【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有下方大圖片預(yù)覽，下拉即可直觀呈現(xiàn)眼前查看、盡收眼底縱觀。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽，需要原稿請自助充值下載，所見才能所得，請見壓縮包內(nèi)的文件及下方預(yù)覽，請細(xì)心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396
本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
論 文 題 目： 機(jī)械設(shè)備表面標(biāo)識雕刻機(jī)設(shè)計學(xué) 院：
畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文
（設(shè)計）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)
1. 論文（設(shè)計）題目及研究領(lǐng)域；
2. 論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題；
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）；
3. 本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
2. 論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1. 開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計）工作開始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開題報告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會審查通過；
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5. 開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
3
一、選題依據(jù) 1、研究領(lǐng)域
本次畢業(yè)設(shè)計主要研究對象集中在機(jī)械設(shè)計、傳動設(shè)計等領(lǐng)域，還涉及到數(shù)控領(lǐng)域的數(shù)控技術(shù)，程序編制等內(nèi)容。
2、論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值
傳統(tǒng)的工業(yè)零部件標(biāo)記打印一般多采用字模沖壓、電化學(xué)腐蝕、電火花加工等。但是這些方法效率低、不美觀、防偽性差，很難達(dá)到同一規(guī)格，所以廢品率極高，尤其難以適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。
激光打印技術(shù)，雖然較好地克服了傳統(tǒng)工藝的很多缺點(diǎn)，但是由于受到激光器本身壽命低與在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)現(xiàn)場缺乏長期穩(wěn)定性工作特點(diǎn)的制約，同時由于有色金屬對激光的吸收較差，打印深度淺，所以這一方法不能滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要，除特殊材料如金剛石、硬質(zhì)合金或?qū)Υ蛴∩疃葻o特別要求的場合外，未能得到普及推廣。
為彌補(bǔ)上述方法的不足，適應(yīng)現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)發(fā)展的需要，出現(xiàn)了一種全新的工業(yè)標(biāo)記打印工藝—?dú)鈩訕?biāo)記打印工藝。
根據(jù)所要標(biāo)記圖形或字符的軌跡，經(jīng)過計算機(jī)中控制程序的處理，生成控制脈沖信號，由計算機(jī)接口傳輸?shù)娇刂葡?，X, Y 方向的控制信號分別控制 X、Y 方向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，從而控制打印頭在 X-Y 平面內(nèi)按一定的軌跡運(yùn)動，同時受輪廓控制的 Z 方向執(zhí)行機(jī)構(gòu)在標(biāo)記輪廓的過程中做高頻開關(guān)動作，從而實(shí)現(xiàn)打印頭在壓縮空氣作用下的高頻微沖擊運(yùn)動，在工件表面打印出在計算機(jī)中所繪制的圖形和字符標(biāo)記。
氣動打標(biāo)機(jī)有著精度高、打標(biāo)深度深、成本低、打標(biāo)速度快，可適應(yīng)多種材料上的打標(biāo)，并可方便的由計算機(jī)控制打印各種圖形等優(yōu)點(diǎn)，在打標(biāo)行業(yè)中有著其他種打標(biāo)方法不可比擬的優(yōu)勢和良好的發(fā)展前景。
3、目前研究的概況和發(fā)展趨勢
