机械开题报告范文（通用4篇）
一、选题依据
1.论文(设计)题目
盘套类零件的数控车削加工程序编制与加工仿真。
2.研究领域
数控加工，数控编程，数控技术。
3.论文(设计)工作的理论意义和应用价值
随着网络通讯的普及化、信息处理的智能化、多媒体技术的实用化，数控技术的普及应用越来越广泛，越来越深入，数控技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。我国现在处于发展中，发展工业，离不开数控加工。由于数控加工的自动化程度高、生产效率高、加工质量稳定、易于建立计算机通讯网络等，因此现阶段研究盘套类零件的数控车削加工对我国的工业发展有着很高的实用价值。
二、此次课题的目的要求我们不仅要熟悉数控技术，还要对其程序编制、加工仿真等一系列操作有所了解，更与生产实习相联系，还应用到CAD/CAXA制图软件，让我们对基础知识有更深一步的了解。
4.目前研究的概况和发展趋势
20世纪人类社会ZUI伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的ZUI重大的技术进步。自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已经历了50个年头。数控设备包括：车、铣、镗、磨、冲压、加工中心、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有10～20万台，产值上百亿美元。
我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年ZUI困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1995年“”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1999年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从20xx年8月份的上海数控机床展览会和20xx年4月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。①高速高精高效化、②柔性化、③工艺复合性和多轴化、④实时智能化、⑤数字化、⑥集成化等。
综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用，更便宜。
二、论文(设计)研究的内容
1.重点解决的问题：
(1)编写车削加工程序。
(2)运用仿真软件进行数控加工模拟。
2.拟开展研究的几个主要方面(论文写作大纲或设计思路)：
(1)分析盘套类图样。
(2)明确零件的加工方案，制定加工工艺路线。
(3)对工件进行三维造型。
(4)选择机床、加工方式、刀具等。
(5)生成刀具轨迹及加工程序。
(6)轨迹仿真及加工程序的修改。
3.本论文(设计)预期取得的成果：
能熟练运用所学知识对零件图进行分析，联系生产实习中所学的知识制定加工路线，掌握其加工工艺及方法并对其进行编程。能用仿真软件模拟加工，学会机床的操作步骤。查找各类相关资料，学会使用各类手册，制订出一套加工方案，完成编程，提交说明说。
三、论文(设计)工作安排
1.拟采用的主要研究方法(技术路线或设计参数)：
(1)通过实习调研等取得工件图纸，查阅中外文文献。
(2)根据图纸，明确工件的技术要求和加工特点。
(3)运用所学知识，制定工件的加工工艺。
(4)根据分析图纸的技术要求和特点，利用CAXA对工件进行三维造型。
(5)制定工件数控加工方案、机床选择、刀具的走刀路径、切削用量。
(6)利用CAXA生成刀具轨迹，生成工件的加工程序。
(7)利用仿真软件进行模拟加工并对加工程序修改。
2.论文(设计)进度计划：
第1—4周：收集、阅读、整理、翻译相关文献资料，了解国内外数控技术的现状和发展趋势，了解要设计工件的内容，并撰写开题报告;
第5—6周：对工件进行重点分析，了解工件结构，明确工件的加工方案，初步制定加工工艺路线，利用AutoCAD，CAXA分别进行二维、三维造型;
第7—9周：利用CAXA软件完成编程、生成刀具轨迹和G代码;
第10—13周：利用仿真软件进行刀具轨迹仿真与G代码修改;
第14—15周：整理设计说明书;
第16周：准备答辩。
四、文献查阅及文献综述
参考文献
[1]王爱玲.数控机床加工工艺[M].北京.机械工业出版社.(1);20xx：3-5,87-88.
[2]胡松林.CAXA制造工程师V2/XP实例教程[M].北京.北京航空航天大学出版社.(1);20xx.
[3]袁宗杰, 邓爱国.数控仿真技术实用教程[M].北京.清华大学出版社.(1);20xx.
[4]王姬，徐敏.数控车床编程与加工技术[M].北京.清华大学出版社.(1);20xx.
[5]Guo Qian.Status and Development Direction of Automatic NC Programming[J].Value Engineering,20xx,(28):51-52.
[6]Ian Wallace and Stan Robinson.Mastering CNC Lathe Setup[M].Axis Publishing.20xx.
[7]David S. Hayden.7 Easy Steps to CNC Programming Book II: Beyond the Beginning[M].Mike Hayden of Document Express.20xx.
[8]Josef P.高精度车铣机床(Ultra-precision boring-milling hybrid NC machine)[J]. 世界制造技术与装备市场(World Manufacturing Engineering Market),1995,(3):29-32.
[9]高羡明,洪军,刘瑞萍,李小虎,李来,孙波. 多准则数控机床模块谱系聚类的划分方法研究[J]. 西安交通大学学报，20xx, (05)：131-136.
[10]余英良，张和平.数控车削加工任务概述[J] .新技术新工艺，20xx，(1)：12-15.
[11]王.数控车削加工计算机仿真技术的研究[D] . 中国优秀博硕士学位论文全文数据库，20xx，(8)：18-24.
[12]泰山，金卯.数控加工技术及应用调查报告[R] .航空制造技术，20xx，(11)：61-62.
