数控雕刻机开题报告
数控毕业论文开题报告
数控毕业论文开题报告数控毕业论文开题报告一、选题背景及意义数控技术是现代制造业的重要支撑，它通过计算机控制机床的运动，实现对工件的精确加工。
随着制造业的发展和自动化水平的提高，数控技术在工业生产中的应用越来越广泛。
然而，目前我国数控技术在高端制造领域仍存在一定的差距，需要进一步研究和发展。
本文选题旨在探讨数控技术在高精度加工中的应用，以及如何提高数控机床的性能和精度，对于推动我国制造业的升级和发展具有重要的意义。
二、研究目标和内容1. 研究目标本文的主要研究目标是通过对数控技术在高精度加工中的应用进行深入研究，探索数控机床的性能和精度提升的方法，为我国高端制造业的发展提供技术支持。
2. 研究内容（1）数控技术在高精度加工中的应用现状分析：通过对数控技术在高精度加工领域的应用进行调研和分析，总结目前存在的问题和挑战。
（2）数控机床性能提升方法研究：通过对数控机床的结构和控制系统进行分析，研究如何提高数控机床的性能，包括加工精度、刚性和稳定性等方面。
（3）数控机床精度提升方法研究：通过对数控机床的加工误差进行分析，研究如何提高数控机床的加工精度，包括误差补偿、刀具磨损监测和修复等方面。
三、研究方法和技术路线本文采用文献调研和实验研究相结合的方法，通过查阅相关文献，了解数控技术在高精度加工中的应用现状和存在的问题。
同时，设计和进行一系列实验，验证提出的数控机床性能和精度提升方法的有效性。
2. 技术路线（1）文献调研：查阅相关文献，了解数控技术在高精度加工中的应用现状和存在的问题。
（2）数控机床性能提升方法研究：通过对数控机床的结构和控制系统进行分析，提出数控机床性能提升的方法。
（3）数控机床精度提升方法研究：通过对数控机床的加工误差进行分析，提出数控机床精度提升的方法。
（4）实验验证：设计并进行实验，验证提出的方法在实际应用中的有效性。
四、预期成果和创新点1. 预期成果本文预期成果包括对数控技术在高精度加工中的应用现状进行全面分析，提出数控机床性能和精度提升的方法，并通过实验验证其有效性。
数控设计开题报告
数控设计开题报告数控设计开题报告一、研究背景随着科技的不断进步和社会的快速发展，数控技术在制造业中的应用日益广泛。
数控设计作为数控技术的核心，对于提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量具有重要意义。
因此，深入研究数控设计的方法和技术，对于推动制造业的发展具有重要的现实意义。
二、研究目的本次研究的主要目的是探索数控设计的新方法和新技术，提高数控设计的效率和准确性。
通过研究不同领域的数控设计案例，分析其特点和优势，总结出适用于不同行业的数控设计方法，并提出改进和创新的方向。
三、研究内容1. 数控设计的基本原理和方法数控设计是将数字化信息转化为物理实体的过程，其核心是数控编程和数控加工。
研究数控设计的基本原理和方法，对于深入理解数控技术的本质和应用具有重要意义。
2. 数控设计在机械制造中的应用机械制造是数控设计的主要应用领域之一，通过研究数控设计在机械制造中的应用案例，可以了解数控设计在提高机械制造效率和质量方面的作用和优势。
3. 数控设计在汽车制造中的应用汽车制造是现代工业的重要组成部分，数控设计在汽车制造中的应用具有重要意义。
通过研究数控设计在汽车制造中的应用案例，可以了解数控设计在提高汽车制造效率和质量方面的作用和优势。
4. 数控设计在航空航天制造中的应用航空航天制造是高精度和高要求的制造领域，数控设计在航空航天制造中的应用具有重要意义。
通过研究数控设计在航空航天制造中的应用案例，可以了解数控设计在提高航空航天制造效率和质量方面的作用和优势。