1973 年 美國 TELESIS 公司研發(fā)出全球第一臺氣動打標(biāo)機(jī)；1984 年 法國TECHNIFOR 公司研制出全球第一臺手持式氣動打標(biāo)機(jī)；1997 年重慶捷達(dá)公司從加拿大引進(jìn)打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)，并在國內(nèi)開始生產(chǎn)組裝。重慶是最早氣動打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)基地，也是國內(nèi)氣動打標(biāo)機(jī)的發(fā)源地，在重慶經(jīng)銷打標(biāo)機(jī)的企業(yè)有五十多家，但真正的生產(chǎn)企業(yè)不多，大概只有五六家，大多數(shù)是打標(biāo)機(jī)經(jīng)銷商和貼牌商。最早氣動打標(biāo)機(jī)主要應(yīng)用于發(fā)動機(jī)、活賽、摩托車車架、汽車大梁等。
氣動打標(biāo)機(jī)發(fā)展到現(xiàn)階段，無論是國外還是國內(nèi)，對它的研究和生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行更深探索的廠商比比皆是，如加拿大的伊斯沃（EASTWARD）公司，上海的子林機(jī)電設(shè)備有限公司，重慶的恒偉公司等。從整體上講，氣動打標(biāo)機(jī)的組成結(jié)構(gòu)分為上位機(jī)和下位機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分，上位機(jī)是圖形編輯和指令形成部分，下位機(jī)是脈沖形成和打印控制部分，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是包括步進(jìn)電機(jī)、操作臺位置信號回饋裝置等。其組成如下圖所示：
上位機(jī)系統(tǒng)
（應(yīng)用程序）
下位機(jī)系統(tǒng)
（單片機(jī)控制）
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
圖 1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
按照分類來講，一般的將氣動標(biāo)記打印機(jī)分為平面刻印和旋轉(zhuǎn)刻印兩種。
平面標(biāo)記打印是較普通的標(biāo)記打印，通常標(biāo)記打印是在 x-y 平面上進(jìn)行的，分別控制 x 方向和 y 方向的兩臺步進(jìn)電機(jī)，并帶動打印針在 x-y 平面（即工件平面） 上按照給定的打印軌跡運(yùn)動，打印的工件是平面的；旋轉(zhuǎn)標(biāo)記打印機(jī)就是將平面打印中的一個軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動，而不是沿著該軸的正負(fù)方向運(yùn)動，另一個軸如同平面標(biāo)記打印
機(jī)中的一樣，沿軸的正負(fù)方向運(yùn)動，打印的工件是一個曲面。另外，打印機(jī)的操作臺也存在一些區(qū)別：平面標(biāo)記打印機(jī)的操作臺是一個平面，而旋轉(zhuǎn)標(biāo)記打印機(jī)的操作臺上有一個轉(zhuǎn)軸。
現(xiàn)代加工技術(shù)的飛速發(fā)展對工業(yè)標(biāo)記技術(shù)提出了更高的要求，設(shè)計出數(shù)字化、自動化、多功能、高效率、操作方便的氣動打標(biāo)機(jī)設(shè)備是現(xiàn)代化生產(chǎn)線的新需求。當(dāng)前， 國內(nèi)外氣動打標(biāo)技術(shù)的發(fā)展主要有以下三個方向:
（1）數(shù)字化、自動化
20 世紀(jì) 80 年代以來，氣動打標(biāo)機(jī)的數(shù)字化和自動化成為這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近年來，隨著傳感技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代的打標(biāo)機(jī)己經(jīng)進(jìn)入了計算機(jī)控制為主的時代。
數(shù)字化自動化的具體表現(xiàn)有:打標(biāo)過程實(shí)時監(jiān)控和打標(biāo)工件運(yùn)行過程的監(jiān)控(如對鋼管在生產(chǎn)線上的監(jiān)控);自動掃描、自動定位和跟蹤檢測技術(shù)在打標(biāo)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用;能夠?qū)崟r自動地修改和處理任意復(fù)雜的圖形和字符。加拿大的伊斯沃精密機(jī)械有限公司是中國最大的標(biāo)記設(shè)備服務(wù)商，它旗下的標(biāo)識機(jī)在自動化方面優(yōu)勢極強(qiáng)。
(2)多功能、集成化