[13]杨艳春.数控车削加工工艺分析[J] .湖南农机，20xx，(3)：65-66.
[14]王瑞.数控车削加工工艺研究[J] .河南科技，20xx，(24)：51.
[15]徐立平，黄忠信，沈荣辉.数控车削加工仿真系统的研究[J].机械设计与制造，20xx，(3)：66-68.
[16]吴永祥.数控车削加工的工序设计[J] .机械工人•冷加工，20xx，(1)：68-70.
[17]陈钧，林少芬，陈清林.CAXA实体仿真设计的应用技巧[J].计算机工程与设计，20xx，(8)：197-199.
[18]季照平.CAXA制造工程师在数控加工中的应用[J].装备制造技术，20xx，(3)：93-94.
[19]杨明珠，李涛.数控加工编程中的工艺处理[J] .机械，20xx，(1)：76-77.
[20]朱传福.基于CAXA制造工程师的数控加工编程与仿真[J].机械工程师，20xx，(11)：128-129.
[21]顾跃东，吴晓慧.数控编程常见工艺问题剖析及解决方法[J].现代机械，20xx,(1)：50-56.
题目：四开胶印机着墨机构三维设计
专业：印刷工程(设备)
班级：
印051班
学生学号：
学生姓名：付
指导教师：江
完成时间：**年3月
一、毕业设计(论文)课题来源)
这次毕业设计的课题是根据自己的专业所长和自己的兴趣选定的，属于设计绘图类题目，在江祖勇老师的指导下进行，课题属于开发设计型。
二、选题的目的及意义
印刷工艺过程是借助印刷压力将涂布在印版上的油墨转移到印张上的过程。作为传递油墨和涂布油墨的着墨装置，无论对哪种印刷机都是不可缺少的重要组成部分。为了获得清晰的印品，油墨涂布要适量、均匀，没有性能良好、工作正常、结构合理的着墨装置，任何印刷机都不能印出令人满意的印品。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势
在早期的胶印机上不存在完整的供墨系统，由人工方式向版面提供和补充油墨，随着胶印机的不断改善，供墨系统从无到有，并发展到今天的自动化程度，成为胶印机上不可缺少的组成部分。目前的目标是在一些基本技术上取得突破，具体是：
控制方式的智能化，在高速胶印机上研发远程诊断功能。提供远程服务与工作流程，针对具体机器的故障点设计系统解决方案;
设备功能多元化，在大环境的变革下多元化、弹性化，且具有多种切换功能的包装印刷设备，才能不断满足市场的需求;
结构设计标准化、模块化，利用原有机型模块化设计，可在短时间内转换新机型;
机构运动高精度化，通过应用马达、编码器及数字控制(NC)、动力负载控制(PLC)等高精度控制器来完成，并适当做好产品延伸，朝高科技产品的方向进行研发;
无轴传动技术。用“电子齿轮”代替传统的机械齿轮，去掉传动轴，其优点在于避免由于传动轴的扭曲以及齿轮间隙对印刷机张力及套印造成的影响，可实现更高程度的同步运转，真正实现印刷机组模块化;
针对特殊应用的混合技术和通过连线生产增加附加值;为了适应上述发展，输墨机构也必须同步发展。输墨系统是技术上极其难于解决的复杂部分。
每一种胶印机的发展其主要内容是设计着墨系统，传墨系统能满足一下要求：在印刷纸张纵向与横向上获得高度均匀的油墨层快速的调节敏感性各个分色图像油墨层之间的分裂要小，也就是对分裂影响的低敏感性对油墨和湿润溶液的数量具有大范围的控制变量满足经济效益要求等。
四、本课题主要研究内容
1、毕业设计内容
根据印刷工艺原理及印刷机操作程序的要求，胶印机必须把油墨均匀地适量地传给印版表面，并根据需要进行离墨和着墨。为此本设计要求采用合适的机构来完成离墨动作，选择适当的着墨时间参数。
设计内容
(1)分析胶印机的着墨工作过程，选择合适的时间参数;
(2)选择合适的驱动机构;
(3)根据结构选择合理的结构参数;
(4)设计着墨详细结构;
2、主要参数
印刷速度：10000/小时;
纸张尺寸(mm)：750*520;
ZUI小纸张尺寸(mm)：285*200。
五、完成论文的条件和拟采用的研究手段(途径)
1、通过搜索相关的中外文资料，了解着墨机构的现状及其发展趋势，撰写综述;阅读并翻译外文资料，并借助查阅相关的专业文献完成开题报告。
2、通过在自主学习并在指导老师的指点和引导下，形成自己的设计思想，确定设计方案，完成设计计算，绘制三维机构，并完成着墨机构的电子图稿。
六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标：
第1—5周：调研、收集资料，择写综述，阅读、翻译外文资料，对着墨机构动作分析，确定着墨、离墨时间，对结构类型进行分析，选择合适机构，并确定合适的参数时间，设计计算，完成开题报告。
第6—7周：设计结构，校核。
第8—12周：绘制三维机构。
第13周：在计算机上对所有设计机构进行修改和调整。
第14周：根据三维图绘制工程图。
第15周：编写设计说明书。
第16周：编写设计说明书，编写PowerPoint电子课件。
第17周：编写PowerPoint电子课件，总结、答辩。
七、指导教师意见
对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测：
指导教师：
八、所在专业审查意见
负责人：
机械类开题报告范文(二)
1、课题名称：数控铣床及加工中心产品设计
2、选题理由
