小型雕刻機(jī)研制-方案設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì)說明書,小型,雕刻,研制,方案設(shè)計(jì),控制,節(jié)制,設(shè)計(jì),說明書,仿單 XXXX XXX（設(shè)計(jì)） 開題報(bào)告 題 目: 小型雕刻機(jī)研制-方案設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì) 姓 名: 學(xué) 院: 專 業(yè): 班 級: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 職稱: 20XX年02月05日 XXX 本課題的意義、國內(nèi)外研究概況、應(yīng)用前景等（列出主要參考文獻(xiàn)） 本課題的意義 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品在我們生活中占的比例越來越高，機(jī)電一體化技術(shù)對于我們的生產(chǎn)和制造發(fā)揮著越來越重要的作用。小型雕刻機(jī)屬于典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它的設(shè)計(jì)和制造包含著豐富的機(jī)電一體化技術(shù)?？芍^麻雀雖小，五臟俱全。數(shù)控雕刻機(jī)從上世紀(jì)70年代[1]出現(xiàn)以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展、改進(jìn)，不管是在硬件還是在軟件上都已經(jīng)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(jī)做到極致[2]。目前雕刻機(jī)的研究主要往專用機(jī)方向發(fā)展。作為一名本科生，研制雕刻機(jī)的直接目的在于實(shí)踐機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化技術(shù)等理論知識。其重大意義在于為下一步研制更高級的機(jī)電一體化產(chǎn)品奠定厚實(shí)的基礎(chǔ)。 就小型雕刻機(jī)的整個(gè)研制工程，從設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試到總結(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是對大學(xué)四年來所學(xué)知識的鞏固和應(yīng)用。通過這個(gè)項(xiàng)目的鍛煉，個(gè)人的能力必定能得到很大的提高。因此從培養(yǎng)個(gè)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(nèi)外研究概括 雕刻是一門非常久遠(yuǎn)的技術(shù)，遠(yuǎn)古時(shí)代的一些生活用品就已經(jīng)用到了雕刻技術(shù)。而雕刻機(jī)則到上世紀(jì)70年代，為適應(yīng)工業(yè)化大批量生產(chǎn)的需要才出現(xiàn)。雕刻機(jī)的發(fā)展非常迅速,尤其是上世紀(jì)90年代以來，隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使雕刻機(jī)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。從最初的 2D 到 2.5D 再到 3D ，雕刻機(jī)的功能越來越完善、性能越來越穩(wěn)定、造型更美觀和價(jià)格卻逐步下降，越來越合理。到1999年，雕刻機(jī)行業(yè)主要向數(shù)據(jù)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(dòng)化這幾個(gè)方向發(fā)展[1]。如今雕刻機(jī)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(jī)的價(jià)格也非常得低。很多雕刻機(jī)的技術(shù)資料在網(wǎng)上流傳，使雕刻機(jī)成為熱門的DIY項(xiàng)目。商業(yè)的雕刻機(jī)研究主要往專用機(jī)方向發(fā)展，為專門的產(chǎn)品定制機(jī)器。還有就是往并聯(lián)方式發(fā)展，進(jìn)一步提高雕刻機(jī)的剛度和加工精度[3]。 應(yīng)用前景 本課題為研制小型雕刻機(jī)，其實(shí)質(zhì)是為了探究機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)器應(yīng)用。雕刻機(jī)則是一個(gè)具體的載體和實(shí)踐平臺。 機(jī)電一體化技術(shù)已在生活在很常見。小到電子手表，大到航天飛機(jī)都是機(jī)械、電子、信息等技術(shù)的綜合產(chǎn)品。與雕刻機(jī)相類似的產(chǎn)品也有很多，如數(shù)控機(jī)床、電焊機(jī)器人、貼片機(jī)器人、點(diǎn)膠機(jī)器人。機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)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(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)越來越強(qiáng)大，在我們的生活中也將占據(jù)越來越重要的作用。 主要參考文獻(xiàn) [1]王志英.電子雕刻技術(shù)未來發(fā)展趨勢[J]. 印刷技術(shù)，1999，12：29-30. [2] 張旦.三維機(jī)械雕刻機(jī)的研制[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué),2002：11-12. [3] 秦秀. 三維數(shù)控并聯(lián)雕刻機(jī)的虛擬樣機(jī)技術(shù)[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010：4-6. 研究的目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 研究目標(biāo)：制作一臺滿足預(yù)定精度的，能用于簡易加工的雕刻機(jī)。 研究內(nèi)容 A. 雕刻機(jī)方案設(shè)計(jì) B. 雕刻機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)分析 C. 三軸運(yùn)動(dòng)精度的計(jì)算 D. 步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲杠的選擇 E. 零部件的制作和采購 F. 整機(jī)裝配 G. 控制系統(tǒng)的搭建 H. 控制系統(tǒng)的調(diào)試 I. 