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數(shù)控磨削加工中砂輪磨損量的檢測方法
數(shù)控磨床在工件磨削過程中，不可避免的會產(chǎn)生砂輪的磨損現(xiàn)象，為了保證加工精度，需要及時地對砂輪的直徑變化或磨損量進行檢測。由于磨削加工是一種高精度的加工方法，限于較高測量精度的要求，目前還難以直接對砂輪的直徑進行精密的在線測量。同樣，由于砂輪表面砂粒的影響，對于砂輪磨損量的高精度檢測也是一件困難的事情。因此，目前在數(shù)控磨床上還難以實現(xiàn)砂輪磨損的自動補償。針對這種情況，本文結(jié)合數(shù)控曲軸磨削加工的研究，提出了一種基于聲發(fā)射檢測技術(shù)的砂輪磨損測量及誤差補償?shù)姆椒?。即利用安裝在砂輪架上的聲發(fā)射傳感器，測量砂輪相對于機床某一基準的相對位置，通過測量該相對位置的變化，間接地檢測砂輪的磨損量,并將測量結(jié)果反饋至數(shù)控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)砂輪磨損的自動補償。
1 砂輪磨損量的檢測方法
考慮到砂輪表面砂粒的影響以及加工環(huán)境的影響，采用激光測量等方法均難以實現(xiàn)砂輪磨損量的在線檢測。近幾年在磨削狀態(tài)監(jiān)控中，聲發(fā)射技術(shù)已成為廣泛采用的一種方法〔1〕。切削過程中的聲發(fā)射是重要的切削現(xiàn)象之一，所謂聲發(fā)射現(xiàn)象是固體材料由于結(jié)構(gòu)變化引起應(yīng)變能的快速釋放而產(chǎn)生的彈性波，簡稱AE(Acoustic Emission)。在磨削加工中，當磨削加工處于一種穩(wěn)定狀態(tài)時，AE信號并不發(fā)生變化。只有當磨削狀態(tài)發(fā)生變化時，聲發(fā)射信號才隨之發(fā)生變化。當砂輪與工件相靠近時，砂輪會有高頻聲發(fā)射信號產(chǎn)生，安裝在砂輪架上的聲發(fā)射傳感器信號會明顯增強，通過試驗研究可以確定一個閾值，根據(jù)該閾值可以確定砂輪與工件的相對位置?；谠撛?，考慮將聲發(fā)射傳感器安裝在砂輪架上，用于測量砂輪磨削過程中的聲發(fā)射信號。金剛石筆作為砂輪定位的基準，安裝在磨床床身的某一位置，當需要測量砂輪的磨損量時，數(shù)控系統(tǒng)控制砂輪靠近金剛石筆，當砂輪接近金剛石筆時，聲發(fā)射信號增強，通過試驗研究，可以確定一個判定砂輪與金剛石筆相對位置的閾值。當聲發(fā)射信號超過預(yù)先設(shè)置的閾值時，由聲發(fā)射信號處理裝置向數(shù)控系統(tǒng)的PLC發(fā)出開關(guān)量信號，機床數(shù)控系統(tǒng)則記錄下當前砂輪的位置，并將砂輪的當前位置與以前的位置相比較，計算出砂輪磨損量的補償值。進一步通過數(shù)控軟件在數(shù)控系統(tǒng)中實現(xiàn)砂輪磨損的自動補償。上述方法是否可行，主要取決于能否找到一個能夠準確判斷金剛石筆與砂輪相對位置的閾值，當砂輪沒有磨損時，利用該閾值判斷的金剛石筆與砂輪相對位置不應(yīng)發(fā)生變化或具有很小的位置測量誤差。為了說明這一問題，對砂輪磨損量對加工誤差的影響b(以此確定位置測量的允許誤差)以及所提出方法的位置測量精度進行了試驗研究。
2 試驗研究
為了確定聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于砂輪磨損量測量的測量精度，我們在瑞士Studer精密萬能外圓磨床上進行了試驗研究。試驗時，將金剛石修整筆固定在磨床尾架上，砂輪的最小進給量1μm，砂輪粒度為80、中軟、紅剛玉、直徑300mm，砂輪線速度為45m/s，頭架轉(zhuǎn)速為50r/min。聲發(fā)射信號監(jiān)測系統(tǒng)選用美國許密特工業(yè)公司的L—4200—4型聲發(fā)射控制機，其聲發(fā)射信號工作頻率范圍為50kHz~950kHz，響應(yīng)時間小于1ms。試驗時，首先控制砂輪的進給運動，使其靠近金剛石修整筆，并在聲發(fā)射控制機上設(shè)置一個閾值。然后將砂輪分別以5μm、10μm、15μm、20μm作為砂輪退刀量退回砂輪，再重新控制砂輪緩慢進給，靠近金剛石修整筆，直到聲發(fā)射控制機監(jiān)控屏幕上顯示達到閾值，立即停止砂輪的進給，記錄各次的進給量。以上試驗過程不斷重復(fù)，從而測量出聲發(fā)射傳感器測量金剛石修整筆與砂輪相對位置的重復(fù)測量精度。表1給出了試驗結(jié)果。由表1可知，誤差值在-5~+5μm之間，其值小于允許的理論計算誤差值6μm。因此，本文所提出的方法可以用于砂輪磨損量的檢測。
