南 京 理 工 大 學 畢業設計 (論文 )開題報告 學 生 姓 名： 學 號： 專 業 ： 機械工程及自動化 設計 (論文 )題目 ： 滑塊厚度綜合檢測平臺 -檢測平臺 指 導 教 師 : 2005 年 3 月 20 日 開題報告填寫要求 1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業審查后生效； 2開題報告內容必須用黑墨 水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于 15篇（不包括辭典、手冊）； 4 有關年月日等日期的填寫，應當按照國標 GB/T 7408 94數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法規定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“ 2004 年 3 月 15 日”或“ 2004-03-15”。 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告 1結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 一 選題背景和意義 本文介紹的是為空調中某個精度要求很高的滑塊測量所設計的自動檢測系統。 （一）采用自動檢測設備有非常重要的意義 1采用自動檢測技術有利于提高生產效率并降低工人的勞動強度。 自動檢測系統與自動機械當然密不可分。所謂自動機械，是指在沒有操作人員直接參與下，組成機器的各個結構（裝置）能自動實現協調動作，在規定的時間內完成循環的機器。在該測量滑塊的自動檢測系統中， 為了減少時間損失并提高勞動生產率，使送料分類等輔助工作與被測件的運送、檢測工作重合起來。工作中，首先啟動機器，人工完成將被測滑塊送至檢測系統中，自動定位、夾緊，然后滑塊隨同步齒形帶移動并完成測量，最后通過計算機數據處理、分類并從不同的出料口滑處。我們據上可以看出：整個測量過程工人僅需要把被測件放到進料口，工人的勞動強度大大降低。 2自動檢測的控制元件可以保證足夠的測量精度，從而確保測量分類的可靠性 在機械行業中，質量是生命。在實現這個目標的過程中，自動檢測的作用和重要意義是不言而喻的。作為裝備有感應器和反 饋裝置的測量系統，可以達到比較高的測量精度。測量過程中如要保證動態測量精度，需要研究適合于動態或準動態的測試設備，甚至能集成到加工設備中的特殊測試設備，做到實時測試。設備制造出來后，再根據調試結果對一些環節作適當的修改，從而保證了測量分類結果的可靠性。 3自動檢測是測量學和自動機械兩者緊密結合的有機整體。當前，國內外在這兩個領域的研究已經比較成熟，便于我們在設計時參考或直接利用 隨著工農業的發展，測量學朝著更廣、更精的方向發展。眾所周知， 三峽水利樞紐工程 巨大，技術要求高。僅監測一項就耗資巨大，對 變形監測和 庫區地殼形變、滑坡、巖崩以及水庫誘發地震監測，不僅采用目前國內外最成熟最先進的儀器、技術，在實踐中也在不斷發展新的技術和方法，如對滑坡體變形與失穩研究的計算機智能仿真系統；擬進行研究的三峽庫區滑坡泥石流預報的 3S工程等，都涉及到精密工程測量。隔河巖大 壩外部變形觀測的 GPS實時持續自動監測系統，監測點的位置精度達到了亞毫米。 自動機械方面，自改革開放以來，我國不斷的引進技術，改善生產，這方面的進步是顯而易見的。數控機床， 流水生產線等等無一不是自動機械的應用。而在以下四個關鍵性環節中我們仍需花大力氣、下大功夫 。（ 1）如何才能改善機器的動態性能：使之在高速工作時運動平穩，降低振動與噪聲；（ 2）如何才能提高系統工作可靠性，降低故障率，提高機器設備的利用率；（ 3）提高機械效率，減少磨損和摩擦，提高精度保持性。對于如何設計一部自動機械，前人已經總結了一套方案。設計過程可分為初步設計階段、技術設計階段、工作圖設計階段、安裝調試階段。 二 國內外發展現狀 （一） 北京靈和公司生產的大慣量超精密氣浮平臺 1 工作條件 平臺在設計時需考慮對不同尺寸的多種氣足結構形式特性進行實驗驗證的要求，所以不僅可以實現對大慣量氣浮平臺的設計 方法、控制理論及氣膜厚度和壓力分布特性的研究，還為氣浮軸承共性的理論方面的研究成果進行實驗驗證提供了實驗平臺，實現資源共享。為準確研究光刻機在工作過程的真實的特性，需實現大慣量氣足沿 XY方向運動。為保證大慣量氣足的穩定性，在大慣量氣足旁邊加一副氣足，兩氣足均采用真空預載方式。由該平臺所得出的氣浮導軌和大慣量氣足工作時的動態特性和超精密控制方法能夠真實的反映光刻機實際工作時的動態特性。 2 技術要求 （ 1）技術參數及設計指標 最大運動加速度： 1.6 2.0g 定位精度： 0.5 2.0m 最大穩定運動速度： 600mm/s 運動行程 300mm氣浮導軌：氣膜剛度 8N/um 大慣量氣足 :承載大于 40Kg 氣泵：最大持續供氣壓力 8個標準大氣壓 （ 2）配置 直線電機 3個，最大持續推力 450N峰值電流 7A 直線電機驅動器 3個，提供最大驅動電流 7A 運動控制卡 1個，可進行多軸聯控 光柵尺 2個，分辨率 0.5um 工業控制計算機 1個 氣浮導 6個，氣膜剛度 8N/um 大慣量氣足 1個，承載大于 40Kg 氣泵 1個，最大持續供氣壓力 8個標準大氣壓 氣浮隔振平臺 1個，最大沖擊偏離系數 10-3 （二）國外 德國生產的 銦瓦線尺測距儀 DISTINVAR，應變儀 DISTERMETER ISETH，石英伸縮儀，各種光學應變計，位移與振動激光快速遙測儀等。