在現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境下，打標(biāo)機(jī)不僅要能夠進(jìn)行單一形式的打標(biāo)，還要實(shí)現(xiàn)功能多樣化。例如:打標(biāo)機(jī)既要能夠打印標(biāo)準(zhǔn)字庫中的字符，還要能夠打印用戶自行設(shè)計的字符圖樣，并且還能夠在一定程度上對點(diǎn)陣字符的打印軌跡進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)的點(diǎn)陣打印是按照逐行或逐列掃描的順序進(jìn)行的，這樣做電機(jī)的無效行程就較多，效率較低。如果能夠?qū)Ⅻc(diǎn)陣字符軌跡進(jìn)行優(yōu)化，那么將獲得較高的打印效率。這是打標(biāo)機(jī)發(fā)展的一個重要方向。
同時由于在上世紀(jì) 80 年代 ARM 芯片的出現(xiàn)，嵌入式技術(shù)得到了充分的發(fā)展，越來越多的公司將嵌入式系統(tǒng)技術(shù)引入到打標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)中來，開發(fā)出適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)線上使用的系統(tǒng)?；?ARM 芯片搭建起控制系統(tǒng)架構(gòu)，使得打標(biāo)機(jī)體積不斷減小， 功能越來越強(qiáng)大，集成化越來越高。近年來還出現(xiàn)了手持式氣動打標(biāo)機(jī)，這正是氣動打標(biāo)機(jī)未來向著集成化方向發(fā)展的具體體現(xiàn)。武漢銘陽激光技術(shù)有限公司的
MYQD-D600 型多功能氣動打標(biāo)機(jī)已經(jīng)證實(shí)打標(biāo)機(jī)的多功能、集成化正在成為現(xiàn)實(shí)。(3)結(jié)構(gòu)簡單化、操作界面人性化
隨著打標(biāo)機(jī)集成化的提高，很多功能將集中在少數(shù)幾個模塊中實(shí)現(xiàn)，氣動打標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)也就相對變得越來越簡單。
簡單化不僅僅體現(xiàn)在硬件的結(jié)構(gòu)方面，同時也體現(xiàn)在軟件方面，窗口式的操作程序、觸摸屏等技術(shù)使打標(biāo)機(jī)的各種操作更清楚更容易掌握，這也是當(dāng)前氣動打標(biāo)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個方向。而且，針對當(dāng)前中國龐大的市場，各大打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也緊緊抓住操作界面中文化這一課題，致力于開發(fā)符合國人操作習(xí)慣的操作界面。上海萬木春機(jī)電設(shè)備有限公司的打標(biāo)機(jī)軟件系統(tǒng)可以在 WIN98、WIN2000、WINME、XP 等系統(tǒng)下運(yùn)行，可導(dǎo)入 CAD 等矢量圖形，全中文提示操作界面，其旗下的 WM6-AT 氣動打標(biāo)機(jī)操作非常人性化。
4
二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題
氣動打印機(jī)的傳動設(shè)計
（1） 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計
（2） 導(dǎo)軌樣式型號的選擇
（3） 步進(jìn)電機(jī)的選擇
（4） 滾珠絲杠的選擇
2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）
1. 緒論
1.1 機(jī)械設(shè)備表面標(biāo)識雕刻機(jī)設(shè)計的背景意義
1.2 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.3 本課題所要研究的主要內(nèi)容
2. 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、組成與工作原理
2.1 整體機(jī)構(gòu)的簡述
2.2 整體機(jī)構(gòu)組成圖
2.3 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的組成
2.4 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的工作原理
3. 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的傳動系統(tǒng)設(shè)計
3.1 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖
3.2 步進(jìn)電機(jī)的選擇
3.3 導(dǎo)軌的設(shè)計
3.4 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計
3.5 同步帶輪的設(shè)計
4. 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)的氣動系統(tǒng)設(shè)計
4.1 氣動系統(tǒng)的簡述
4.2 氣動系統(tǒng)原理圖設(shè)計
5. 氣動標(biāo)識雕刻機(jī)打字程序的數(shù)控編制
5.1 數(shù)控技術(shù)的簡述