五、研究方法本次研究将采用文献研究和实证研究相结合的方法。
首先，通过查阅相关文献，了解数控设计的基本原理和方法。
然后，通过实证研究，分析不同领域的数控设计案例，总结出适用于不同行业的数控设计方法和技术。
六、研究意义本次研究的意义主要体现在以下几个方面：1. 推动数控技术在制造业中的应用，提高生产效率和产品质量。
2. 探索数控设计的新方法和新技术，为制造业的发展提供技术支持和创新方向。
小型简易雕刻机的设计开题报告
[1]黄平，朱文坚，机械设计教程，清华大学出版社，2011；
[2]文怀兴，夏田，数控机床系统设计，化学工业出版社，2011；
[3]王金娥，罗生梅，机电一体化课程设计指导书，北京大学出版社，2012；
[4]赵韩，黄康，陈科，机械系统设计，高等教育出版社，2011；
[5]潘承怡，向敬忠，宋欣，机械零件设计，清华大学出版社，2012；
4、用Pro-E软件设计并绘制有关零部件，再进行装配及运动仿真。
方法及预期目的：
四、课题研究的思路和方法
一、机械系统总体方案确定
1、确定雕刻机的布局方式：采用龙门立柱式的框架结构，这种结构具有较高的刚度。
2、确定雕刻机的坐标系统：工作台在底坐上的移动作为Y轴方向的运动，雕刻头在横梁上的移动作为X轴方向的运动，雕刻头的上向移动作为Z轴方向的运动，这种结构与工作台固定立柱移动的结构相比，所需的电机的功率和传动件的尺寸较小，且雕刻头的运动精度较高。
[6]陈国华，机械机构及应用，机械工业出版社，2008；
[7]陈关龙，吴昌林，中国机械工程专业课程设计改革案例集，清华大学出版社，2010；
[8]李宪芝，机械精度设计与检测基础，哈尔滨工程大学出版社，2011；
[9]文怀兴，夏田，数控机床设计实践指南，化学工业出版社，2007；
指导教师签名： 日期：
2、导轨的选择：首先选择直线滚动导轨，因为它较直线滑动导轨有更好的导向精度、进给速度、定位精度。再根据受力方向、负荷大小等因素的影响选择合适的直线滚动导轨副的型号。
3、滚动丝杠副的选择：通过计算滚动丝杠受到的最大动载荷来选择合适的滚珠丝杠副的型号。
三、雕刻机控制系统设计
首先选择合适的单片机，再设计并绘制单片机接线的电路图，然后设计单片机与步进电机连接的电路并绘制电路图，最终实现利用单片机来控制三个步进电机的运转，从而完成雕刻机在各个方向的运动，达到利用单片机来控制三轴联动的目的。
应用于雕铣机的全数字数控系统的设计与实现的开题报告
应用于雕铣机的全数字数控系统的设计与实现的开题报告
一、选题背景
随着机器自动化技术的发展，数控技术已经成为现代机械制造业的基础技术，成为了生产力的重要组成部分。
在一些精密加工行业中，如航空航天、汽车、医疗设备等，雕铣机是很重要的加工设备之一，具有非常重要的地位。
在这种情况下，电子技
术的不断发展和数控技术的日益成熟，为雕铣机带来了更高效、更加自动化的控制方式，为提高加工效率、优化产品质量奠定了坚实的基础。
二、研究内容
本次研究旨在设计并实现一种全数字数控系统，该系统将应用于雕铣机上，通过对数控系统的研究，实现对雕铣机的高精度控制，成功实现对三轴位置控制的精确控制，并且实现对进给速度的控制，保证信号的稳定性，提高加工效率和加工精度，并且更能够适应不同的雕铣机操作，为企业提供更高效的雕铣机控制解决方案。
三、研究方法
本研究将以文献调查和实验研究相结合的方法进行，首先通过查阅大量的文献资料，了解当前数字数控系统的设计思想和实现方法，同时对常见的数字数控系统的性
能进行对比，分析其特点优缺点，为本次设计提供理论依据。
然后，选取合适的硬件
设备平台，搭建一套基于数字信号处理的数控系统，并进行实验验证。
通过对系统的
测试和优化，不断提高系统的可靠性和精度，最终实现对雕铣机的高精度控制。