制造技术是各国经济竞争的重要支柱之一，经济的成功在很大程度上得益于先进的制造技术，而机床是机械制造技术重要的载体，它标志着一个国家的生产能力和技术水平。机床工业是国民经济的一个重要先行部门，担负这为国民经济各部门提供现代化技术装备的任务，以1994年为例，全世界基础的消费额达261.7亿美元。其中美国的消费额56亿美元、中国33.6亿美元。所以，在我国国民经济建设中，机床工业起着重要的作用。然而在机械制造业中，大批大量生产时采用专用机床、组合机床、专用自动线等并配以相应的工装，这些设备的初期投资费用大、生产准备时间长，并且不适应产品的更新换代。单件小批生产时，由于产品多变而不宜采用专用机床，特别是在国防、航空、航天和深潜的部门，其零件的精度要求非常高，几何形状也日趋复杂，且改型频繁，生产周期短，这就要求迅速适应不同零件的加工。书空机床就是在这样的背景下产生和发展起来的一种新型自动化机床，它较好的解决了小批量、品种多变化、形状复杂和精度高的零件的自动化加工问题。随着计算机技术，特别是微型计算机技术的发展及其在数控机床上的应用，机床数控技术正从普通数控向计算机数控发展。一个国家数控机床的拥有量(相对值)，标志着这个国家机械制造业的现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究《数控铣床及加工中心产品设计》具有重大意义。
3、国内外研究现状
当今世界，工业发达国家对机床工业高度重视，竞相发展机电一体化、高质量、高精、高效、自动化先进机床，以加速工业和国民经济的发展。长期以来，欧、美、亚在国际市场上相互展开激烈竞争，已形成一条无形战线，特别是随微电子、计算机技术的进步，数控机床在20世纪80年代以后加速发展，各方用户提出更多需求，早已成为四大国际机床展上各国机床制造商竞相展示先进技术、争夺用户、扩大市场的焦点。中国加入WTO后，正式参与世界市场激烈竞争，今后如何加强机床工业实力、加速数控机床产业发展，实是紧迫而又艰巨的任务。数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术ZUI先进、经验ZUI多的国家。
例如：在19世纪初时是1mm级，到20世纪初时提高到了0.01mm级。而近30年来，普通机械加工的精度已从0.01mm提高到0.005mm级，精密加工的精度已从1um级提高到0.02um级，超精密加工的精度已从0～0.01um级进入纳米级。在表面粗糙度方面，日本用萤光碳素泡沫抛光剂和细微SiO2粉末抛光工作，成功获得了小于0.0005um的表面粗糙度。过去们只注意表面粗糙度、波度和纹理等表面特征，忽视了表面之下0.38mm范围内的内部效应，即次表面效应对零件可靠性的影响。这方面尚需深入研究，采取相应措施，方能提高产品的质量和使用寿命及可靠性。
中国於1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在1958～1979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用於生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事求是的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、韩国、台湾省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才;通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距;通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处於从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引;严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人;缺少深入系统的科研工作;元部件和数控系统不配套;企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。
4研究内容：
1.按图纸要求制定真确的工艺方案
2.选择合理的刀具和切削工艺参数
3.编写数控加工程序
5、研究方法：
首先阅读大量相关文献资料，教材及新闻背景资料，包括机械制造的原理及方法，质量管理应用，数控机床现有技术水准，国际水平探讨方面的书籍，报刊。以了解可靠性的内容，质量管理的概况和数控机床领域的基本知识体系。然后通过调研，进一步了解企业现状及需求。接下来进行分析与设计。确定数据来源的真实准确。再进行系统设计
由于现有设备所采用的是分析设计方法，因此可以首先对原有设备进行适当的测试与调试，然后使用快速原型方法来提高加工质量，等得到企业有效的反馈信息后再可以考虑用统计分析法和棕合法进行接下去的再分析，再设计
6、进展按排：
1、准备阶段(12月15日～12月30日)。搜集有关资料，准备参考资料
2、完成开题报告及论文大纲交老师批阅(1月1日～1月15日)
3、依据论文大纲完成论文一稿交老师批阅(1月16日～3月10日)
4、完成论文二稿交老师批阅(3月11日～4月10日)
5、完成三稿(4月11日～4月30日)
6、完成相关论文简介、答辩提纲，准备答辩阶段(5月1日～5月10日)
7、毕业设计答辩阶段(5月中旬)
7、主要参考资料：
1、周昌治，杨忠鉴，赵之渊，陈广凌，机械制造工艺学，重庆大学出版社出版，20xx年12月第6次印刷。
2、张丽华，马立克，数控编程与加工技术，大连理工大学出版社，20xx年7月第2版
3、杨建明，数控加工工艺与编程，北京理工大学出版社，20xx年4月第3次印刷
4、吕天玉，宫波，公差配合与测量技术，大连理工大学出版社，20xx年7月第3次印刷
5、高波，机械制造基础，大连理工大学出版社，20xx年8月第1次印刷
6、黄鹤汀，王芙蓉，金属切削机床(上册)，机械工业出版社，20xx年7月第1版第10次印刷
机械类开题报告范文(三)
院(系)名称：机电工程系
专业名称：机电一体化
