水钻磨抛机毕业设计(论文)开题报告1
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同时，国内的水钻生产主要以江浙沪地区居多，但技术水平与生产方式远不如国外；甚至，对于不同的工位磨削，抛光，对接等，如将水钻柸料已加工的以粘接到另一夹具的顶针上已经行另一表面的加工时，夹具移动后的定位误差增大；加工过程中的磨轮的磨损会降低加工尺寸的不可控性及精度；均采用人工搬运，劳动力密集而且效率低下；
同时，磨抛机中的对接部分也是较难把握的一环，它需要两幅针排精确对接并伴有相向运动，而且一次参与对接动作的水钻数目较多，极易因水钻加工尺寸的参差不齐而对接不牢产生粘连不稳。所以这对定位，工艺及控制都是难点。如果能在对接工位上做出改进将会是磨抛机本身的长足的进步。
二、课题研究现状及发展趋势
水钻磨抛的技术方面在国外已经有了比较完整的技术手段和流水线，可以说是远超过我国。而在国内，对与这方面的研究还处在较基础的水平上。目前主流的精密的水钻加工设备还是依赖进口。没有自己独特的技术和知识产权，生产水平低下，生产出来的水晶质量差，有些厂家还不能达到营利的水品，使我们国家的在水晶这个市场中缺乏竞争力。
主要技术指标：
1.针排规格（详见零件图）：长度：650mm；重量：10Kg；珠坯尺寸：f3.5~f8 mm；
2.生产节拍：20s/一个节拍；
3.工作方式：自动；
4.针排定位面距离工作台高度为560mm；
5.两针排面对面布置，中心间距离约为400mm；
四、预计的研究难点
1.对接时两列针排定位精度需要达到一定的标准，从而在对接的过程中，可以保证对接良好，提高加工尺寸精度；同时，无水钻脱落。
5.为了精确而且定点的控制气缸的行程与启停位置，可以通过使用限位开关来实现；当气缸内活塞达到限位开关位置时，触发开关通过plc等控制程序，使活塞停止或者运行。此种方式较为传统可靠。
研究目标：
1.1.对全自动水钻磨抛机的对接部分整体机构与框架有认识与了解，与同组其他设计者有良好的交流，让自己的设计方案能与其他人相融合及配合。
毕业设计（论文）开题报告
学院机电工程与自动化
专业
学号
姓名
指导教师
日期二○一二年三月
课题名称
课题来源
一、课题背景及意义
当然作为应对，全自动的生产方式是解决这种高需求的方式以及必经途径之一。目前看来，市面上已有较多的半自动乃至全自动的磨抛机，但生产节奏的的提升与生产质量的提高主要还是要依赖于机械结构的稳定，控制方案的改进；一个产品大的进步与质的提升，都会历经无数次的再设计与改良。本文就是对全自动水钻磨抛机的对接部分，进行设计改进，期望能对提高生产效益有一定的益处。该抛磨机的设计与研究旨在提高公司的生产效率，提升产品的质量，减少人工，为水钻公司带来丰厚的福利，促进我国在这方面的技术巩固。
五、创新点
1 .考虑到垂直方向对接时，夹具以及针排共同经历多次翻转，动力源增多，运动较为复杂，定位精度降低；因此对接部分采取水平对接的方式，运动简洁。
六、进度计划
七、资料来源
指导教师意见：（对课题的认可意见）
指导教师:
2012年3月30日
系（教研室）审查意见：
系（教研室）负责人：
2012年4月3日
教务处制
2.
3.2.具体的每部分组件，如针排组件，夹具，清刷组件以及各个直线气缸的设计，用三维建模软件会出，并且要求机械结构合理，机械传动无干涉，建模过程中午报错现象；其各个尺寸的大小，要经过具体的参数校核计算，只有这样才能从实际出发，才能为纠正机械设计结构方面的不合理现象提供依据：如，带动夹具以及针排翻转的转动轴等等；一些部件可以通过现有的选型如菲斯通品牌的直线气缸，米思米品牌的精密机械等等，确定合适的型号，通过其现有的尺寸数据实现其三维模型的再现。同时，并与其它部分设计者交集部分能配合好，无尺寸出入。
2.对于“死针”的情况出现，即由于带动顶针自传的蜗轮在被蜗杆驱动的过程中容易卡死甚至磨坏或损坏，导致无法自传而水钻就会出现漏加工平面导致水钻尺寸误差较大，对接时，水钻处于半粘连于顶针的状态。检测这种情况的出现的方案及设备为研究难点。
3.由于一次对接的水钻数目较多，又有加工尺寸误差的存在，在一边加热一边风冷的工序中，其对于升降温的控制流程与方案要无误可靠。
4.
