 機械結構部分，依靠四年來所學的知識，及學校金工實習基地的支持，完全能夠獨立完成。 C. 控制系統(tǒng)部分，市場上有很多成熟的運動控制卡，與MACH3配合使用，有很多成功的案例，自己也做過簡單的試驗，未發(fā)現問題。 D. 經濟成本大概估算不超過2000元，靠畢業(yè)設計團隊一起出，還能承受。 E. 時間上，因我們大四上學期就開始樣機的制作，機械結構零部件基本制作完成，控制部分也采購回來了，做了簡單的調試。剩下的時間主要是整機的裝配和調試。 F. 目前DIY小型雕刻機的人有很多，成功的案例也很多。 G. 有經驗豐富的指導老師知道。 H. 有學校實習基地的大力支持。 特色或創(chuàng)新之處 模式上，在我們學校，一直以來還沒有與雕刻機相關的畢業(yè)設計，也還沒有一個以團隊合作，一起開發(fā)一個產品的畢業(yè)設計。我們以團隊的形式，分工合作，分別負責設計、制作、調試、試驗的不同環(huán)節(jié)。培養(yǎng)、學習團隊合作的同時，使我們每個人參與到從設計到生產制造的整個流程中。與在企業(yè)中工作相類似，對日后的工作和團隊合作有很大的好處。 課題本身，我們以mach3軟件為控制系統(tǒng)，自己設計、制造機械本體部分，搭建一個完整的機電一體化系統(tǒng)。這是很有難度，很有挑戰(zhàn)性的。 需要用到學過的很多知識。整個畢業(yè)設計做完基本上要涵蓋機械設計、機械設計自動化、機械制造、機械制造自動化、機械自動化設計這幾塊，基本上囊括了機制專業(yè)的所有知識，對于應用、復習、鞏固四年來的知識很有幫助。 研究計劃及預期進展 第一階段：（接受任務起——11年12月31日止） a) 收集并熟悉資料，根據文獻綜述要求，撰寫文獻綜述； 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，完成開題報告，交指導教師審閱并開題； b) 完成外文翻譯修改稿、文獻綜述修改稿，交指導教師審閱。 第三階段：（12年3月5日起——12年5月5日止） a) 完成小型雕刻機方案設計與控制設計，交指導教師審核； b) 團隊合作，與同組同學一起，完成樣機的研制； c) 完成畢業(yè)設計中期檢查相關工作； d) 繪制圖形，用該樣機完成所繪圖形的雕刻工作; 對樣機進行修改或改裝； e) 完成設計論文初稿，交指導教師審閱。 第四階段：（12年5月5日起——12年5月20日止） a) 完成設計論文的修改稿，交指導教師審核； b) 做好畢業(yè)答辯的各項準備工作。 已具備的條件、尚缺少的條件和擬解決的途徑（包括利用教學實驗中心、科研實驗室、實習基地、校外其它企事業(yè)單位等條件的計劃與落實情況） 已具備的條件： A. 設計用的電腦 B. 設計的參考資料 C. 控制系統(tǒng)、運動控制卡 D. 原材料 尚缺少的條件： A. 實習基地 B. 資金 C. 裝配用必備的工具 D. 測試機器精度的工具 開題報告評定表 指導 教師 意見 指導教師簽名： 年 月 日 備注 教務處制表