5.2 編程實(shí)例6.結(jié)論
3.本論文（設(shè)計）預(yù)期取得的成果
本次畢業(yè)設(shè)計主要是設(shè)計一臺氣動打標(biāo)機(jī)，希望通過本次設(shè)計深入了解機(jī)械設(shè)備表面標(biāo)識雕刻機(jī)領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并在設(shè)計的過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，完成一篇論文及相關(guān)圖紙。
三、論文（設(shè)計）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；
（1） 查閱相關(guān)資料，了解設(shè)計內(nèi)容
（2） 完成開題報告，總體方案
（3） 完成機(jī)構(gòu)設(shè)計
（4） 對方案進(jìn)行修改
（5） 繪制圖紙
（6） 撰寫說明書，翻譯外文文獻(xiàn)
（7） 完善各項(xiàng)目內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯2.論文（設(shè)計）進(jìn)度計劃
第 1-2 周：查閱相關(guān)文獻(xiàn)并閱讀。第 3 周: 撰寫文獻(xiàn)綜述及開題報告。第 4 周：完善并交開題報告。
第 5 周：總體方案分析及論證。
第 6 周：進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的選擇。
第 7 周：進(jìn)行導(dǎo)軌的設(shè)計。
第 8 周：滾珠絲杠螺母副的設(shè)計。
第 9 周：同步帶輪的設(shè)計。
第 10 周：氣動系統(tǒng)的設(shè)計。
第 11 周：數(shù)控編程實(shí)例。
第 12 周：完成電腦繪圖。
第 13 周：翻譯外文文獻(xiàn)。
第 14 周：撰寫說明書。
第 15 周：提交畢業(yè)設(shè)計并準(zhǔn)備答辯。
第 16 周：完善并檢查，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
、需要閱讀的參考文獻(xiàn)
[1] 路建萍,李小寧,孫靜.全自動氣動打標(biāo)機(jī)的控制系統(tǒng)開發(fā)[J].中國制造業(yè)信息化，2007-10,36(19)：52-53.
[2] 錢國慶.QDB-I 型精密氣動打標(biāo)機(jī)的研究與開發(fā)[D].南京：南京理工大學(xué)，2002. [3] 龔仲華.數(shù)控技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2004 年 1 月：120721
[4] 武衛(wèi),辛世界,張新義,等.自動打標(biāo)機(jī)的研制[J].研究·開發(fā)，2002-12，40(460)： 24-25.
[5] 于云滿,關(guān)浩等.計算機(jī)數(shù)控原理[S].大連:大連出版社,2001 年 10 月
[6] 劉昌勇.增強(qiáng)型氣動打標(biāo)機(jī)針頭動力學(xué)模型分析[J].機(jī)械裝備制造技術(shù)，2008， 10：34-35.
[7] 李永銅.DCQ-Ⅱ工業(yè)氣動標(biāo)記打印機(jī)的研制[J].《制造技術(shù)與機(jī)床》，1998 年 6 月
[8] 鄧樹森.我國激光加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及展望[J]. 激光集錦,2001 年第 11 卷第 3 期
[9] 楊芳.工業(yè)打印機(jī)的硬件電路設(shè)計及分析[J].貴州大學(xué)學(xué)報,2002 年 8 月19 卷第 3 期
[10] 楊昕.氣動打標(biāo)系統(tǒng)的分析與研究[J].湖南農(nóng)機(jī)，2007-07：172-173.
[11] 陳曼龍，滾珠絲杠副選型設(shè)計中的熱變形問題[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2008 年第12 期：8-131
[12] 于華.數(shù)控機(jī)床的編程實(shí)例[S].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 年 9 月
[13] 郭浩, 魏建國, 李元鈴,等.貨車滾動軸承標(biāo)志板全自動打標(biāo)機(jī)簡介[J].鐵道車輛：設(shè)備與機(jī)具，2009-01，47(1)：37-38
[14] 何攀. 氣動打標(biāo)系統(tǒng)動態(tài)特性分析及運(yùn)動控制技術(shù)研究 [D]. 中南大學(xué),2007.DOI:10.7666/d.y1327304.
[15] 孫鵬.經(jīng)濟(jì)型雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.
[16] 田千虎 . 小 型 數(shù) 控 雕 刻 機(jī) 的 裝 配 測 試 與 誤 差 分 析 [J]. 電子世 界,2014,(20):431-431,432.