表1 金剛石修整筆與砂輪相對位置的測量誤差
試驗次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
退刀量(μm)
5
5
5
5
5
5
5
10
10
10
10
10
10
10
進刀量(μm)
5
6
7
8
5
5
5
10
11
12
10
10
11
10
誤差(μm)
0
1
2
3
0
0
0
0
1
2
0
0
1
0
試驗次數(shù)
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
退刀量(μm)
15
15
15
15
15
15
15
20
20
20
20
20
20
20
進刀量(μm)
13
15
14
14
15
13
14
20
19
18
16
16
17
17
誤差(μm)
-2
0
-1
-1
0
-2
-1
0
-1
-2
-4
-4
-3
-3
3 結(jié)論
本文基于聲發(fā)射檢測技術(shù)，給出了數(shù)控曲軸磨削砂輪磨損的間接檢測方法，該方法同樣適于平面磨削、外圓磨削等情況，其區(qū)別僅在于要求的檢測精度不同。實際試驗表明，所提出的方法檢測誤差在-5~+5μm之間，可以滿足高精度磨削加工的需要。
Test Method of Grinding Wheel Wear in CNC Grinding
CNC grinding machine in grinding process of workpiece, which is caused by abrasion wheel, in order to ensure the precision needed in a timely manner the diameter of the wheel to detect changes or wear. Since grinding is a precision machining method, limited to the requirements of high precision, it is hard to direct the diameter of the wheel-line measurement precision. Similarly, the impact of sand surface grinding wheel, grinding wheel wear for high-precision detection is a difficult task. Therefore, it is still difficult in the CNC grinding machine to achieve automatic compensation for wheel wear. In response, this paper studies CNC Crankshaft Grinding, a technique based on acoustic emission measurement of grinding wheel wear and error compensation method. That is installed on the wheel rack using acoustic emission sensors, measuring wheel with a benchmark for the relative position of machine tools by measuring changes in the relative position of the indirect detection of grinding wheel wear, and measuring the results fed back to the control system, which achieve automatic compensation for wheel wear.