5.3.三维模型模型仅仅是作为一种参考或示意，即使它比较直观，但是标准的工程图仍是人们交流的最终也是最科学的方法。将自己设计的零部件部分的工程图通过三维软件导出，并严格按照工程图的规格来执行；整体的对接部分，也要出一张标准的工程图。要自我要求较高，使做出的工程图能达到工厂加工的水准。
4.以上都是机械零件、机械机构、机械传动、等方面的设计目标，测量传感器同时也是重要而决定性的一环，他是整个设计的灵魂。如对气缸选型后，就有对每个不同的型号配对有限位开关，以检测活塞的位置，给出其停动的信号。
3.清刷组件：此组件是为了清除针排上多余的粘结粉料而特地准备的一道工序。首先，气缸等组件向外翻转90度；（也可以使用旋转气缸驱动其中心轴转动，但因成本太高所以此种方法不讨论）然后工作平面向下垂直运动针排与滚刷接触。
4动力源的选择：设计中直线气缸将作为主要的驱动源，直线气缸结构原理较为简单，通常实现两点间的往复运动。
国外对于水钻的是采用机械手的工作原理：员工只需把水钻夹具装入机械手，该机械手接到输入指令后将自动完成以系列加工动作。并且在装卸夹具过程中不用使机械待机。始终将设备保持在运行状态。较传统设备大大提高了生产效率。
美国微电脑集成模块控制电路，采用四轴同时循环工作和单轴分开工作的可选择性使用，高精自动检测定位系统并集研磨与抛光于一体一次完成。采用微电脑数字化可编程系统来识别功能控制自动切换单轴，双轴，三轴，四轴同时工作达到省时省电省水的目的，从而达到高效率高精度底能耗的有效全自动水钻设备。
目前对水钻加工设备的研究主要分：加工设备的研究和对加工的便捷性的研究两个方面。对设备的研究上，国内还是采取仿制国外先进设备的方法，这样做一方面可以提高水钻的产量和质量，另一方面可以减少研发成本。
三、研究内容及研究目标
研究内容：
课题主要内容是设计对接部件，其任务就是将完成一个面磨抛加工的珠坯对接至另一个针排，从而继续完成另一个面的磨抛加工。主要包括如下方面：
1.针排定位组件：采用XY两方向L型板式的平面定位方式，将针排组件靠在L型板的直立处，并通过气缸夹具定位。。
同时，针的自传通过步进电机带动蜗轮蜗杆机构传动而来。
2.移动组件：主要的移动组件有，针排对接时的相向移动，为了便于刷粉而使针排向外翻转并垂直向下移动。动力源考虑到有电机，液压杆，气缸等。但电机成本较高；同时液压缸较为笨重庞大，成本投入较高。而且移动行程多为两点式，因此考虑均使用气缸来实现动力，即水平与垂直气缸。
同时，磨抛机中的对接部分也是较难把握的一环，它需要两幅针排精确对接并伴有相向运动，而且一次参与对接动作的水钻数目较多，极易因水钻加工尺寸的参差不齐而对接不牢产生粘连不稳。所以这对定位，工艺及控制都是难点。如果能在对接工位上做出改进将会是磨抛机本身的长足的进步。
二、课题研究现状及发展趋势
水钻磨抛的技术方面在国外已经有了比较完整的技术手段和流水线，可以说是远超过我国。而在国内，对与这方面的研究还处在较基础的水平上。目前主流的精密的水钻加工设备还是依赖进口。没有自己独特的技术和知识产权，生产水平低下，生产出来的水晶质量差，有些厂家还不能达到营利的水品，使我们国家的在水晶这个市场中缺乏竞争力。
主要技术指标：
1.针排规格（详见零件图）：长度：650mm；重量：10Kg；珠坯尺寸：f3.5~f8 mm；
2.生产节拍：20s/一个节拍；
3.工作方式：自动；
4.针排定位面距离工作台高度为560mm；
5.两针排面对面布置，中心间距离约为400mm；
四、预计的研究难点
1.对接时两列针排定位精度需要达到一定的标准，从而在对接的过程中，可以保证对接良好，提高加工尺寸精度；同时，无水钻脱落。
5.为了精确而且定点的控制气缸的行程与启停位置，可以通过使用限位开关来实现；当气缸内活塞达到限位开关位置时，触发开关通过plc等控制程序，使活塞停止或者运行。此种方式较为传统可靠。
研究目标：
1.1.对全自动水钻磨抛机的对接部分整体机构与框架有认识与了解，与同组其他设计者有良好的交流，让自己的设计方案能与其他人相融合及配合。
毕业设计（论文）开题报告
学院机电工程与自动化
专业
学号
姓名
指导教师
日期二○一二年三月
课题名称
课题来源
一、课题背景及意义
当然作为应对，全自动的生产方式是解决这种高需求的方式以及必经途径之一。目前看来，市面上已有较多的半自动乃至全自动的磨抛机，但生产节奏的的提升与生产质量的提高主要还是要依赖于机械结构的稳定，控制方案的改进；一个产品大的进步与质的提升，都会历经无数次的再设计与改良。本文就是对全自动水钻磨抛机的对接部分，进行设计改进，期望能对提高生产效益有一定的益处。该抛磨机的设计与研究旨在提高公司的生产效率，提升产品的质量，减少人工，为水钻公司带来丰厚的福利，促进我国在这方面的技术巩固。
五、创新点
1 .考虑到垂直方向对接时，夹具以及针排共同经历多次翻转，动力源增多，运动较为复杂，定位精度降低；因此对接部分采取水平对接的方式，运动简洁。
六、进度计划
七、资料来源
指导教师意见：（对课题的认可意见）
指导教师:
2012年3月30日
系（教研室）审查意见：
系（教研室）负责人：
2012年4月3日
教务处制
2.