年级：09机电三班
学生姓名：夏
学号：
指导教师姓名：袁
设计题目：电梯控制系统的PLC原理图及梯形图设计
电梯的国内外研究动向及意义
从1887年美国奥的斯公司制造出世界上第一台电梯，到中国ZUI早的一部电梯在上海出现，电梯行业在中国迅速发展，由此电梯变成了高层宾馆、商店、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯也提出了更高的要求。
随着科技的进步，电梯也更加安全、舒适。然而，人们的追求并没有就此停止下来，仍在不断地进行研究改进。21世纪开始国际开始强调“绿色”，绿色和平，绿色天然，绿色和谐。电梯是载人的机电设备，要实现绿色，也就是强调电梯更舒适、更安全地为人类的生产和生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。
目前意义上的“绿色”，一般是强调“天然”的一面，强调与环境的协调与和谐。电梯属于纯粹的工业产品，其天然性应表现为对环境影响的尽可能小，与环境的协调与平衡，以及电梯本身的人性化。这也应是绿色电梯的发展方向。
(1)智能化。我们这所说的智能化电梯是传统的人工智能是无法胜任的。传统的智能控制是一种技术的事先安排，说到底是一种程序控制，是一种周期性的系统自动控制，实际上还算不上智能。而真正的智能电梯应更具人性化特点，不仅具有传统的人工智能的所有优点，而且还有传统的人工智能无法比拟的东西，具有动念和随机处理各种问题的能力，诸如能根据轿厢内的情况和各层的候梯信息，自动地制定每次的运动速度和停车政策;自动选择运动方面;双向语音交流;到达目的层的语音提示等，让乘客有更多的主动性，使大楼交通运输实现真正的人机对话。智能化要求电梯有自动安全检测功能，让电梯自己能够检测到电梯的故障所在，并及时报警予以排除。
(2)安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说，电梯的全部其他工作都是以此为中心展开的，使电梯安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时较强的电磁辐射，使用安全材料和运行稳定，而且要有一种良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞、明亮轿厢内有安全、舒适的好心情。同时，电梯运行安全也要求电梯在运行中发生故障时，不但要使乘客容易与外界沟通联系，而且电梯本身应当能自动播放让乘客感到放松的音乐，彻底消除产生紧张不安的情绪。当小孩和老人乘坐时，电梯对他们应给予一种如同家人般的照顾，不但让老人和孩子感到方便和舒适，而且更让其家人感到放心。电梯运行安全还要求电梯有自动休眠功能，使电梯在保证运行效率的同时，使电梯能限度地得到休眠。
(3)与环境的协调和平衡，包括以下几个方面：
①视觉协调。有人曾经做过环境色彩是否对人有影响的研究。该研究发展：视觉不协调的环境色彩对人的情绪、精神影响非常大。色彩宜人，格调高雅，制作精良的电梯，乘客自然会有一种安全的感觉，有一种视觉上的舒适。用料低廉，款式陈旧，色彩沉闷，甚至破破烂烂的电梯，乘客视觉协调无从谈起，乘坐电梯的第一感觉就是不安全。国内的许多电梯公司对此的重视是远远不够的，甚至不少通过引进国外技术国产化的电梯也显露出一副土生土长的容貌。
②消除电磁辐射。如前所述，由于电梯是大楼里频繁起制动的大容量电器是电磁干扰的元凶，所以绿色电梯必须是一个达到自身对大楼电磁干扰ZUI小，而又不被其他电磁干扰影响的建筑机电设备。这样不仅可以保证乘客的身心健康，而且也可以保证大楼、大厦中的大楼的办公自动化、楼宇自动化、通讯自动化的正常运转。
③舒适感。通过采用高载频波矢量静音变频器，可降低噪声变换频率及电压。以CPU控制电压及频率的连续变换方式，按人体生理适应要求，利用计算机优化设计而成的理想运行曲线，实现更稳定、更舒适的运行。
对现代化电梯性能的衡量，主要着重于可靠性、安全性和乘坐的舒适性。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰程度等方面也有相应要求。随着时代的发展，相信电梯行业会越来越贴近生活。
研究的主要内容及所解决的问题
目前，在电梯的控制方式上，主要有继电器控制、PLC控制和微型计算机控制三种。而PlC实际上是一种专用计算机，它采用巡回扫描的方式分时处理各项任务，而且依靠程序运行，这就保证只有正确的程序才能运行，否则电梯不会工作;又由于PLC中的内部辅助继电器及保持继电器等实际上是PLC系统内存工作单元，即无线圈又无触点，使用次数不受限制，属无触点运行，因此，它比继电器控制有着明显的优越性，运行寿命更长，工作更加可靠安全，自动化水平更高。PLC控制是三种控制方式中有可靠性、实用性和灵活性的控制方式，它更适合于用在电梯的技术改造和控制系统的更新换代，是电梯控制系统中理想的控制新技术。
电梯的控制是比较复杂的，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间，随着PLC应用技术的不断发展，将使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠，抗干扰性能增强、机械与电气部件有机地结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。它已经成为电梯运行中的关键技术。因此，研究plc技术更具有了战略性的意义。
Plc的研究内容及措施
对于电梯的控制，可选用继电-接触系统或可编程控制器来完成，但是二者有各自的特点：