1. A grinding wheel wear detection methods.
Taking into account the impact of grinding wheel surface grit and processing environment, using laser measurement methods are difficult to achieve on-line detection of grinding wheel wear. In recent years, the grinding condition monitoring, acoustic emission technology has become a widely used method 〔1〕. Cutting process of cutting acoustic emission is an important phenomenon of the so-called acoustic emission phenomenon is caused by structural changes of solid materials due to the rapid release of strain caused by elastic waves, referred to as AE (Acoustic Emission). In the grinding process, when the grinding process in a steady state, AE signal does not change. Only when the grinding conditions change, the acoustic emission signal was changed with it. When the grinding wheel and workpiece with close, the wheel will produce high-frequency acoustic emission signals, install the shelves in the wheel acoustic emission sensor signals will be significantly enhanced through the pilot study determine a threshold, according to the threshold value can determine the grinding wheel and workpiece relative position. Based on this principle, consider the acoustic emission sensors installed in the wheel rack, used to measure the grinding wheel in the process of acoustic emission signals. Diamond grinding wheel orientation as a benchmark document, installed in the bed of a grinding position, when the need to measure wheel wear, the CNC control wheel near the diamond pen, when the wheel close to the diamond pen, acoustic emission signal enhancement, the experimental study , a judge can determine the relative position of grinding wheel with diamond document threshold. When the acoustic emission signal exceeds a pre-set threshold, the acoustic emission signal processing device to send digital control system, PLC binary signals, machine tool numerical control system is to record the current wheel position and wheel position of the current position compared with the previous comparison, calculate the value of grinding wheel wear compensation. Further through the digital software in the CNC system to achieve automatic compensation for wheel wear. The feasibility of this method depends largely on the ability to find a can accurately determine the relative position of grinding wheel diamond pen and the threshold, when the wheel is not worn, the use of the threshold to judge the relative position of grinding wheel diamond pen and should not change or have a very the location of a small measurement error. To illustrate this problem, on the grinding wheel wear on the machining error of b (position measurement in order to determine the allowable error), and the location of the proposed method accuracy were studied.
2. Study
To determine the acoustic emission technology for grinding wheel wear measurement accuracy, we in Switzerland Precision Universal Cylindrical Grinding Machine Studer were studied. Tests will be fixed in the grinding diamond dressing document the end of the shelf, the smallest wheel feed 1μm, wheel size is 80, in the soft, red corundum, diameter 300mm, wheel speed is 45m / s, the first frame speed 50r / min. AE signal monitoring system used the United States Xu Schmitt Industries, Inc., L-4200-4-type acoustic emission control machine, the acoustic emission signal frequency range of 50kHz ~ 950kHz, response time of less than 1ms. Test, the first feed control wheel movement, so close to the diamond dressing pen, and acoustic emission control plane to set a threshold value. Then the wheel respectively 5μm, 10μm, 15μm, 20μm, as the amount refunded back the knife wheel grinding wheel, and then slowly regained control of the feed wheel, near the diamond dressing pens, launch control until the sound of the monitoring and controlling the screen to reach the threshold value, stop wheel feed, record the times of the feed. Repeat the above test procedure to measure out loud emission sensor diamond grinding wheel dressing pen and the relative position of the repeated measurement accuracy. Table 1 shows the test results. Can see from Table 1, the error values between -5 ~ +5 μm, the calculated value is less than allowable error 6μm. Therefore, the proposed method can be used for grinding wheel wear detection.
3 Conclusion
Based on acoustic emission detection technology, is given CNC crankshaft grinding wheel wear of indirect detection methods, the method is also suitable for grinding, cylindrical grinding, etc., the only difference is that the detection accuracy of different requirements. Practical experiments show that the proposed method detected the error between -5 ~ +5 μm to meet the needs of high-precision grinding.