[17] Michael C. Anderson.Micropercussion Marking[J].Manufacturing Engineering,2009,142(2):33-33.
[18] Establishment of Profile Production Line for Shipbuilding in Shipyard[C].//The proceedings of the nineteenth (2009) international offshore and polar engineering conference (ISOPE-2009). vol.1-4, 2009.2009:795-799.
附：文獻(xiàn)綜述
11
文獻(xiàn)綜述
改革開放30多年以來，我國的工業(yè)化水平不斷提高，特別是制造業(yè)更是得到了長足發(fā)展。隨著機(jī)械行業(yè)的不斷進(jìn)步，人們對機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量要求也在逐步提高，這就使得我們在生產(chǎn)過程中要更加注重產(chǎn)品質(zhì)量問題的解決。當(dāng)機(jī)械產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時，我們要有能力及時的找出產(chǎn)品問題出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，并加以改正，這就涉及到我這次研究的器械——?dú)鈩訕?biāo)識打印機(jī)。標(biāo)識打印機(jī)，顧名思義就是用機(jī)器代替人工進(jìn)行雕刻的設(shè)備。早在很多年前，雕刻產(chǎn)品就已然成為人們生活的一部分，這種需求推動了雕刻藝術(shù)的日益精深。隨著微電子技術(shù)、控制理論、檢測技術(shù)、計算機(jī)控制等技術(shù)的
迅速發(fā)展， 數(shù)控系統(tǒng)不斷更新，機(jī)械雕刻亦在20 世紀(jì)90年代獲得了較大發(fā)展。如今， 雕刻機(jī)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用及發(fā)展，如木工行業(yè)、模具雕刻、紫銅和石墨電極加工、石材雕刻等。
與油漆噴涂標(biāo)記不同，打標(biāo)工藝要求標(biāo)記清晰，保存時間持久。打標(biāo)的作用是提高產(chǎn)品檔次，樹立品牌形象，便于企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制與管理，有較好的防偽功能，同時可以為企業(yè)提供產(chǎn)品的可追溯性，從而生產(chǎn)出的產(chǎn)品更好的貫徹IS09000標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有打標(biāo)機(jī)主要有如下幾種類型：
滾壓打標(biāo)機(jī)，字模在氣液缸壓力下作用在工件表面滾壓形成字痕。
氣動打標(biāo)機(jī)，氣動打標(biāo)針在壓縮空氣作用下做往復(fù)沖擊運(yùn)動，在工件表面沖擊出小坑形成字痕。
電動打標(biāo)機(jī)，電動打標(biāo)針在電磁線圈作用下做往復(fù)沖擊運(yùn)動，在工件表面沖擊出連串小坑形成字痕。
激光打標(biāo)機(jī)，激光束聚焦在工件表面，去除材料或改變材料顏色形成字痕。其中， 滾壓打標(biāo)機(jī)是最早出現(xiàn)在我國的高壓天然氣瓶打標(biāo)機(jī)，90年代主要從日本進(jìn)口，由于機(jī)床體積龐大，不能靈活更換字模，滾壓應(yīng)力大等缺點(diǎn)已逐步被氣瓶生產(chǎn)廠家淘汰。
激光打標(biāo)機(jī)作為新興的高壓天然氣瓶打標(biāo)機(jī)，具有打印效果好、鋼印標(biāo)記清晰美觀、無噪音的優(yōu)點(diǎn)，但由于造價較高，且激光頭成本在實(shí)際生產(chǎn)中每5000支鋼瓶打標(biāo)就需更換一次的成本過高，且在環(huán)境惡劣(灰塵、油污、振動)的生產(chǎn)現(xiàn)場，其可靠性差，故障率大，對激光設(shè)備的維護(hù)困難等原因，目前沒有大規(guī)模使用。