a:继电-接触系统：它的优点是线路直观，大部分电器均为常用电器，更换方便，价格较便宜。但是他触点繁多，线路复杂，电器的电磁机构及触点动作较慢，能耗高，机械动作噪音大，而且可靠性差。
b:PLC在设计和制造上采取了许多抗干扰措施，使用方便，扩展容易。它使用了梯形图和可编程指令，易于掌握。总之，PLC取代继电-接触系统已经成为大的趋势。
基于上述原因，我选择用可编程控制器来完成对电梯的控制。
设计的内容与要求：
概述：
随着时代的发展，工业自动化程度的不断提高，PLC行业已经在工业市场上占有一大片领地。在此次设计中，我将利用PLC来实现对电梯的控制。其中包括对PLC硬件的设计，软件设计，驻点路的设计，控制柜的设计，以及电梯惦记和其他设备的选择，还有原理分析等。相信此次设计后，我对电梯的实际运行能有初步的了解。
控制要求：
1.电梯轿箱的控制要求：
a：选向：根据电梯各层内选外呼信号的先后和停止时轿箱所在的楼曾位置决定电梯的运行方向。
b：选层换速：指电梯能够根据轿内所选层而决定运行方向，而且遵守或一直向上，或一直向下的原则。并且在每次平层的时候都能够换速。
c：楼层位置的指示：选用了数码管显示的方法。由于FX2N系列已有内部计数-译码驱动模块，所以只要外部加上LED七段显示管和电源就可以显示楼层了。
2.电梯门的控制要求：
要求当电梯平层的时候，电梯门自动打开，经过10秒钟后电梯门自动关上。如果遇到有人在门中间的情况，电梯会因为光电开关的作用而自动开门。
3.补充要求：
除了上述两个要求以外，还要注意的一点就是备用电梯电机的使用，一但曳引电机出现故障，备用电机将手动控制转入运行状态，避免因曳引电机出故障而引发的不必要的麻烦。
题目：逆向工程在鼠标设计与制造中的应用
一、本课题研究的背景及意义
1、背景(课题涉及到的技术国内外研究现状)
逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。
从广义讲，逆向工程可分以下三类:
(1)实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。
(2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向有三类:既有实物，又有全套技术软件;只有实物而无技术软件;没有实物，仅有全套或部分技术软件。
(3)影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。
目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的CAD，称为“实物逆向工程”。
逆向工程的数据测量技术是通过特定的测量设备和测量方法获取产品表面离散点的几何坐标数据，将产品的几何形状数字化。
现有的数据采集方法主要分为两大类:
(1)接触式数据采集方法接触式数据采集方法包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集、磁场法、超声波法。
(2)非接触式数据采集方法非接触式数据采集方法主要运用光学原理进行数据的采集，主要包括:激光三角形法、激光测距法、结构光法以及图像分析法等。
逆向工程的数据处理技术是逆向工程的一项重要的技术环节，它决定了后续CAD模型重建过程能否方便、准确地进行。根据测量点的数量，测量数据可以分为一般数据点和海量数据点;根据测量数据的规整性，测量数据又可以分为散乱数据点和规矩数据点;不同的测量系统所得到的测量数据的格式是不一致的，且几乎所有的测量方式和测量系统都不可避免地存在误差。因此，在利用测量数据进行CAD重建前必须对测量数据进行处理。数据处理工作主要包括:数据格式的转化、多视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等。
逆向模型重建技术在整个逆向工程中，产品的三位几何模型CAD重建是ZUI关键、ZUI复杂的环节。
目前使用的造型方法主要有：
(1)曲线拟合造型:用一个多项式的函数通过插值去逼近原始的数据，ZUI终得到足够光滑的曲面。
(2)曲面片直接拟合造型该方法直接对测量数据点进行曲面片拟合，获得曲面片经过过渡、混合、连接形成ZUI终的曲面模型。
(3)点数据网格化网络化实体模型通常是将数据点连接成三角面片，形成多面体实体模型。
2、意义
随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径，将这些实物信息转化为CAD模型，这就应用到了逆向工程技术(Reverse Engineering)。
逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。不同之处在于设计的起点不同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容：
(1)新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计。
(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。
(3)损坏或磨损零件的还原。
(4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。
逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。
二、本课题的文献综述
1、逆向工程
1980年始欧美国家许多学校及工业界开始注意逆向工程这块领域。1990年初期包括中国台湾在内，各国学术界团队大量投入逆向工程的研究并发表成果。 逆向工程的硬件ZUI早是运用仿制加工设备，制作出来的成品品质粗糙。后来有接触式扫瞄设备，运用探针接触工件取得产品外型。再来进一步开发非接触式设备，运用照相或激光技术，计算光线反射回来的时间取得距离。
