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南 京 理 工 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
王守剛
學(xué) 號(hào)：
020190500708
專(zhuān) 業(yè)：
機(jī)電一體化
設(shè)計(jì)(論文)題目：
鉆孔用x-y工作臺(tái)
及其運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
張?chǎng)?
2008 年 08 月 27 日
開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求
1．開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效；
2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打印）在本開(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊(cè)）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě)
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，極大的推動(dòng)了不同學(xué)科的相互交叉與滲透導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)與改造。
機(jī)電一體化是以電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)為主導(dǎo)、多種新興技術(shù)與機(jī)械技術(shù)交叉融合而形成的綜合性高技術(shù)，是機(jī)械與電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，其目的是不斷提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕人們的體力勞動(dòng)，逐步代替部分腦力勞動(dòng)，通過(guò)這種技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的是種類(lèi)繁多的機(jī)電一體化產(chǎn)品，這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)、科技活動(dòng)、國(guó)防建設(shè)和人們生活的各個(gè)領(lǐng)域。
數(shù)控技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電機(jī)、電氣傳動(dòng)、測(cè)量、監(jiān)控、機(jī)械制造學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域最新成果而形成的一門(mén)交叉科學(xué)技術(shù)。數(shù)控技術(shù)已成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)柔性制造、計(jì)算機(jī)集成制造、工廠自動(dòng)化的重要基礎(chǔ)技術(shù)之一。
數(shù)控技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控（Numerical Control,NC）它是利用數(shù)字化的信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法，數(shù)控技術(shù)在機(jī)床控制中的廣泛應(yīng)用，形成了數(shù)控技術(shù)發(fā)展主流——機(jī)床數(shù)控技術(shù)和機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)能夠邏輯的處理使用號(hào)碼，或者其它符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序，能夠自動(dòng)完成機(jī)床加工信息的輸入、譯碼、運(yùn)算，從而控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和加工過(guò)程。
應(yīng)用數(shù)控技術(shù)或裝有數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱(chēng)為數(shù)字控制機(jī)床（Numericaling Control Machine,NCM）簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床采用了計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，因此也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床或CNC機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生于20世紀(jì)50年代，是集機(jī)、電、液、氣、光于一體的新型自動(dòng)化機(jī)床，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、精密檢測(cè)和精密制造等方面的科技成果，是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，要實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的控制需要擁擠和信息描述刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及用工藝信息來(lái)描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。例如進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、主軸正反轉(zhuǎn)、換刀、冷卻液的開(kāi)/關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件（數(shù)控加工程序），存放在信息載體（如磁盤(pán)、磁帶、穿孔紙帶等）上，然后由機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入或直接通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤(pán)輸入，或通過(guò)通信方式輸入，通過(guò)對(duì)其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作和加工零件。
數(shù)控機(jī)床是一種高效、自動(dòng)化機(jī)床，其之所以能在機(jī)械加工中得到廣泛的應(yīng)用，主要由于其它加工設(shè)備相比，數(shù)控機(jī)床具有以下特點(diǎn)：
1)適用范圍廣，易于加工形狀復(fù)雜的零件，適應(yīng)性強(qiáng)，由于數(shù)控機(jī)床具有多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)功能，并可按照零件加工的要求變換加工程序，數(shù)控機(jī)床能完成很多普通機(jī)床難以勝任，或者不可能加工出來(lái)的復(fù)雜型面的零件。因此，數(shù)控機(jī)床首先在航空航天等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
2)加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床按照預(yù)定的程序自動(dòng)加工，不受人為因素的影響，其加工精度由機(jī)床來(lái)保證，并且具有較強(qiáng)的插補(bǔ)功能和自動(dòng)編程功能，可方便的對(duì)復(fù)雜輪廓進(jìn)行自動(dòng)編程及加工處理，因此能夠獲得比機(jī)床本身精度還要高的加工精度及重復(fù)精度。
3)工件加工周期短，生產(chǎn)效率高。使用數(shù)控機(jī)床加工零件，對(duì)于模具、專(zhuān)業(yè)工裝夾具、劃線加工準(zhǔn)備等要求大幅度降低；由于加工中有較高的重復(fù)精度，檢驗(yàn)工作也得以簡(jiǎn)化；零件變更調(diào)整時(shí)間、刀具變更調(diào)整時(shí)間減少，加工中心合理選用切削用量，機(jī)加工時(shí)間短，這些方面的變化使工件加工周期大為縮短，生產(chǎn)效率顯著提高，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)率比普通機(jī)床的生產(chǎn)率高2~3倍。尤其是某些復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍。
4)減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，數(shù)控機(jī)床主要是自動(dòng)加工，能自動(dòng)換刀、起停切削液、自動(dòng)變速等，其大部分操作不需人工完成，大幅度減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)減少了人為因素的影響，使產(chǎn)品加工質(zhì)量比較穩(wěn)定，一致性好，也降低了廢品、次品率。
5)可實(shí)現(xiàn)精確的成本計(jì)算和科學(xué)管理，數(shù)控加工可正確計(jì)算出加工工時(shí)和生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃等成本和管理信息，簡(jiǎn)化和減少了檢驗(yàn)、工具準(zhǔn)備、半成品調(diào)度等管理工作，并可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，多機(jī)看管具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性，數(shù)控機(jī)床具有的通信接口，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的連接，組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)（LAN），采用制造自動(dòng)化協(xié)議（MAP）規(guī)范，實(shí)行生產(chǎn)過(guò)程的計(jì)算機(jī)管理與控制，這些均為降低成本、提高管理水平創(chuàng)造了條件。
6)有利于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制和生產(chǎn)系統(tǒng)的集成、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制標(biāo)準(zhǔn)代碼編程等數(shù)控機(jī)床的基本控制形式，非常有利于多機(jī)之間或與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的信息集成。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題要設(shè)計(jì)完成一個(gè)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的雙坐標(biāo)開(kāi)環(huán)數(shù)控控制的工作臺(tái)。
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)脈沖電動(dòng)機(jī)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用做開(kāi)環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)
電動(dòng)機(jī)，是一種能將電脈沖輸入轉(zhuǎn)化為模擬的輸出軸運(yùn)動(dòng)。每輸入一個(gè)脈沖，旋轉(zhuǎn)式步
進(jìn)電動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)一步，因此，當(dāng)輸入一串脈沖序列時(shí)，輸出軸就以等增量的轉(zhuǎn)角響應(yīng)該輸入序列，輸出步數(shù)等于輸入脈沖個(gè)數(shù)，轉(zhuǎn)速與輸入脈沖頻率成正比。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角）?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)也可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量一般取為0.01或 0.001，脈沖當(dāng)量小，進(jìn)給位移的分辨率和精度就高，但是由于進(jìn)給速度ν=60fδmm/min 或ω=60fδ/min，在同樣的最高工作頻率f時(shí)，δ越小，則最大進(jìn)給速度之值也越小。
提高開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)位置精度的方法有：開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的步距角精度，機(jī)械傳動(dòng)部件的精度，絲杠、支承的傳動(dòng)間隙及傳動(dòng)支承件的變形等，將直接影響進(jìn)給精度，為提高系統(tǒng)的精度，應(yīng)該適當(dāng)提高系統(tǒng)組成環(huán)節(jié)的精度，此外，還可采取傳動(dòng)間隙補(bǔ)償和螺距誤差補(bǔ)償?shù)雀鞣N精度補(bǔ)償措施。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日