四、预期成果
本次研究将设计实现一套完整的数字数控系统，适用于雕铣机控制，具有高精度、稳定性和可靠性等优点，并且可以适应不同的雕铣机型号。
同时，根据实验结果和分析，撰写一份详细的开发文档和实验报告，为数控系统的后续设计和改进提供参考依据。
数控机床的开题报告
数控机床的开题报告开题报告包括综述、关键技术、可行性分析和时间安排等四个方面。
不了解的同学也可以从这些方面下手。
论文题目：垂向数控滑台设计【英文】：Droopnumericalcontrolmachineslippery系部：机电与建筑工程学部专业：机械设计制造及其自动化姓名：鄢长雨学号：20XX03010413指导老师：范超毅20XX年4月3日1.选题的背景与意义1.1选题的背景制造业是国民经济各部门科学技术进步的基础，机械加工装备直接制约了机械零件的发展。
加工精度，产品质量，生产效率等一系列的因素都和机械加工装备有着直接联系。
而机械加工机床的不断发展也依赖于进给系统的不断发展，其中机械系统的稳定性，传动精度是机械零件制造的精度基础机床进给系统的多轴联动技术是机械零件多样性，复杂性的基础。
传动系统的速度与切削加工时的稳定性更是促进了生产效率的提高。
而机床技术的发展在很大程度上也依赖于制造业技术的进步，机械零件精度的不断提高。
工程材料的不断进步，计算机科学的不断发展。
水平控制滑台是数控机床的水平方向的进给传动系统连接滑台做走向进给运动的装置。
主要由传动装置(伺服电动机，齿轮、带或直连等方式连接丝杆)，滚珠丝杠螺母副，导轨与滑台三个主要部分组成。
机床在工作时，滑台运动控制x方向或者y方向的进给运动，使工件在所要求的方向进行切削加工。
因此，滑台部分是数控机床最主要的部分之一，在加工装备中也是最基础的部分。
本设计的主要任务：水平控制滑台的研究与设计。
1.2选题的意义水平控制滑台设计是全面地综合的运用有关专业课程的理论和实践知识进行机械传动系统设计的一次重要实践，通过该毕业设计，综合所学专业知识，熟练的利用机械设计的基本理论知识和数控技术有机床结构的有关知识，正确的解决了伺服电动机的同步带传动，滑台与导轨的定位与装配，滚珠丝杠螺母副的装配与承载等问题。
培养了分析问题与解决问题的能力，加深了对课本知识的理解，了解了机床的基本结构，强化了对CAD等计算机辅助制图软件的运用技能，并对设计实习有了一定的感性认识。
毕业论文开题报告__王飞
根据小刀具雕刻的基本特点，并结合当前制造业先进的高速铣削(HSM）理念，精雕科技提出了小刀具高速雕刻思想，主要目标是提高雕刻效率和雕刻精度,减少小刀具的磨损率，在实际加工中的表现为“高转速、快进给、小进给、匀切削、高效率”。此项技术是项整体的系统技术。精雕雕刻CAD/CAM软件独创的“等量切削”功能能够生成具有均匀切削用量的刀具路径,为高速雕刻的实现提供了最基本的技术保证。数控雕刻的特有的专业优势为“小刀其的快速铣削”，擅长做“常规大刀具无法加工的业务”.[宋天麟．数控机床及其使用与维修]
数控雕刻的特点：
与传统的数控加工比较，数控雕刻是高速铣削加工。高速铣削加工是种高转速、小进给和快走刀的加工方式，形象地称为“少吃快跑"的加工方式。有如下特点：
1。专业的数控雕刻加工工艺
以“等量切削”技术为核心的数控雕刻工艺，避免了加工吃刀量不均的问题，保证了产品精细度指标的实现，并降低了精细加工的断刀概率，提高了加工效率。
随着微电子技术和机电结合深度的发展，可不断提高产品附加值。雕刻机是一种典型的机电一体化设备，其总体发展是提高该产品在市场中的竞争能力。因此今后的发展将具体体现在以下几个主要方面：
1。自动化
降低使用的复杂程度，降低劳动强度，减少操作人员数量，减少辅助工作时间,减少人为干预，稳定生产过程，提高生产效率.