4
中期檢查報告
題目 數(shù)控平面磨床設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
2010年5月 10 日
自 檢 報 告
(要點:1.畢業(yè)設(shè)計(論文)工作任務(wù)的進展情況 2.未按計劃完成工作任務(wù)的原因 3.工作中所遇到的問題 4.下一步工作打算)
1. 畢業(yè)設(shè)計工作任務(wù)的進展情況
（1）已經(jīng)在校內(nèi)校外實習并借閱收集了各種資料：實習地點有遼寧石油化工技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)基地，遼寧工業(yè)大學(xué)機械學(xué)院機電控制實驗室，遼寧工業(yè)大學(xué)實習實訓(xùn)中心。
借閱資料有：[1]余英良.《機床數(shù)控改造設(shè)計與實例》.機械工業(yè)出版社.1998,(05)
[2]尹成湖.《磨工》.化學(xué)工業(yè)出版社.2005，（01）
[3]孫德茂.《數(shù)控機床磨削加工直接編程技術(shù)》.機械工業(yè)出版社.2006，（02）
[4]張建民等.《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》（第二版）.高等教育出版社.2001,(03)
[5]文懷興.《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》.2002,(03)
[6]周希章.《如何正確選用電動機》.機械工業(yè)出版社.2006,(01)
[7]嚴盈富.《西門子S7-200PLC入門》.人民郵電出版社. 2007,(06)
[8]機械設(shè)計手冊編委會. 《液壓傳動與控制》.機械工業(yè)出版社.2007,(03)
（2）已經(jīng)整理好畢業(yè)實習手冊、確定了總體方案、撰寫了開題報告并完成開題答辯。
（3）完成機械結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計及設(shè)計計算。
（4）繪制正式機械結(jié)構(gòu)圖和傳動系統(tǒng)圖。
總成圖如下：
零件圖1：砂輪主軸
零件圖2：工作臺
液壓缸部裝圖：
2.未按計劃完成工作任務(wù)的原因
未完成任務(wù)有：程序流程圖。
原因：對自己要求不夠嚴格，進度未及時跟上，五一假期本想把差的進度趕回來，可是生病了。
3.工作中所遇到的問題
在初期借閱資料過程中，因圖書館閉館了一段時間，造成未能查閱足夠資料，難免在設(shè)計過程中出現(xiàn)了一些問題。我通過借閱其他同學(xué)手中的資料，在一定程度上彌補了資料不足的缺陷。在4月末由于身體不適耽誤了一點進度。
4.下一步工作打算
把未按時完成的任務(wù)盡早完成，開始設(shè)計程序流程圖，硬件電路圖，程序調(diào)試。并開始撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。
學(xué)生簽字：
年 月 日
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室意見：
教研室主任簽字:
年 月 日
備注
4
任務(wù)書
題目 數(shù)控平面磨床設(shè)計
學(xué) 生 姓 名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師(簽字)
設(shè)計(論文)工作自2010年3月2日至2010年 6 月26 日
發(fā)任務(wù)書日期：2010 年03 月 02 日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)教研室負責人審查、院（系）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生；
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)址上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼；
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當經(jīng)過所在專業(yè)及院（系）分管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫；
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“院（系）”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字；
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應(yīng)按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；
6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2004年4月2日”或“2004-04-02”。
1、本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的：
設(shè)計題目是數(shù)控平面磨床設(shè)計，它是一個機電一體化產(chǎn)品。設(shè)計過程中所涉及的內(nèi)容有機械制造、液壓傳動和電器控制三個方面的知識，通過本次畢業(yè)設(shè)計將使學(xué)生受到一次機電一體化產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計能力的鍛煉，從而使對所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)技能有機的結(jié)合起來，提高學(xué)生的知識運用能力和解決工程實際問題的能力。