氣動打標(biāo)機(jī)目前作為主流的高壓天然氣瓶打標(biāo)機(jī)，被廣泛應(yīng)用于氣瓶鋼印打標(biāo)。氣動打標(biāo)就是根據(jù)需要標(biāo)記的圖形或字符在高壓天然氣瓶肩部球面標(biāo)記的位置，由圖像采集確定標(biāo)記頭打印位置然后經(jīng)過計算機(jī)中控制程序的處理，生成控制脈沖信號， 并且由計算機(jī)接口傳至控制箱，控制X、Y、Z軸直線位移和繞坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動伺服電機(jī)， 將打標(biāo)頭旋轉(zhuǎn)到指定區(qū)域，由沖擊氣缸沖壓字?；虼驑?biāo)針完成字符或圖像的打印。
考慮到降低打標(biāo)機(jī)的制造成本，采用了簡單結(jié)構(gòu)，主要結(jié)構(gòu)有底座、工作臺、龍門架、X向進(jìn)給電動機(jī)、Y向進(jìn)給電動機(jī)、Z向進(jìn)給電動機(jī)、主軸電動機(jī)、打標(biāo)機(jī)機(jī)身
及電氣系統(tǒng)部分組成。首先，雕刻刀具由高速電機(jī)帶動只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，Z方向的進(jìn)刀、退刀運(yùn)動由Z軸方向上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)。其次，采用橫梁移動、工作臺固定實(shí)現(xiàn)X，y運(yùn)動的方式，機(jī)頭在橫梁上移動(X向)，實(shí)現(xiàn)雕刻寬度；橫梁在底座上移動(y向)，實(shí)現(xiàn)雕刻長度；主軸組件上下移動(Z向)，實(shí)現(xiàn)雕刻深度。最后，在X， Y，Z方向上的導(dǎo)向件均采用圓柱直線導(dǎo)軌，其導(dǎo)向精度可滿足對工作臺定位精度的 要求，在保證整個系統(tǒng)的機(jī)械剛性的前提下，為了簡化設(shè)計的結(jié)構(gòu)，減輕整機(jī)重量， 其主體框架采用硬鋁制造，選用標(biāo)準(zhǔn)的緊固件和定位銷連接。打標(biāo)機(jī)在工作時，先將加工對象固定在工作臺上，選擇合適的刀具裝夾在電主軸上，能夠?qū)崿F(xiàn)X、Y、Z軸3 個方向進(jìn)給運(yùn)動由可編程序控制器實(shí)現(xiàn)自動控制，來完成工件的自動加工。
雕刻機(jī)完整的工作流程主要包括4部分。第1部分，浮雕設(shè)計及G代碼生成，如常用的ARTCAM軟件，該軟件可完成三維浮雕制作及G代碼生成，同時具有刀路模擬加工功能，可真實(shí)地模擬加工路徑和產(chǎn)品的形狀。第2部分，脈沖的分配及發(fā)送，MACH 軟件的作用類似于運(yùn)動控制卡，主要作用是完成G代碼的解釋，加工點(diǎn)坐標(biāo)位移量的計算，譯碼、刀補(bǔ)、插補(bǔ)、加減速控制及各個軸位移脈沖的發(fā)送。第3部分，控制系統(tǒng)的作用主要是完成各個軸脈沖的接收及發(fā)送限位、原點(diǎn)開關(guān)的信號給MACH控制軟件，同時對各個軸的運(yùn)動行驅(qū)動。第4部分，雕刻機(jī)本體通過傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，用刀具完成材料的雕刻動作，最終形成加工產(chǎn)品。
主傳動系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)主運(yùn)動的系統(tǒng)主軸組件是雕刻機(jī)的執(zhí)行件。它的功用是支承并帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削，承受切削力和驅(qū)動力等載荷，完成表面的成形運(yùn)動。雕刻機(jī)主運(yùn)動方案通常采用專用的主軸電機(jī)，當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動機(jī)，故也稱為“高頻主軸”，由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為“直接傳動主軸”。主軸組件由主軸電機(jī)和支架及其安裝在主軸上的傳動件、密封件等組成，要求有良好的回轉(zhuǎn)精度、結(jié)構(gòu)剛度、抗振性、熱穩(wěn)定性及精度的保持性。