2.高速度
提高数控系统的插补运算和控制速度，高速度直接与高效率相联系。实现系统高速化，不仅要求计算机及软件有很高的信息处理速度，而且要求系统各运动部件和驱动控制具有高速响应的特征和响应速度的匹配性。
3。监测监控
通过实时测量反馈，提高系统的控制精度,保证工作质量。
4。计算机信息化
软件程序化系统是发展必然趋势.简化硬件结构，依靠和发挥软件技术优势,提高系统性能，降低成本，加快产品开发生产周期。
数控开题报告范文
数控开题报告范文数控开题报告范文摘要：本文旨在探讨数控技术在现代制造业中的应用及其发展前景。
通过对数控技术的介绍和分析，以及对数控机床的特点和优势的探讨，本文将阐述数控技术对制造业的促进作用，并展望其未来的发展趋势。
1. 引言数控技术是一种通过计算机控制机床运动的现代制造技术。
它不仅提高了制造效率和精度，还减少了人为因素对产品质量的影响，因此在制造业中得到广泛应用。
本文将从数控技术的发展历程、数控机床的特点和优势以及数控技术的应用领域等方面进行论述。
2. 数控技术的发展历程数控技术的起源可以追溯到20世纪40年代，当时美国的军事工业开始研究如何利用计算机控制机床进行精密加工。
随着计算机技术的发展，数控技术逐渐得到推广和应用。
目前，数控技术已经成为现代制造业的重要组成部分，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
3. 数控机床的特点和优势数控机床相比传统机床具有许多优势。
首先，数控机床具有高精度和稳定性，可以实现复杂零件的加工。
其次，数控机床具有较高的自动化程度，可以减少人力投入和劳动强度。
此外，数控机床还具有灵活性和可编程性，可以根据不同的加工需求进行调整和优化。
4. 数控技术的应用领域数控技术在各个行业都有广泛的应用。
在航空航天领域，数控技术可以用于制造飞机零部件和航天器。
在汽车制造领域，数控技术可以用于制造发动机和底盘等关键部件。
在机械加工领域，数控技术可以用于制造各种精密零件。
此外，数控技术还可以应用于电子、医疗器械等领域。
5. 数控技术的发展趋势随着科技的不断进步，数控技术也在不断发展和创新。
未来，数控技术将更加智能化和自动化。
例如，通过人工智能和大数据分析，数控机床可以实现自动调整和优化加工参数，提高加工效率和质量。
此外，虚拟现实和增强现实技术的应用也将进一步提升数控技术的使用体验和效果。
结论：数控技术作为一种现代制造技术，在提高制造效率和质量方面发挥了重要作用。
通过对数控技术的介绍和分析，本文阐述了数控技术的特点和优势以及其在不同领域的应用。
数控专业开题报告预期结果
数控专业开题报告预期结果数控专业开题报告预期结果引言：数控技术作为一门现代制造业中的重要技术，已经广泛应用于各个领域。
本文旨在探讨数控专业的开题报告预期结果，以期为该专业的学生提供一些参考和指导。
一、数控专业的背景和意义数控专业是现代制造业中的一项重要技术，它通过计算机控制机床进行加工，具有高精度、高效率、高稳定性等优点。
随着科技的不断进步和工业的发展，数控技术在各个领域的应用越来越广泛，对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。
二、数控专业的研究方向数控专业的研究方向主要包括数控系统、数控机床、数控编程、数控仿真等。
其中，数控系统是数控技术的核心，它负责对机床进行控制和监控；数控机床是数控技术的实体，它是实现数控加工的工具；数控编程是数控技术的重要环节，它通过编写程序来指导机床进行加工操作；数控仿真是数控技术的辅助手段，它可以通过计算机模拟机床的加工过程，提前发现问题并进行优化。
三、数控专业的研究内容数控专业的研究内容主要包括数控系统的设计与开发、数控机床的性能优化、数控编程的算法研究、数控仿真的建模与分析等。
通过对这些内容的研究，可以提高数控技术的效率和精度，进一步推动制造业的发展。
四、数控专业的研究方法数控专业的研究方法主要包括理论研究和实验研究两种。
理论研究通过对数控技术的原理和算法进行分析和推导，探索其中的规律和特点；实验研究则通过搭建实验平台，收集实验数据并进行分析，验证理论的正确性和可行性。