2、本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求：
題目內(nèi)容：要求設(shè)計的數(shù)控平面磨床能夠?qū)崿F(xiàn)工件的自動夾緊及磨削。
主要參數(shù)：最大磨削尺寸700×1600×675 ?mm?，工作臺速度??3-25 m/min，磨頭橫向進給速度(無級)??0.15-3.75 m/min?，磨頭垂直給速度(無級)? 0.05-3.75 m/min?，砂輪線速度?35 m/s??，最大砂輪尺寸 (外徑×寬×內(nèi)徑)?500×75×203 ?mm，最大磨削力150N，磨削精度-5～+5。
工作量：本題目主要完成機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳動機構(gòu)設(shè)計和電控系統(tǒng)設(shè)計。
1）數(shù)控平面磨床總成圖 1張 0#
2）液壓缸部裝圖 1張 1#
3）液壓系統(tǒng)原理圖 1張1#
4）電氣控制系統(tǒng)原理圖 1張1#
5）程序流程圖及程序 1張1#
6）零件圖 2張2#
7）撰寫15000字畢業(yè)設(shè)計（論文）一份；
8）完成不少于2000個單詞的外文資料譯文一份。
3、主要參考文獻：
[1]余英良.《機床數(shù)控改造設(shè)計與實例》.機械工業(yè)出版社.1998,(05)
[2]尹成湖.《磨工》.化學(xué)工業(yè)出版社.2005，（01）
[3]孫德茂.《數(shù)控機床磨削加工直接編程技術(shù)》.機械工業(yè)出版社.2006，（02）
[4]張建民等.《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》（第二版）.高等教育出版社.2001,(03)
[5]周斌.《機電一體化使用技術(shù)手冊》.兵器工業(yè)出版社. 1994,(03)
[6]文懷興.《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》.2002,(03)
[7]周希章.《如何正確選用電動機》.機械工業(yè)出版社.2006,(01)
[8]嚴盈富.《西門子S7-200PLC入門》.人民郵電出版社. 2007,(06)
[9]機械設(shè)計手冊編委會. 《液壓傳動與控制》.機械工業(yè)出版社.2007,(03)
4、畢業(yè)設(shè)計（論文）的實習（調(diào)研）基本要求：
1）遼寧石油化工技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)中心
l 了解普通平面磨床的結(jié)構(gòu)
2）遼寧工業(yè)大學(xué)機械學(xué)院機電控制實驗室
l 了解可編程控制器使用
l 運行所編寫的程序
3）遼寧工業(yè)大學(xué)實習實訓(xùn)中心
l 了解普通平面磨床的結(jié)構(gòu)
4）遼寧工業(yè)大學(xué)液壓控制實驗室
l 了解液壓控制
5、畢業(yè)設(shè)計（論文）課題進度計劃：
起訖日期
工 作 內(nèi) 容
第1周
第2周
第3周
第4、5、6周
第7、8、9周
第10周
第11周
第12周
第13、14周
第15、16周
第17周
校內(nèi)校外實習并借閱收集各種資料
遼寧石油化工技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)中心實習
整理畢業(yè)實習手冊、確定總體方案、撰寫開題報告并開題；
機械結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計及設(shè)計計算
繪制正式機械結(jié)構(gòu)圖和傳動系統(tǒng)圖
液壓系統(tǒng)設(shè)計
程序流程圖
硬件電路圖
程序調(diào)試
撰寫15000字畢業(yè)設(shè)計（論文）
打印輸出畢業(yè)設(shè)計資料，準備畢業(yè)答辯
教研室審查意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
院（系）意見：
院(系)負責人簽字：
年 月 日
3
設(shè)計（論文）
工作總結(jié)
題目 數(shù)控平面磨床設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號
指導(dǎo)教師
個 人 總 結(jié)
通過整整一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，我將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際設(shè)計中去。在緊張而充實的設(shè)計中學(xué)到了很多的東西，也為自己將來參加工作打下了基礎(chǔ)。
在設(shè)計的過程中我查閱了大量的資料，去學(xué)校數(shù)控加工中心做了一些調(diào)研。在指導(dǎo)老師的幫助和帶領(lǐng)下，還去了遼寧石油化工技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)中心實地考察，老師的細心講解讓我了解了更多有關(guān)平面磨床的知識，對自己的設(shè)計構(gòu)想有很大幫助。
畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習狀態(tài)。畢業(yè)設(shè)計鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富。
雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻很豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標準，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我從實際應(yīng)用的角度對設(shè)計有了新的認識也對自己提出了新的要求，通過這次畢業(yè)設(shè)計讓我學(xué)到了很多新知識，這是很珍貴的。
這一次設(shè)計讓我積累了很多實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學(xué)習中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。這次畢業(yè)設(shè)計讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，無論是機械加工還是設(shè)計，我都采用了一些新的技術(shù)和設(shè)備，他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的不足，在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如如何保證磨削高精度這樣的國際性難題上還有空缺。
本次設(shè)計是在潘靜導(dǎo)師耐心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，潘老師對我們的高度責任心，給我的學(xué)習、生活和工作有很大的影響，并將激勵我永遠奮發(fā)向上。
總之，我將把畢業(yè)設(shè)計中收獲的知識靈活運用到實際工作中。
學(xué)生本人簽字：
年 月 日
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
2
開題報告
題目 數(shù)控平面磨床設(shè)計
學(xué)生姓名
學(xué) 號 指導(dǎo)教師
開題日期：2010年3月18日
開 題 報 告
1．題目來源及實際應(yīng)用意義
本次畢業(yè)設(shè)計的題目是數(shù)控平面磨床設(shè)計。題目來源于生產(chǎn)實踐，在東風朝陽柴油機有限責任公司的實習考察，了解到磨削加工是一道非常重要的工序。磨床的使用量很大，特別是數(shù)控磨床的使用已成為新的趨勢。因此設(shè)計新型的數(shù)控平面磨床也勢在必行。
數(shù)控平面磨床是一種效率高、精度高的數(shù)控加工機床，它比普通磨床有很多優(yōu)勢，具體實際應(yīng)用意義有以下幾點：
1.大大提高生產(chǎn)效率。數(shù)控平面磨床即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)平面磨床提高3至5倍。對復(fù)雜零件而言難度越高功效提高越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準備周期。
2.數(shù)控平面磨床在機械制造中作用和地位提高。隨著磨削技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控平面磨床的應(yīng)用日益擴大，在工業(yè)發(fā)達國家磨床占機床總數(shù)的40%，在軸承制造業(yè)中多達60%，因此磨削技術(shù)在機械制造業(yè)中占重要地位，而數(shù)控平面磨床由于磨削精度高、效率高很適應(yīng)工程材料不斷發(fā)展的需要。
3.性能穩(wěn)定可靠。目前數(shù)控技術(shù)得到了突飛猛進，為數(shù)控平面磨床提供了可靠的數(shù)控技術(shù)保障，因此數(shù)控平面磨床的設(shè)計有適應(yīng)和應(yīng)用新技術(shù)的意義。
2、題目主要內(nèi)容及預(yù)期達到的目標
本次設(shè)計的題目是數(shù)控平面磨床設(shè)計，其要完成數(shù)控系統(tǒng)和機床主體兩大部分設(shè)計內(nèi)容。
第一部分：數(shù)控系統(tǒng)主要由數(shù)控裝置（包括內(nèi)置PLC）、進給伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)等部分組成。進給伺服系統(tǒng)又由進給驅(qū)動單元、進給電動機和位置檢測裝置組成。主軸伺服系統(tǒng)由主軸驅(qū)動單元、主軸電動機和主軸編碼器組成。
第二部分：機床主體由機床機械部件、強電、液壓、潤滑、和冷卻系統(tǒng)等組成。
數(shù)控平面磨床，用于加工磨削平面，或者階梯型平面。在磨削加工中，砂輪的徑向進給由Y向步進電動機控制，可實現(xiàn)砂輪徑向進給的準確位移。工作臺的移動由一個液壓缸實現(xiàn)，能平穩(wěn)移動，保證磨削精度。Z方向由絲桿配合步進電動機進給，能精確移動到微米級。數(shù)控系統(tǒng)控制機床對工件的磨削運動，是數(shù)控系統(tǒng)運行由機床用戶編寫的零件加工程序?qū)崿F(xiàn)的。
（注）開題報告要點：1、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目的來源，理論或?qū)嶋H應(yīng)用意義。2、題目主要內(nèi)容及預(yù)期達到的目標。3、擬采用哪些方法及手段。4、完成題目所需要的實驗或?qū)嵙晽l件。5、完成題目的工作計劃等。
（開題報告不夠用時可另附同格式A4紙）
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開 題 報 告
3、方法及手段
數(shù)控平面磨床主要包括機械部分，控制部分，絲桿傳動，液壓傳動和步進電機組成。將絲桿和步進電機結(jié)合。電機和液壓系統(tǒng)中的電磁換向閥由PLC控制，最終實現(xiàn)磨床的數(shù)控。機械結(jié)構(gòu)簡圖如下：
