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本科畢業(yè)論文(設計)開題報告 論 文 題 目： 機械設備表面標識雕刻機設計學 院：  畢業(yè)論文（設計）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 （設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設計）題目及研究領域； 2. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）； 3. 本論文（設計）預期取得的成果。三、論文（設計）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； 2. 論文（設計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述 學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調(diào)研、實驗或實習的基礎上遞交相關的報告。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。 五、其他要求 1. 開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過； 3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設計）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)一格式打印）。 3 一、選題依據(jù) 1、研究領域 本次畢業(yè)設計主要研究對象集中在機械設計、傳動設計等領域，還涉及到數(shù)控領域的數(shù)控技術，程序編制等內(nèi)容。 2、論文（設計）工作的理論意義和應用價值 傳統(tǒng)的工業(yè)零部件標記打印一般多采用字模沖壓、電化學腐蝕、電火花加工等。但是這些方法效率低、不美觀、防偽性差，很難達到同一規(guī)格，所以廢品率極高，尤其難以適應現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。 激光打印技術，雖然較好地克服了傳統(tǒng)工藝的很多缺點，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)的實際需要，除特殊材料如金剛石、硬質(zhì)合金或對打印深度無特別要求的場合外，未能得到普及推廣。 為彌補上述方法的不足，適應現(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)標記打印工藝—氣動標記打印工藝。 根據(jù)所要標記圖形或字符的軌跡，經(jīng)過計算機中控制程序的處理，生成控制脈沖信號，由計算機接口傳輸?shù)娇刂葡?，X, Y 方向的控制信號分別控制 X、Y 方向執(zhí)行機構的動作，從而控制打印頭在 X-Y 平面內(nèi)按一定的軌跡運動，同時受輪廓控制的 Z 方向執(zhí)行機構在標記輪廓的過程中做高頻開關動作，從而實現(xiàn)打印頭在壓縮空氣作用下的高頻微沖擊運動，在工件表面打印出在計算機中所繪制的圖形和字符標記。 氣動打標機有著精度高、打標深度深、成本低、打標速度快，可適應多種材料上的打標，并可方便的由計算機控制打印各種圖形等優(yōu)點，在打標行業(yè)中有著其他種打標方法不可比擬的優(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機；1984 年 法國TECHNIFOR 公司研制出全球第一臺手持式氣動打標機；1997 年重慶捷達公司從加拿大引進打標機系統(tǒng)，并在國內(nèi)開始生產(chǎn)組裝。重慶是最早氣動打標機生產(chǎn)基地，也是國內(nèi)氣動打標機的發(fā)源地，在重慶經(jīng)銷打標機的企業(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)是打標機經(jīng)銷商和貼牌商。最早氣動打標機主要應用于發(fā)動機、活賽、摩托車車架、汽車大梁等。 氣動打標機發(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)領域進行更深探索的廠商比比皆是，如加拿大的伊斯沃（EASTWARD）公司，上海的子林機電設備有限公司，重慶的恒偉公司等。從整體上講，氣動打標機的組成結構分為上位機和下位機及執(zhí)行機構三部分，上位機是圖形編輯和指令形成部分，下位機是脈沖形成和打印控制部分，驅動步進電機，執(zhí)行機構就是包括步進電機、操作臺位置信號回饋裝置等。其組成如下圖所示： 上位機系統(tǒng) （應用程序） 下位機系統(tǒng) （單片機控制） 執(zhí)行機構 圖 1.系統(tǒng)結構圖 按照分類來講，一般的將氣動標記打印機分為平面刻印和旋轉刻印兩種。 平面標記打印是較普通的標記打印，通常標記打印是在 x-y 平面上進行的，分別控制 x 方向和 y 方向的兩臺步進電機，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動，打印的工件是平面的；旋轉標記打印機就是將平面打印中的一個軸進行轉動，而不是沿著該軸的正負方向運動，另一個軸如同平面標記打印 機中的一樣，沿軸的正負方向運動，打印的工件是一個曲面。另外，打印機的操作臺也存在一些區(qū)別：平面標記打印機的操作臺是一個平面，而旋轉標記打印機的操作臺上有一個轉軸。 現(xiàn)代加工技術的飛速發(fā)展對工業(yè)標記技術提出了更高的要求，設計出數(shù)字化、自動化、多功能、高效率、操作方便的氣動打標機設備是現(xiàn)代化生產(chǎn)線的新需求。當前， 國內(nèi)外氣動打標技術的發(fā)展主要有以下三個方向: （1）數(shù)字化、自動化 20 世紀 80 年代以來，氣動打標機的數(shù)字化和自動化成為這一領域的研究熱點。