逆向工程软件部分品牌包括Surfacer(Imageware)、ICEM、CopyCAD、Rapid Form等。逆向软件的演进约略可区分为三个阶段。十一年前在逆向工程上，只能运用CATIA等CAD/CAM高阶曲面系统。市场后来发展出两套主流产品约在七、八年前技术成熟，广为业界引用。到ZUI近四年来，发展出不同以往的逆向工程数学逻辑运算，速度快。
目前，逆向工程，逆向工程的应用已从单纯的技巧性手工操作，发展到采用先进的计算机及测量设备，进行设计、分析、制造等活动，如获取修模后的模具形状、分析实物模型、基于现有产品的创新设计、快速仿形制造等。软件的逆向工程是分析程序，力图在比源代码更高抽象层次上建立程序的表示过程，逆向工程是设计的恢复过程。逆向工程工具可以从已存在的程序中抽取数据结构、体系结构和程序设计信息。
2、三维造型：
三维造型: CAD的三维造型有三种层次的建立方法，即线框、曲面和实体，也就是分别对应于用一维的线，二维的面和三维的体来构造形体。 通过计算机辅助设计建立的立体的、有光的、有色的生动画面，虚拟逼真地表达大脑中的产品设计效果，比传统的二维设计更符合人的思维习惯与视觉习惯。三维造型技术从ZUI初的三维CAD已发展到目前专用的基于特征造型的三维软件，常用软件有UG、SolidWorks、SolidEdge、MDT、Pro/E、3DS max等。
3、快速成型：
快速成型(RP)技术是九十年代发展起来的一项先进制造技术，是为制造业企业新产品开发服务的一项关键共性技术, 对促进企业产品创新、缩短新产品开发周期、提高产品竞争力有积极的推动作用。自该技术问世以来，已经在发达国家的制造业中得到了广泛应用，并由此产生一个新兴的技术领域。
RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同，成形原理和系统特点也各有不同。但是，其基本原理都是一样的，那就是"分层制造，逐层叠加"， 类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台"立体打印机"。
参考文献：
[1] 陈雪芳，孙村华主编.逆向成型与快速成型技术应用【M】.机械工业出版社，20xx
[2] 陈志杨.逆向工程技术——应用及软件【J】CAD/CAM与制造业信息化，20xx(7)
[3] 金涛，童水光主编.逆向工程技术【M】.机械工业出版社，20xx
[4] 张伟泽.虚拟制造技术【M】.北京：清华大学出版社，20xx：75-90
[5]夏德伟，张俊生.UG NX 4.0中文版机械设计典型范例教程【M】.北京：电子工业出版社， 20xx:25-64
[6]安杰，邹昱章.UG后处理技术【M】.北京：清华大学出版社，20xx:30-80
[7]赵彦玲，王从军等.逆向工程三维点云数据后处理与模型的重建【J】.武汉大学学报(自然科学版)，20xx,33(5):32-37
[8]王秀峰，罗宏杰.快速原型制造技术【M】.北京：中国轻工业出版社，20xx:26.43
[9]Weiyin Ma and Peiren He. B-spline surface local updating with unorganized points.Computer-Aided Design,30(11),pp 853-862,1998
[10]Ming-Chih Huang and Ching- Chih Tai.The Pre-Processing of Data Points for
Curve Fitting in Reverse Engineering【J】.Int J Adv Manuf Technol(20xx)16,635-642
[11]Z.J.Lansky etc.Industrial Pneumatic Control.New York.1986,56-78
[12]盛忠起，蔡光起.逆向工程及曲面重置技术【J】.机械设计与制造，20xx,28(4):35-38
三、课题研究的方法及内容
本课题是逆向工程在鼠标设计与制造中的应用，本设计选用UG软件根据鼠标的点云数据进行鼠标的模型重建并用FDM对其进行快速成型加工的过程，在根据点云逆向设计中，结合设计需要进行了必要的正向设计修正，以得到理想的设计结果。
设计内容贯彻数据采集、数据项预处理、文件读取、边界提取、曲面重构、实体生成、STL模型重构、快速成型机的操作和注意事项，并对建模过程及STL文件处理做了系统的论述。选用UG NX4.0软件的Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。由INSIGHT软件进行的数据切片处理可直接传送快速成型机，无需进行其他处理。
四、研究方案的具体设计
1、实体三维数据的获得——扫描;
2、点云处理;
3、曲面重构;
4、实体建模：
(1)模型分析
(2)曲面造型
(3)实体外形修改
(4)各部件建模
(5)部件的装配与干涉检验
5、基于INSIGHT快速成型切片的数据处理;
6、快速成型加工操作。
五、毕业设计(论文)进度计划
1-2周
调研、查阅文献，完成开题报告
3-7周 进行鼠标模型点数据的采集和模型的初步构建
8周
中期检查与整改
9-13周
在初步构建的鼠标模型的基础上进行修改并完成快速成型加工，撰写毕业设计论文
14-15周 打印、装订、评阅、答辩资格审查
16周 毕业答辩
题目：基于压电陶瓷的机器人抑振系统设计
一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势
1、课题的来源和意义