五、数控专业的研究成果数控专业的研究成果主要体现在学术论文、专利和实际应用等方面。
学术论文是研究成果的重要形式之一，通过发表论文可以向同行学者和学术界展示研究的成果和贡献；专利则是研究成果的法律保护形式，可以保护研究者的创新成果；实际应用则是研究成果的最终目标，通过将研究成果转化为实际生产力，为社会经济发展做出贡献。
六、数控专业的未来发展趋势数控技术作为一项前沿技术，其未来发展趋势仍然十分广阔。
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本科毕业设计(论文)开题报告课题名称: 数控雕刻机设计学院(系):年级专业: 08级机电3班学生姓名:指导教师:完成日期:数控雕刻机设计一、数控雕刻机概述数控雕刻机就是数控技术与雕刻工艺相结合的产物,就是一种专用的数控机床。
与通用的数控机床类似,数控雕刻机通过数控系统根据程序代码控制雕刻机动作,实现雕刻加工的自动化。
较传统的手工雕刻、仿形雕刻,数控雕刻具有生产效率高、加工精度高、成品率高、对零件的适应性强等显著优势;同时,借助于专用的雕刻CAD/CAM软件系统,加工控制程序的生成快捷、修改方便。
因此,数控雕刻机现已成为实现雕刻加工自动化、高效率、高精度的有效率手段,也就是当今雕刻机的发展主流,广泛应用于机械工业、广告传媒、日常消费以及建筑装演等众多领域。
根据研究对象与应用领域的不同,数控雕刻机可以分为模具雕刻机、木工雕刻机、广告雕刻机、激光雕刻机等多种类型。
她们的加工性能要求出入很大,对机床与数控系统的要求也各不相同。
如模具雕刻机的加工材料为金属,所以对机床本体的刚体要求较高,而且其加工对象就是模具,所以对加工系统的精度要求高;而广告机加工的就是一般塑胶板或有机玻璃等费金属材料,所以对机床刚性与加工系统的精度都没有很高要求。
但各类雕刻机都有一个共同特点,也就是数控雕刻机与普通数控机床的一个显著区别,就就是由于雕刻刀的特殊性,每次切削的有效成形面积小,所以雕刻的刀具运动轨迹很长,加工时间往往也较长。
因此,提高雕刻机的刀具运动速度对缩短零件雕刻时间、提高加工效率具有特别重要的意义。
按照伺服驱动控制的类型不同,数控雕刻机又可以分为步进驱动雕刻机与伺服驱动雕刻机。
步进驱动属于开环控制,控制精度较低,但价格便宜,适用于对加工要求不高的中低档雕刻机,如木工,广告业的雕刻加工。
伺服驱动控制精度高,但价格较贵,主要用于模具加工等高精度雕刻机。
此外,还可以根据运动坐标控制的联动轴数,将数控雕刻机分为三坐标数控雕刻机、五坐标雕刻机等。
三坐标数控雕刻机可以控制三个坐标联动,完成浮雕等常规雕刻加工;五坐标数控雕刻机可以联动控制X,Y,Z三个移动轴与两个旋转轴,用来完成复杂形状零件的雕刻加工。
二、我国数控雕刻机发展现状与发展趋势雕刻机就是由数控龙门铣床转型而来的,但近几年来在在我国发展非常迅速,相对于手工雕刻来说它就是科技发展的一次质变,它的出现给人们带来了巨大的方便,也给我们在工业上的的发展带来了很大的变化。
它的运用,大量节省了企业在产品制作上的时间,提高了雕刻工艺及工作效率,并且现在很多行业都受益于雕刻机。
2003年就是雕刻机在国内受到广泛关注的一年,那时候才陆续的有厂家转身雕刻机行业。
而如今,经过不足10年的发展,雕刻机已经被广泛运用于各行各业之中。
随着近年来我国制造业的迅速发展,数控雕刻机产业也获得了良好的发展机遇,有效地促进了我国数控雕刻机的生产与推广应用。
我国数控雕刻机起步经济型数控机床,随着数控技术的进步,进过十多年的发展,已形成了多个国品牌的雕刻机,如上海洛克公司生产的啄木鸟数控雕刻机、北京槽雕公司生产精雕数控雕刻机与南京科能公司生产的威克数控雕刻机等。
上述各类雕刻机机床本体结构比较简单,控制器大多借鉴国外新技术,采用基于高档的微控制或PC的数控系统,伺服部分以步进电机细分驱动为主,可获得中等控制精度,但价格比较便宜,因此整机的性价比高,适用于精度不太高的普及应用场合。
对高精度雕刻加工,目前我国尚以进口数控雕刻机为主,如意大利的左日本的全量等品牌的数控雕刻机。
这类数控雕刻机机床本体设计刚度好、精度高,采用伺服电机驱动,加工精度高,控制系统功能全,可靠性高,但价格昂贵,往往倍于国产产品,因此主要应用于模具等高精度加工场合。