近年來，隨著傳感技術、電子技術、自動控制技術、計算機技術的發(fā)展，現(xiàn)代的打標機己經(jīng)進入了計算機控制為主的時代。 數(shù)字化自動化的具體表現(xiàn)有:打標過程實時監(jiān)控和打標工件運行過程的監(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在打標機系統(tǒng)中的應用;能夠實時自動地修改和處理任意復雜的圖形和字符。加拿大的伊斯沃精密機械有限公司是中國最大的標記設備服務商，它旗下的標識機在自動化方面優(yōu)勢極強。 (2)多功能、集成化 在現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境下，打標機不僅要能夠進行單一形式的打標，還要實現(xiàn)功能多樣化。例如:打標機既要能夠打印標準字庫中的字符，還要能夠打印用戶自行設計的字符圖樣，并且還能夠在一定程度上對點陣字符的打印軌跡進行優(yōu)化。傳統(tǒng)的點陣打印是按照逐行或逐列掃描的順序進行的，這樣做電機的無效行程就較多，效率較低。如果能夠將點陣字符軌跡進行優(yōu)化，那么將獲得較高的打印效率。這是打標機發(fā)展的一個重要方向。 同時由于在上世紀 80 年代 ARM 芯片的出現(xiàn)，嵌入式技術得到了充分的發(fā)展，越來越多的公司將嵌入式系統(tǒng)技術引入到打標機控制系統(tǒng)中來，開發(fā)出適應現(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，使得打標機體積不斷減小， 功能越來越強大，集成化越來越高。近年來還出現(xiàn)了手持式氣動打標機，這正是氣動打標機未來向著集成化方向發(fā)展的具體體現(xiàn)。武漢銘陽激光技術有限公司的 MYQD-D600 型多功能氣動打標機已經(jīng)證實打標機的多功能、集成化正在成為現(xiàn)實。(3)結構簡單化、操作界面人性化 隨著打標機集成化的提高，很多功能將集中在少數(shù)幾個模塊中實現(xiàn)，氣動打標機的結構也就相對變得越來越簡單。 簡單化不僅僅體現(xiàn)在硬件的結構方面，同時也體現(xiàn)在軟件方面，窗口式的操作程序、觸摸屏等技術使打標機的各種操作更清楚更容易掌握，這也是當前氣動打標機技術發(fā)展的一個方向。而且，針對當前中國龐大的市場，各大打標機生產(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)符合國人操作習慣的操作界面。上海萬木春機電設備有限公司的打標機軟件系統(tǒng)可以在 WIN98、WIN2000、WINME、XP 等系統(tǒng)下運行，可導入 CAD 等矢量圖形，全中文提示操作界面，其旗下的 WM6-AT 氣動打標機操作非常人性化。 4 二、論文（設計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題 氣動打印機的傳動設計 （1） 傳動結構設計 （2） 導軌樣式型號的選擇 （3） 步進電機的選擇 （4） 滾珠絲杠的選擇 2.擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路） 1. 緒論 1.1 機械設備表面標識雕刻機設計的背景意義 1.2 氣動標識雕刻機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.3 本課題所要研究的主要內(nèi)容 2. 氣動標識雕刻機的整體結構設計、組成與工作原理 2.1 整體機構的簡述 2.2 整體機構組成圖 2.3 氣動標識雕刻機的組成 2.4 氣動標識雕刻機的工作原理 3. 氣動標識雕刻機的傳動系統(tǒng)設計 3.1 氣動標識雕刻機的機構運動簡圖 3.2 步進電機的選擇 3.3 導軌的設計 3.4 滾珠絲杠螺母副的設計 3.5 同步帶輪的設計 4. 氣動標識雕刻機的氣動系統(tǒng)設計 4.1 氣動系統(tǒng)的簡述 4.2 氣動系統(tǒng)原理圖設計 5. 氣動標識雕刻機打字程序的數(shù)控編制 5.1 數(shù)控技術的簡述 5.2 編程實例6.結論 3.本論文（設計）預期取得的成果 本次畢業(yè)設計主要是設計一臺氣動打標機，希望通過本次設計深入了解機械設備表面標識雕刻機領域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并在設計的過程中總結經(jīng)驗，完成一篇論文及相關圖紙。 三、論文（設計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）； （1） 查閱相關資料，了解設計內(nèi)容 （2） 完成開題報告，總體方案 （3） 完成機構設計 （4） 對方案進行修改 （5） 繪制圖紙 （6） 撰寫說明書，翻譯外文文獻 （7） 完善各項目內(nèi)容，準備答辯2.論文（設計）進度計劃 第 1-2 周：查閱相關文獻并閱讀。第 3 周: 撰寫文獻綜述及開題報告。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：進行步進電機的選擇。 第 7 周：進行導軌的設計。 第 8 周：滾珠絲杠螺母副的設計。 第 9 周：同步帶輪的設計。 第 10 周：氣動系統(tǒng)的設計。 第 11 周：數(shù)控編程實例。 第 12 周：完成電腦繪圖。 第 13 周：翻譯外文文獻。 第 14 周：撰寫說明書。 第 15 周：提交畢業(yè)設計并準備答辯。 第 16 周：完善并檢查，準備畢業(yè)答辯。 、需要閱讀的參考文獻 [1] 路建萍,李小寧,孫靜.全自動氣動打標機的控制系統(tǒng)開發(fā)[J].中國制造業(yè)信息化，2007-10,36(19)：52-53. 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