控制部分采用PLC控制。采用可編程控制器做控制單元，可編程控制器具有響應(yīng)速度快，可靠性高，接線和維護簡單，改變控制邏輯方便等優(yōu)點。按照圖樣及工藝編制加工程序，有直接編程（DP）和輔助編程(AP)兩種。下圖為程序編制框圖：
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開 題 報 告
機床的磨削運動。程序數(shù)據(jù)經(jīng)插補處理，位置控制，速度控制，驅(qū)動坐標軸進給電機，使坐標軸作相應(yīng)的運動，帶動砂輪作切削運動，為保證運動的連續(xù)性，要求系統(tǒng)要有強的實時性，以保證零件的加工質(zhì)量，這是數(shù)控系統(tǒng)控制程序的重要部分。逐段處理，直至完成了一個完整的加工。
運行原理框圖如下：
流程圖如下：
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開 題 報 告
4、完成題目所需要的實驗和實習條件
1. 東風朝陽柴油機有限責任公司生產(chǎn)實習。
2. 遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院培訓(xùn)基地實習。
3. 遼寧工業(yè)大學(xué)實習實訓(xùn)中心實習。
4. 在機電實驗室進行PLC編程實驗。
5. 到機械學(xué)實驗室進行機械傳動實驗。
6. 到圖書館查閱相關(guān)資料。
7. 在互聯(lián)網(wǎng)上找相關(guān)的資料。
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開題報告
5、畢業(yè)設(shè)計（論文）課題進度計劃
畢業(yè)設(shè)計（論文）課題進度計劃：
起止日期
工 作 內(nèi) 容
第一周～第三周
實習、調(diào)研、收集資料、整理資料
原理方案設(shè)計，整理開題報告，開題
第四周～第九周
機械結(jié)構(gòu)計算與設(shè)計
第十周～第十三周
控制部分設(shè)計、繪制氣壓傳動系統(tǒng)原理圖、控制硬件電路
第十四周、第十五周
寫論文等文字材料
第十六周、第十七周
準備答辯
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查閱資料、文獻目錄
[1]余英良.《機床數(shù)控改造設(shè)計與實例》.機械工業(yè)出版社.1998,(05)
[2]尹成湖.《磨工》.化學(xué)工業(yè)出版社.2005，（01）
[3]孫德茂.《數(shù)控機床磨削加工直接編程技術(shù)》.機械工業(yè)出版社.2006，（02）
[4]張建民等.《機電一體化系統(tǒng)設(shè)計》（第二版）.高等教育出版社.2001,(03)
[5]周斌.《機電一體化使用技術(shù)手冊》.兵器工業(yè)出版社. 1994,(03)
[6]文懷興.《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》.2002,(03)
[7]周希章.《如何正確選用電動機》.機械工業(yè)出版社.2006,(01)
[8]嚴盈富.《西門子S7-200PLC入門》.人民郵電出版社. 2007,(06)
[9]機械設(shè)計手冊編委會. 《液壓傳動與控制》.機械工業(yè)出版社.2007,(03)
教師意見：
(對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計結(jié)果的預(yù)測)
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
教研室意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
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開 題 須 知
一、學(xué)生要認真填寫開題報告。在畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯時學(xué)生須向答辯委員會（或答辯小組）提交開題報告，作為答辯評分的參考材料，沒有開題報告不能參加答辯。如果丟失要及時辦理補交手續(xù)。學(xué)生畢業(yè)后，開題報告與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）一并存檔備案。
二、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目一經(jīng)確定，指導(dǎo)教師要給學(xué)生下達畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書的要求進行開題，一般安排在畢業(yè)設(shè)計（論文）正式開始的第二周至第三周進行。
三、開題報告的審查由各專業(yè)教研室主持，每個學(xué)生的報告時間為10—15分鐘。開題通過后學(xué)生才能正式獲得畢業(yè)設(shè)計（論文）的資格。
四、學(xué)生要充分理解畢業(yè)設(shè)計（論文）題目的內(nèi)容和要求，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下制定切實可行的工作計劃，并且要具備進行畢業(yè)設(shè)計（論文）所要求的實驗或?qū)嵙暎ㄕ{(diào)研）條件。
五、學(xué)生要按照指導(dǎo)教師所下達的畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求，認真進行文獻資料的檢索、搜集和查閱，并做好記錄。
六、開題審查不合格的學(xué)生，必須在一周內(nèi)重新進行開題。
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