3.2.具体的每部分组件，如针排组件，夹具，清刷组件以及各个直线气缸的设计，用三维建模软件会出，并且要求机械结构合理，机械传动无干涉，建模过程中午报错现象；其各个尺寸的大小，要经过具体的参数校核计算，只有这样才能从实际出发，才能为纠正机械设计结构方面的不合理现象提供依据：如，带动夹具以及针排翻转的转动轴等等；一些部件可以通过现有的选型如菲斯通品牌的直线气缸，米思米品牌的精密机械等等，确定合适的型号，通过其现有的尺寸数据实现其三维模型的再现。同时，并与其它部分设计者交集部分能配合好，无尺寸出入。
2.对于“死针”的情况出现，即由于带动顶针自传的蜗轮在被蜗杆驱动的过程中容易卡死甚至磨坏或损坏，导致无法自传而水钻就会出现漏加工平面导致水钻尺寸误差较大，对接时，水钻处于半粘连于顶针的状态。检测这种情况的出现的方案及设备为研究难点。
3.由于一次对接的水钻数目较多，又有加工尺寸误差的存在，在一边加热一边风冷的工序中，其对于升降温的控制流程与方案要无误可靠。
4.
5.3.三维模型模型仅仅是作为一种参考或示意，即使它比较直观，但是标准的工程图仍是人们交流的最终也是最科学的方法。将自己设计的零部件部分的工程图通过三维软件导出，并严格按照工程图的规格来执行；整体的对接部分，也要出一张标准的工程图。要自我要求较高，使做出的工程图能达到工厂加工的水准。
4.以上都是机械零件、机械机构、机械传动、等方面的设计目标，测量传感器同时也是重要而决定性的一环，他是整个设计的灵魂。如对气缸选型后，就有对每个不同的型号配对有限位开关，以检测活塞的位置，给出其停动的信号。
3.清刷组件：此组件是为了清除针排上多余的粘结粉料而特地准备的一道工序。首先，气缸等组件向外翻转90度；（也可以使用旋转气缸驱动其中心轴转动，但因成本太高所以此种方法不讨论）然后工作平面向下垂直运动针排与滚刷接触。
4动力源的选择：设计中直线气缸将作为主要的驱动源，直线气缸结构原理较为简单，通常实现两点间的往复运动。
国外对于水钻的是采用机械手的工作原理：员工只需把水钻夹具装入机械手，该机械手接到输入指令后将自动完成以系列加工动作。并且在装卸夹具过程中不用使机械待机。始终将设备保持在运行状态。较传统设备大大提高了生产效率。
美国微电脑集成模块控制电路，采用四轴同时循环工作和单轴分开工作的可选择性使用，高精自动检测定位系统并集研磨与抛光于一体一次完成。采用微电脑数字化可编程系统来识别功能控制自动切换单轴，双轴，三轴，四轴同时工作达到省时省电省水的目的，从而达到高效率高精度底能耗的有效全自动水钻设备。
目前对水钻加工设备的研究主要分：加工设备的研究和对加工的便捷性的研究两个方面。对设备的研究上，国内还是采取仿制国外先进设备的方法，这样做一方面可以提高水钻的产量和质量，另一方面可以减少研发成本。
三、研究内容及研究目标
研究内容：
课题主要内容是设计对接部件，其任务就是将完成一个面磨抛加工的珠坯对接至另一个针排，从而继续完成另一个面的磨抛加工。主要包括如下方面：
1.针排定位组件：采用XY两方向L型板式的平面定位方式，将针排组件靠在L型板的直立处，并通过气缸夹具定位。。
同时，针的自传通过步进电机带动蜗轮蜗杆机构传动而来。
2.移动组件：主要的移动组件有，针排对接时的相向移动，为了便于刷粉而使针排向外翻转并垂直向下移动。动力源考虑到有电机，液压杆，气缸等。但电机成本较高；同时液压缸较为笨重庞大，成本投入较高。而且移动行程多为两点式，因此考虑均使用气缸来实现动力，即水平与垂直气缸。