数控雕刻机作为制造业一个有力工具,有着非常广阔的发展前景,随着计算机技术、机电技术、机械技术等各个科学技术的发展,数控雕刻机的功能将日益强大,性能将更趋稳定。
雕刻机发展趋势总结如下:(1)、更加精密控制部分与机械部分精度的提高将极大地提高雕刻系统的精度,控制部分将向闭环私服方向发展,通过反馈调整做到误差补偿,从而可以大幅度提高精度;机械部分将采用更高精度的滚珠丝杠与驱动电机,同时装配工艺的提高也将进一步提高系统的精度。
(2)、更加高效高性能运动控制技术如DSP技术、32为单片机等的发展,驱动电机性能提高,刀具性能提高,采用规范的软件开发技术等等,都将会推动数控雕刻系统向着高速、高效、高可靠性的方向发展。
(3)利用移动通讯技术与网络技术飞速的发展,数控雕刻机将朝着数值化、网路化的方向发展。
三、研究的基本内容,拟解决的主要问题1、本课题的主要研究内容1)数控雕刻机的总体设计,包括总体结构设计,运动方案、进给运动方案、道具方案等设计;2)数控雕刻机的机械系统的设计计算,包括主运动系统的设计计算、进给运动系统的设计计算等;3)数控雕刻机步进电机的选择;4)用三维设计软件设计有关零部件,并进行装配,生成二维图;5)基于三维软件的数控雕刻机的运动仿真。
2、拟解决的主要问题:1)首先就是结构形式的确定,选择合理的形式与尺寸。
数控雕刻机的设计重要的就是在满足设计要求的前提下实现结构的最简化、重量的最轻巧,因此设计的刚度、强度与稳定性计算就是设计研究的主要问题。
2)运行机构的设计中驱动方式、驱动轮的位置与轮距、电机制动器等的布置形式也就是研究的重要方面,直接影响到数控雕刻机的性能。
3)数控雕刻机装配图及其关键零件的绘制与运动仿真。
四、研究思路与方法1、根据设计要求与原始资料进行初步的计算:查找相关资料并阅读,并最终确定结构方案;2、设计并计算数控雕刻机机械部分的主要零部件,如传动部件、支撑部件、控制电机等。
3、利用Solidworks、Caxa软件绘制雕刻机的装配图以及重要零件图;4、利用三维设计软件进行运动仿真;五、设计方案1、雕刻机总体布局的基本要求有一下几点:1)、首先必须满足如加工范围、工作精度、生产率与经济性等等各种要求;2)、确保实现既定工艺方法所要求的工件与刀具的相对位置与相对运动。
在经济合理的条件下,尽量采用较短的传动链,以简化机构,提高传动精度与传动效率;3)、确保雕刻机具有与所要求的加工精度相适应的刚度、抗振性、热变形及噪音水平;4)、应便于观察加工过程,便于操作、调整与维修,便于输送、装卸工件与清理,注意防护,确保安全;5)、结构简单,合理可靠,便于加工与装配。
2、数控雕刻机基本机械结构设计考虑到降低雕刻机的制造成本,我们采用了结构简单且刚性较好的龙门式布局,如下图图所示。
主要结构有底座、导轨、龙门架、工作台与主轴组件等部分。
2块厚的L形铝板底部与y轴滑块固定作为立柱,2块铝板的上部也用铝板连接起到稳定作用。
y 轴圆柱导轨的两端分别安装在底部前板与底部后板的安装孔中,起到支撑龙门架与y轴导向作用。
X轴圆柱导轨安装在两立柱上的安装孔中,起到横梁支撑与X轴导向作用。
X 轴滑块连接Z轴上下板,与Z轴圆柱导轨及Z 轴滑块一起构成Z 轴机构。
各轴的进给运动均采用步进电动机驱动滚珠丝杠副的方式。
3、雕刻机运动分配工作表面形成方法及运动相同,而雕刻机的运动分配不同,雕刻机的布局也会不同。
对于同一种运动分配的布局,由于导轨的布置与其她结构形式的不同,也将使雕刻机的布局出现变化。
在分配雕刻机运动时,一般应注意一下几点:1)、移动部件的重量应尽量轻。
在其它条件相同的情况下,移动部件的重量越小,所需电机功率与传动件的尺寸也越小;2)、应有利于提高加工精度;3)、应有利于提高雕刻机刚度,缩小占地面积;4)、工件的尺寸重量与形状的影响工件的表面形成运动及雕刻机部件的运动分配基本相同,而工件尺寸、重量与形状不同,雕刻机的布局也会有很大差异。
另外,还应该考虑雕刻机性能要求的影响,如振动、噪声、热变形、刚度与抗振性,操纵方便的影响,模块化设计法的影响等。
通过查阅相关的文献资料,雕刻机基本布局形式通常有下图所示的两种方案:这两种布局都采用龙门式框架结构,雕刻机的刚度均较高。