机器人抑震系统的产生是为了解决因机器人在运动时产生有害震动的问题，为了满足设计师把机械臂设计得更加灵巧，减小机械臂的重量的要求，导致机械臂的刚度减小，挠性增大，机械臂在高速运动时候产生有害而强烈的震动。压电分流阻尼技术可以很好解决这个问题。
基于压电陶瓷的机器人抑震系统设计的核心部分就是压电分流阻尼技术，这个技术的主要元器件包括压电陶瓷、电阻、电感，电阻和电感我们都很熟悉，这里我们着重了解一下压电陶瓷这一电子元器件。
1880年皮埃尔•居里和雅克•居里兄弟发现电气石具有压电效应。1946年美国麻省理工学院绝缘研究室发现，某些材料在机械应力作用下，引起内部正负电荷中心相对位移而发生极化，导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷的现象，称为压电效应。具有这种性能的陶瓷称为压电陶瓷。
设计一种成熟的机器人抑震系统对机器人高效、准确的实现功能具有很大帮助。不能很好地控制机器人的震动，将会给机器人带来很多危害，甚至无法实现功能。比如，空间站第一阶段的装配约需遥控机器人工作 47 小时，其中等待消除残余振动的时间约占总时间的 20%-30%，高速激光切割机器人在运行过程中末段操作器加速度可达 3-5g，而轨迹精度却要求在±0.2mm范围内，航天器的柔性附件在展开过程中诱发的振动可使航天器的姿态失稳，一些系统的展开过程竟达 6-8 小时，需要如此长时间的原因是避免造成大的振动，因此，机器人抑震系统的研究对如何在提高速度，减小机械臂重量的同时保证精度、效率和可靠性十分必要。
2、 课题的研究现状
随着科技日新月异的发展，机器人在生活、生产以及航空航天领域的广泛使用，使得对机器人抑震系统的研究显得十分必要和有意义，机器人抑震系统的核心技术就是压电分流阻尼技术20世纪90年代以来，压电分流阻尼(shuntpiezoelectric
damping)技术在结构振动与噪声控制中的应用越来越引起专业研究者们关注。Hagood等首先提出了压电分流阻尼的概念。该方法的基本原理是通过压电式作动器把振动结构的机械能转换为电能，然后通过分流电路中的电阻把电能消耗掉。
基于压电陶瓷的机器人抑震系统设计之所以被广泛应用于机器人抑震系统中，是因为它有众多其它机器人抑震系统无法比拟的优势，其优点主要集中于以下几点：
1、原理简单明了，易于理解
基于压电陶瓷的机器人抑震系统的核心技术是压电分流阻尼原理，就是利用震动引起压电陶瓷的变形，从而产生电动势，在分流阻尼电路中形成电流而发热，实现了将机械能以热能的形式消耗掉，达到抑震的作用。
2、结构紧凑，占用空间小、无复杂电路
基于压电陶瓷的机器人抑震系统有压电陶瓷和分流阻尼电路两部分组成，压电陶瓷体积非常小，分流阻尼回路主要由导线、电阻和电感三部分组成，电感和电阻主要有串联和并联两种，所以说，整个压电陶瓷分流阻尼系统结构非常紧凑，占用空间也十分小，电路也很简单。
3、自动化程度高
基于压电陶瓷的机器人抑震系统只要设计无误，正确安装在需要抑震的机器上，即可实现抑制震动的功能，在实现抑震的过程中无需人工操作。
4、节能，不需要外接电源
基于压电陶瓷的机器人抑震系统不需要外接电路驱动整个系统，十分节能，其只是将机器震动的机械能转化成热能，以达到抑制震动的目的。
5、工作稳定，反应快
基于压电陶瓷的机器人抑震系统无复杂的电路，而且不需要复杂的软件处理传感器采集的信号，抑制震动是将机械能通过电能转化成热能从而达到抑制震动的目的，这个速度十分迅速。
3、发展趋势
柔性机械臂在震动的过程中不可避免产生弹性震动，对机器人柔性臂的振动抑制成为重要的研究课题，基于压电陶瓷的机器人抑震的方法也在不断地发展和优化，有关发展趋势主要有以下几种：
1、对压电陶瓷布置位置进行优化设计，让压电陶瓷位于柔性臂的不同位置，进行抑制震动实验，分析压电陶瓷在不同位置时候的抑震时间和效果，选取ZUI合理的位置。
2、采用先进的控制器，工程领域广泛使用的PID控制器就是对误差信号进行比例、积分、微分等运算，并将其运算结果作用于受控对象，将压电分流回路与PID控制器相结合，组成抑震效果更好的抑震系统。
3、为了更好地抑制低频震动，采用主动控制方法，主动控制是将作动器和传感器黏结或嵌入柔性机械臂中，并与控制器相连组成智能结构机械臂，在一定的控制规律下，有作动器产生的作用力来抵消机械臂的震动能量。
4、震动控制更加智能，随着科学技术，一种所谓的智能梁被提出，它指内嵌或外贴有分布传感器和分布作动器的柔性机械臂，通过这些材料产生的做动应变来实施震动控制。
二、研究方案及工作计划
在机器人逐渐普及的今天，国内外对机器人的研究投入也在迅速增加，对机器人的要求也越来越高，新一代机器人具有高速、重载、高精度、高的灵活性以及结构简单轻便的特点，尤其在机械臂重量方面，为了减轻机械臂的质量和体积，如今在很多场合的机械臂都使用柔性机械臂，相对于刚性机械臂，柔性机械臂的刚度大大减小，这就给机器人在运动过程中带来了振动，为了解决机器人在工作中的的振动问题，国内外都有比较深入地研究，但是，机器人抑振系统的研究绝不是一朝一夕的事情，直到机器人发展到如今地步，关于机器人由于高速运动而带来的振动问题依然值得研究人员去深入研究。
本课题将采用压电分流阻尼技术，把振动的机械能转化成电能，然后通过压电分流阻尼回路以热能的形式消耗掉，已达到抑振的效果，为了更好地达到抑振的效果，我们将把机械臂的结构简化成悬臂梁的模型，采用ANSYS有限元分析软件，对模型的固有频率进行测试，根据测试结果，对分流阻尼回路的电路进行优化设计，使分流阻尼回路能够在不同模态下对机械臂都能有很好的抑制振动的效果。为了更好的设计分流阻尼回路，本文设计了测试系统，该系统测试了基于压电陶瓷的机器人抑振系统在不同频率和激励强度下抑振系统的输出参数。课题难点是对柔性机械臂建模并用ANSYS软件对其进行模态分析，分流阻尼回路的优化设计也是一个难点。对于这两个难点首先ANSYS分析将采用简化模型的方式解决;分流阻尼回路的优化设计将采用加一个负阻抗变换器的方法，使其达到频率自适应的功能。