采用多譜勒效應的雙頻激光干涉儀，能在數十米范圍內達到 0.01m 的計量精度，成為重要的長度檢校和精密測量設備；采用 CCD 線列傳感器測量微距離可達到百分之幾微米的精度，它們使距離測量精度從毫米、微米級進入到納米級世界。 三 可供借鑒的理論 在高精度的檢測方面國內外有一些相關的理論可供參考： 1 測量平差理論 測量 平 差理論主要表現在對模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷 ；模型誤差對參數估計的影響，對參數和殘差統計性質的影響；病態方程與控制網及其觀測方案設計的關系。 2 工程控制網優化設計理論和方法 網的優化設計方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優化設計理論構造目標函數和約束條件，解求目標函數的極大值或極小值 。 模擬法優化設計的軟件功能和進行優化設計的步驟主要是：根據設計資料和地圖資料在圖上選點布網，獲取網點近似坐標 (最好將資料作數字化掃描并在微機上進行。模擬觀測方案，根據儀器確定觀測值精度，可進一步模擬觀測值。 設計并研制該課題對社會及個人都是有作用的，這臺設備源于工程 實際需要，主要是為了大幅度提高檢測效率，從而降低測量的成本，獲得更多的剩余價值。通過這樣一次練習，我們本人也可以學到不少東西。 1 我們可以熟悉整個畢業設計的流程并為以后的科研奠定基礎。 2 設計整體方案討論過程中，在老師的指導下，我們一組 5人獻計獻策，團結協作。 3 我們平時所學知識，在課題研究中得到了綜合運用。 參考文獻： 1尚久浩 .自動機械設計 .北京：中國輕工業出版社 ,2003 2王化祥 .自動檢測技術 .北京：化學工業出版社 ,2004 3張宏建，蒙建波 .自動檢測技術與裝備 .北京：化學工業出 版社 ,2004 4王華坤等 .機械設計基礎 .南京：兵器工業出版社 ,2001 5徐科軍 .自動檢測和儀表中的共性技術 .北京：清華大學出版社 ,2004 6余躍慶，李哲 .現代機械動力學 .第 1 版 .北京：北京工業大學出版社 ,1998 7范欽珊主編 .工程力學教程 .第 1 版 .北京：高等教育出版社 ,1998 8黃俊欽 .測試系統動力學 .第 1 版 .北京：國防工業出版社 ,1996 9柳昌慶 ,劉慶 .測試技術與實驗方法 .第 1 版 .北京：中國礦業大學出版社 ,1997 10童秉樞等 .機械 CAD 技術基礎 .第 1 版 .北京：清 華大學出版社 ,1996 11劉安心，楊廷力 .機械系統運動學設計 .第 1 版 .北京：中國石化出版社 ,1999 12王中發 .實用機械設計 .第 1 版 .北京：北京理工大學出版社 ,1998 13李正軍 .計算機測控系統設計與應用 .第 1 版 .北京：機械工業出版社 ,2004 14張寶芬，張毅，曹麗 .自動檢測技術及儀表控制系統 . 第 1 版 .北京：化學工業出版社 ,2000 15 黃惟一等 .測試技術 :理論與應用 .第 1 版 .北京：國防工業出版社 ,1988 16符偉 .機構設計學 .湖南：湖南大學出版社， 2001 17孫 靖民等 .機械機構優化設計 .哈爾濱 : 哈爾濱工業大學， 2004 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一 本課題擬研究的問題 空氣調節機中的滑塊（活塞）精度要求很高，相比于傳統手工測量方法，采用自動檢測系統可大大提高檢測效率，并減少出錯率。 據協議，所設計的滑塊厚度綜合檢測平臺應滿足以下幾點要求： 1檢測誤差允許范圍為 0.1 m。 2每臺機器在一人操作的情況下一日工作量為 2 萬件。 3能夠自動處理檢測數據，并按照要求把 其分成七類，從七個不同的出口滑出。 4系統具有一定的容錯能力，即使出現滑塊卡位、不能完成正確分類，也不會出現系統崩潰或誤分類等現象。 本課題研究的是這臺 滑塊厚度綜合檢測平臺機械部分的設計、分析（力學分析及可行性分析）、驗證、調試等環節。 二 擬采用的研究方法 1.采用流水線測量方式測量，提高測量效率。 2.每個面需要測多個點，并且這些點能夠測量一個平面的厚度。 現擬采用測兩對角線上不同點的厚度，然后對不同點的數據值進行處理，以此來判定滑塊厚度是否滿足要求；通過工作臺導軌的約束使被測件旋轉，以實現對角線測量。 3.為保證測量的可靠性，分別以滑塊的兩個面為定位基準，測得兩個面的兩組數據。為改變定位面，使被測件隨同步帶翻轉，實現這一功能。 畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見 ： 1對“文獻綜述”的評語： 該生很好地理解了課題的目的、任務和其所需要解決的工作、完成的功能等