布局(1)方案中,工作台固定,雕刻头作横向与上下移动,立柱作纵向移动。
该方案便于变形为不同纵向长度的雕刻机。
由于工作台不动,承载能力好,适合加工较重的工件。
在使用外伸支架支撑纵向长工件进行批量加工时,支点高度相同,故支架支撑调整方便。
但雕刻头运动精度较难保证且立柱移动较笨重。
布局(2)方案中,立柱固定,雕刻头作横向与上下移动,工作台作纵向移动。
承载能力较布局(1)方案差。
若设计所承载的工件较轻,这种布局方式所需电动机功率与传动件的尺寸较小,移动较轻便。
在使用外伸支架支撑纵向长工件进行批量加工时,支点高度相同,故支架支撑调整方便,但支架结构较布局(1)方案略显复杂。
该方案的最大优势在于雕刻头运动精度较易保证。
经以上比较,充分考虑到布局的基本要求、影响布局的基本因素及三坐标数控雕刻机的设计参数,可采用布局(2)的方案。
4、坐标系的确定雕刻机的坐标采用右手法则,直角卡迪尔坐标系统。
基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标,对相应每一个旋转运动符号为A、B、C,如下图所示。
Z轴为平行于雕刻机主轴的坐标轴,垂直于工件装夹面。
5、三维雕刻机的机械机构该三维雕刻机的机械几何结构由以下几部分组成:1)、底座部分作为整机的基础,承担整个机体的重量,要求稳定坚固。
底座由底下的四只支脚与地面接触;2)、工作台部分工作台部分由工作台、y方向的丝杠与导轨,以及支架组成,工作台作为雕刻机承载雕刻物体的部分,表面有工形沟槽,由丝杠驱动;3)、横梁部分横梁有x方向的丝杠与导轨,以及支架组成。
横梁承载机头的重量,驱动机头动,容量弯曲变形,在结构仿真与仿真中就是重要的分析对象;4)、机头部分机头部分由主轴组件,z方向的丝杠与导轨,以及支架组成。
丝杠驱动主轴的上下运动,主轴组件在加工过程中直接带动雕刻机的高速旋转运动。
6、机械结构的参数化建模与简化雕刻机机械结构的参数化建模主要在SolidWorks中进行,这样可以很方便地根据优化结果对模型进行修改。
通常在有限元分析前,还需要对模型进行适当的简化。
这就是因为当零件或装配设计本身较为复杂时,建立的模型就包含很多细节,在分析结构的不同特性时,某些细节并不需要考虑。
如果不进行简化,对这些细节也进行分析计算,会导致分析计算量大而占用太大的存储空间或增加计算中出错的几率。
另外,由于分析结果中这些细节部位的变形量与应力较大,使得某些部位的变形量显示不出来,掩盖了真正要关心问题。
因此,对要分析的模型进行适当的简化就是优化过程中的重要一步。
模型的简化方案应建立在仿真分析内容的基础上,不同的问题简化的内容应有所不同。
七、主要参考文献[1] 《机械设计手册》编委会,北京:机械工业出版社,2004;[2] 赵松年,张奇鹏,机电一体化机械系统设计,北京:机械工业出版社,1996;[3] 赵松年,戴志义,机电一体化数控系统设计,北京:机械工业出版社,1994;[4] 宋天麟,数控机床及其应用与维修,东南大学出版社,2003;[5]刘雄伟,数控加工理论与编程技术-2,北京:机械工业出版社,1994;[6]谭建成,机电控制专用集成电路,北京:机械工业出版社,2002;[7] 张新义,经济型数控机床系统设计,北京:机械工业出版社,1994;[8] 王爱玲,现代数控机床结构与设计,兵器工业出版社,1994;[9] 蔡厚道等,数控机床构造,北京理工大学出版社,2007;[10] 文怀兴,数控铣床设计,化学工业出版社,2001;[11] 刘仁家等,机械设计常用元器件手册,北京:机械工业出版社,1994[12] 许立忠,机械设计,中国标准出版社,第一版;[13] 王先逵,机械制造工艺学,北京:机械工业出版社,第二版;[14] H odd D、 Morton、 Embedded Microcontrollers、 Pearson Education North Asia Limited,2001;[15] Geg Paul,New Processors Transform control,Mechanical Engineering,1997、4。