，與普通機(jī)床主傳動系統(tǒng)相比結(jié)構(gòu)簡單。這是由于加工對象范圍小、負(fù)載輕，變速功能主要由變速電動機(jī)來承擔(dān)。雕刻機(jī)主傳動為主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，主軸承承受的軸向載荷較大，徑向載荷稍小， 精度要求較高。雕刻機(jī)的進(jìn)給運(yùn)動系統(tǒng)通過接收控制系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給速度和位移指令信號(由驅(qū)動電路作轉(zhuǎn)換和放大后)，經(jīng)驅(qū)動裝置和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，驅(qū)動雕刻機(jī)的龍門架、加工電動機(jī)主軸固定架等執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給和快速運(yùn)動。在整個工作過程中， 刀具在電主軸帶動下做高速旋轉(zhuǎn)， 并且Z 方向、X 方向步進(jìn)電機(jī)將運(yùn)動傳遞給絲杠螺母， 使刀具沿著垂直（Z） 方向做進(jìn)刀、退刀運(yùn)動以及橫向（X） 方向的進(jìn)給運(yùn)動。工作臺在工作過程中僅單方向（即只做Y 方向） 的進(jìn)給運(yùn)動， 帶動工件作Y 方向的進(jìn)給， 該設(shè)計工作原理:步進(jìn)電機(jī)接收脈沖信號轉(zhuǎn)動， 并帶動絲杠轉(zhuǎn)動， 由于螺母固定在工作臺上， 因而限制了螺母的旋轉(zhuǎn)自由度， 使其只能做直線運(yùn)動， 從而實(shí)現(xiàn)工作臺在某個方向（X、Y 或Z 方向） 的進(jìn)給運(yùn)動。在X、Y、Z 方向上的導(dǎo)軌均采用直線圓柱導(dǎo)軌， 其導(dǎo)向精度完全可滿足工作臺定位精度的要求， 見圖1
圖 1 主軸傳動設(shè)計原理
簡單化不僅僅體現(xiàn)在硬件的結(jié)構(gòu)方面，同時也體現(xiàn)在軟件方面，窗口式的操作程序、觸摸屏等技術(shù)使打標(biāo)機(jī)的各種操作更清楚更容易掌握，這也是當(dāng)前氣動打標(biāo)機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個方向。而且，針對當(dāng)前中國龐大的市場，各大打標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也緊緊抓住操作界面中文化這一課題，致力于開發(fā)符合國人操作習(xí)慣的操作界面。上海萬木春機(jī)電設(shè)備有限公司的打標(biāo)機(jī)軟件系統(tǒng)可以在 WIN98、WIN2000、WINME、XP 等系統(tǒng)下運(yùn)行，可導(dǎo)入 CAD 等矢量圖形，全中文提示操作界面，其旗下的 WM6-AT 氣動打標(biāo)機(jī)操作非常人性化。
可以看出，氣打印機(jī)的應(yīng)用范圍廣，工作原理較為簡單明了，而且科技含量在不斷的升高，從原來的純?nèi)斯げ僮鞯浆F(xiàn)在電腦控制，集人性化，小型化和自動化為一身的新一代標(biāo)識機(jī)正在逐步進(jìn)入人們的視線。本此研究的氣動標(biāo)識打印機(jī)就是又有這些特點(diǎn)的新一代產(chǎn)品，并將在現(xiàn)有標(biāo)識打印機(jī)技術(shù)水平的基礎(chǔ)上，以自己的學(xué)術(shù)水平獨(dú)立設(shè)計完成標(biāo)識打印機(jī)各主要部件的設(shè)計。
指導(dǎo)教師評閱意見(對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻(xiàn)綜述等方面進(jìn)行評閱) 同意開題
審 教研室主任意見核
意見
同意開題
簽字：甄恒州 日期：2017-04-07
簽字：王珍 日期：2017-04-07
學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會意見
同意
簽字：賈衛(wèi)平 日期：2017-04-10
公章：機(jī)械工程學(xué)院