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邵 陽 學 院
畢業(yè)設計（論文）開題報告書
課題名稱 數(shù) 控 十 字 滑 臺 的 設 計
學生姓名 羅 文
學 號 0340717005
院（系）、專業(yè) 機 械 與 能 源 工 程 系
指導教師 張 桂 菊
2007年02月28日
一、課題的來源、目的意義（包括應用前景）、國內(nèi)外現(xiàn)狀
（1）課題的來源：隨著制造業(yè)的發(fā)展，人們深刻的感受到數(shù)控機床在生產(chǎn)中的地位是越來越重要，雖然近幾年我國組合機床的技術在不斷的發(fā)展，然而組合機床通用部件中的大型滑臺，至今仍主要是單坐標的滑臺。我們在對一些X－Y工作臺的研究調(diào)查中發(fā)現(xiàn)目前的簡易數(shù)控控制系統(tǒng)基本上是基于普通單片機，顯示為LED數(shù)碼管的系統(tǒng)，操作很不方便而且通用性不強。為此，本課題此基礎上設計了通用的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和集成電路技術，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工作臺是指能分別沿著X向和Y向移動的工作臺）
（2）目的意義：本文通過對X－Y工作臺的機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設計，闡述了機電一體化系統(tǒng)設計中的共性和關鍵的技術。該數(shù)控十字滑臺可靈活用于銑床和鉆床的數(shù)控改造，而且改造簡單方便，技術難度不大，可廣泛應用。
（3）國內(nèi)外現(xiàn)狀：從上世紀80年代起，機床制造業(yè)的發(fā)展雖有起伏，但對數(shù)控技術和數(shù)控機床一直給予較大的關注。經(jīng)過“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)控機床的功能、性能和可靠性方面已具有較強的市場競爭力。但在中、高檔數(shù)控機床方面，與國外一些先進產(chǎn)品相比，仍存在較大差距，這是由于歐美日等先進工業(yè)國家于80年代先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)進程，其中一些著名機床公司致力于科技創(chuàng)新和新產(chǎn)品的研發(fā)，引導著數(shù)控機床技術發(fā)展，如美國英格索爾公司和德國惠勒喜樂公司對用于汽車工業(yè)和航空工業(yè)高速數(shù)控銑床的發(fā)展，日本牧野公司對高效精密加工中心所作的貢獻，德國瓦德里希公司在重型龍門五面加工銑床方面的開發(fā)，以及日本馬扎克公司研發(fā)的車銑中心對高效復合加工的推進等等。相比之下，我國大部分數(shù)控機床產(chǎn)品在技術上都處于跟蹤階段。
基于這一現(xiàn)實，為了加速振興我國的機床制造業(yè)，當前宜加強如下五方面的研究和發(fā)展工作：(1)以高速化為先導，提高數(shù)控機床的綜合性能。(2)加快數(shù)控機床向高效柔性化和高精化發(fā)展的步伐，推進mm級精度機床工程的規(guī)劃和實施。(3)加強發(fā)展多功能復合加工的數(shù)控機床來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簡稱RRMS)和可重構機床(Reconfigurable Machine Tool簡稱RMT)將是一個合理的解決方案。(5)發(fā)展網(wǎng)絡制造單元以適應數(shù)字化企業(yè)的構建。
二、課題研究的主要內(nèi)容、研究方法或工程技術方案和準備采取的措施
（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)控機床在生產(chǎn)中的地位是越來越重要，雖然近幾年我國組合機床的技術在不斷的發(fā)展，然而組合機床通用部件中的大型滑臺，至今仍主要是單坐標的滑臺。本課題設計以單片機作為控制系統(tǒng)的X-Y型工作臺（X－Y工作臺是指能分別沿著X向和Y向移動的工作臺）。通過對X-Y型工作臺機械結構設計和控制電路接口的設計，闡述了機電一體化設計中的共性和關鍵技術。
（2）工程技術方案及措施：機械傳動方面，設計時仍采用的傳統(tǒng)方式。一軸配備一對減速齒輪，選滾珠螺母副，軸承支撐。結構雖然簡單，但可以滿足強度各方面的要求，而且所有零部件價格便宜訂購方便,這樣就減小了生產(chǎn)的難度。
由于在設計要求中明確指出此工作臺為數(shù)控裝置，有獨立的數(shù)控操作和控制系統(tǒng)，這就對工作臺運動的控制提出了要求，在設計時優(yōu)先選擇步進電機作為動力源，采用單片機控制，這樣就能滿足設計所提出的要求。
該數(shù)控十字滑臺可靈活用于銑床和鉆床的數(shù)控改造，而且改造簡單方便，技術難度不大，可廣泛應用。
三、現(xiàn)有基礎和具備的條件
控制工程實驗室：實驗樓215室，主要儀器： PT數(shù)控轉(zhuǎn)臺1臺，XY軸步進數(shù)控工作1臺，四軸運動控制平臺2臺，液壓PLC控制系統(tǒng)，機械手控制系統(tǒng)，D/A和A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，MCS-51主機板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。提供中國期刊網(wǎng)、提供超星數(shù)字圖書館有關圖書，萬芳數(shù)據(jù)資源庫，讀秀知識庫，CNKI數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)。
四、總的工作任務，進度安排以及預期結果
工作任務和預期結果：本文通過對X－Y工作臺的機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及接口電路的設計，了解機電一體化系統(tǒng)設計中的共性和關鍵的技術。
進度安排：
2006.12.20 ~ 12.31：選定課題題目交給指導老師，通過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)指導老師下達的畢業(yè)論文任務書，確定論文的主要內(nèi)容并寫好開題報告，交給指導老師。
2007.3.1 ~ 3.5： 根據(jù)設計任務書并查閱相關資料，確定設計方案。
2007.3.6~ 5.16： 在現(xiàn)有基礎條件下，定期和指導老師聯(lián)系，進行課題論文的編寫，完成初稿。
2007.5.16 ~ 5.22： 根據(jù)指導老師的修改意見修改論文，并根據(jù)標準的論文格式打印除論文修改稿，
并于22前交給指導老師。
2007.5.23 ~ 5.28： 通過指導老師審定，畢業(yè)論文按要求設計完畢。
2007.6.7~6.10： 畢業(yè)論文答辯。
五、指導教師審查意見
指導教師（簽名）
年 月 日
六、教研室審查意見
教研室主任（簽名）
年 月 日
七、院（系）審查意見
院（系）主任（簽名）
年 月 日
備 注