三、工作计划
第一 二周 完成开题报告
第三周 查找资料。选择方案
第四周 完成方案的选择
第五周 完成前言部分
第六周 进行框架设计，大体计算结果
第七周 选择参考文献，共十五篇，其中英文五篇，并选择一篇翻译
第八周 完成说明书的前半部分(草稿)
第九周 完成说明书的正文部分，并准备中期检查报告
第十周 准备计算及软件分析
第十一周 完成计算
第十二周 熟悉软件
第十三周 完成软件
第十四周 对设计进行完善
第十五周 完成说明书
第十六周 完成后期检查，并进行修缮
第十七周 修改设计中的不足之处，准备答辩
第十八周 进行答辩
三、阅读的主要参考文献
[1] Vladímir Villaverde Huertasa*, Boris Roha-Ilkiv. Vibration Suppression of a Flexible Structure. Procedia Engineering. Slovak University of Technology in Bratisava. 48 ( 20xx ) 233 – 241
[2] Zhang Jianying*, Liu Tun, Zhao Zhiping. Study on Component Synthesis Active Vibration Suppression Method Using Zero-placement Technique. Chinese Journal of Aeronautics . Received 14 August 20xx; accepted 12 December 20xx
[3] Yuvaraja Ma, Senthilkumar Mb. Comparative study on Vibration Characteristics of a Flexible GFRP Composite beam using SMA and PZT Actuators. Procedia Engineering 64 ( 20xx ) 571 – 581
[4] M. Schwankla*, M. Rübnera, R.F. Singera, C. Körnera. Integration of PZT-ceramic modules using hybrid structures in high pressure die casting. aChair of Metals Science and Technology, University of .Erlangen-Nuremberg, Martensstr. 5, 91058 Erlangen, Germany. Procedia Materials Science 2 ( 20xx ) 166 – 172
[5] Qiu Lei, Yuan Shenfang*, Wang Qiang, Sun Yajie, Yang Weiwei. Design and Experiment of PZT Network-based Structural Health Monitoring Scanning System. Received 7 October 20xx; accepted 23 April 20xx
[6] Timothy N. Chang, Member, Roger Kwadzogah, and Reggie J. Caudill Vibration Control of Linear Robots Using a Piezoelectric Actuator. IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, VOL. 8, NO. 4, DECEMBER 20xx
[7] Kah How Koha, Chengkuo Leea*, Takeshi Kobayashib. A 3-D MEMS VOA using translational attenuation mechanism based on piezoelectric PZT thin film actuators. Procedia Engineering 5 (20xx) 613–616
[8] 董春兵. 基于压电驱动器的柔性臂扭振控制研究`[J].浙江大学工学硕士学位论文.20xx.1
[9] 孙立宁，王洪福,曲东升.柔性臂动力学建模及比较研究[J].压电与声光
[10] 褚 明， 空间柔性机械臂的动力学特性与主动控制研究「D].北京邮电大学博士论文
[11] 詹训慧.分布式压电智能结构的建模与振动控制[D]中国科技大学博士论文,20xx.
[12] 单业涛. 基于模糊控制的 2R 柔性臂压电陶瓷抑振跟踪实验研究[D].北京工业大学工学硕士学位论文
[13] 王洪福. 基于双重驱动的两连杆机器人柔性手臂控制方法研究[D].哈尔滨工业大学博士论文.
[14] 曹青松. 周继惠. 黎
林. 叶
兰. 基于模糊自整定PID算法的压电柔性机械臂振动控制研究[J] 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,南昌
[17] 周四新,和青芳. 《Pro/E Wildfire 3.0》[M].电子工业出版社
[18] 韩建海. 《工业机器人》[M].华中科技大学出版社.20xx.1
[19] 孔祥东.王益群. 《控制工程基础》[M]. 机械工业出版社