整機(jī)的調(diào)試 J. 誤差分析 K. 方案優(yōu)化 關(guān)鍵問題 A. 方案設(shè)計(jì) B. 精度計(jì)算 C. 整機(jī)裝配 D. 控制系統(tǒng)的調(diào)試 研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 研究方法 借助網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，學(xué)習(xí)他人的技術(shù)資料，采用類比法，結(jié)合自己的實(shí)際條件，設(shè)計(jì)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(shí)習(xí)基地完成零部件的加工，組裝、調(diào)試。最后進(jìn)行誤差測量和分析，總結(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。 技術(shù)路線：模仿—>分析—>優(yōu)化—>試制—>改進(jìn)—>再設(shè)計(jì) 可行性分析 A. 目前雕刻機(jī)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，網(wǎng)上有很多詳細(xì)的技術(shù)資料。 B. 機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，依靠四年來所學(xué)的知識，及學(xué)校金工實(shí)習(xí)基地的支持，完全能夠獨(dú)立完成。 C. 控制系統(tǒng)部分，市場上有很多成熟的運(yùn)動(dòng)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(yàn)，未發(fā)現(xiàn)問題。 D. 經(jīng)濟(jì)成本大概估算不超過2000元，靠畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)一起出，還能承受。 E. 時(shí)間上，因我們大四上學(xué)期就開始樣機(jī)的制作，機(jī)械結(jié)構(gòu)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(diào)試。剩下的時(shí)間主要是整機(jī)的裝配和調(diào)試。 F. 目前DIY小型雕刻機(jī)的人有很多，成功的案例也很多。 G. 有經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)老師知道。 H. 有學(xué)校實(shí)習(xí)基地的大力支持。 特色或創(chuàng)新之處 模式上，在我們學(xué)校，一直以來還沒有與雕刻機(jī)相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也還沒有一個(gè)以團(tuán)隊(duì)合作，一起開發(fā)一個(gè)產(chǎn)品的畢業(yè)設(shè)計(jì)。我們以團(tuán)隊(duì)的形式，分工合作，分別負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試、試驗(yàn)的不同環(huán)節(jié)。培養(yǎng)、學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)合作的同時(shí)，使我們每個(gè)人參與到從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造的整個(gè)流程中。與在企業(yè)中工作相類似，對日后的工作和團(tuán)隊(duì)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(shè)計(jì)、制造機(jī)械本體部分，搭建一個(gè)完整的機(jī)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(xué)過的很多知識。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)做完基本上要涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化、機(jī)械制造、機(jī)械制造自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)這幾塊，基本上囊括了機(jī)制專業(yè)的所有知識，對于應(yīng)用、復(fù)習(xí)、鞏固四年來的知識很有幫助。 研究計(jì)劃及預(yù)期進(jìn)展 第一階段：（接受任務(wù)起——11年12月31日止） a) 收集并熟悉資料，根據(jù)文獻(xiàn)綜述要求，撰寫文獻(xiàn)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(bào)告，交指導(dǎo)教師審閱并開題； b) 完成外文翻譯修改稿、文獻(xiàn)綜述修改稿，交指導(dǎo)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(jī)方案設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì)，交指導(dǎo)教師審核； b) 團(tuán)隊(duì)合作，與同組同學(xué)一起，完成樣機(jī)的研制； c) 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查相關(guān)工作； d) 繪制圖形，用該樣機(jī)完成所繪圖形的雕刻工作; 對樣機(jī)進(jìn)行修改或改裝； e) 完成設(shè)計(jì)論文初稿，交指導(dǎo)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(shè)計(jì)論文的修改稿，交指導(dǎo)教師審核； b) 做好畢業(yè)答辯的各項(xiàng)準(zhǔn)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(xué)實(shí)驗(yàn)中心、科研實(shí)驗(yàn)室、實(shí)習(xí)基地、校外其它企事業(yè)單位等條件的計(jì)劃與落實(shí)情況） 已具備的條件： A. 設(shè)計(jì)用的電腦 B. 設(shè)計(jì)的參考資料 C. 控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡 D. 原材料 尚缺少的條件： A. 實(shí)習(xí)基地 B. 資金 C. 裝配用必備的工具 D. 測試機(jī)器精度的工具 開題報(bào)告評定表 指導(dǎo) 教師 意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 備注 教務(wù)處制表