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玻璃磨边机的

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小型玻璃磨边机的结构设计.zip,玻璃磨边机的

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一、选题依据 1、研究领域 20 世纪 80 年代以来，随着交通、建筑、旅游等行业的不断发展，人们对玻璃的 需求量也越来越多，这就使得玻璃加工行业得到了快速的发展，玻璃的产量也迅速提 升。 顺应这一趋势，论文选题为小型玻璃磨边机的结构设计，并对此开展对这一 领域的研究。 2、论文（设计）工作的理论意义和应用价值 作为玻璃预处理生产线上的重要工序，玻璃磨边是玻璃预处理的关键设备之一， 主要用于把切割成型的玻璃的边缘磨制成所需要的形状，以适应不同应用环境的需 求。 由于目前数控机床研发水平的制约，绝大多数玻璃生产企业加工玻璃的精度和效 率还有很大的提升空间。西方发达国家的玻璃生产企业在已有技术的基础上，已经开 始探索新的玻璃加工工艺，实现玻璃产品的创新，从而有效降低成本，提高效益。玻 璃生产加工正朝功能型、装饰型、环保型、安全型等方向深入发展，这也是玻璃加工 企业一直追求的目标。 综上所诉，论文工作的理论意义和应用价值就在于通过对玻璃磨边机结构的优化 设计，根据磨削原理进行了玻璃磨边机磨边系统的力学特性分析，建立了玻璃磨边机 的有限元模型，在力学分析和模态分析的基础上完成玻璃磨边机主机架结构的优化设 计，从而提高了机床的整体力学性能和动态特性。 3、目前研究的概况和发展趋势 3.1 国外研究现状 随着科技的进步和社会的发展，国外的玻璃的生产加工已经从过去单台设备转化 成全自动生产线模式，这不仅提高了玻璃的生产加工效率，而且加工出的玻璃精度和 质量都有了极大的提高。玻璃发展的如此迅速归功于玻璃加工设备的技术更新，而数 控机床的迅猛发展离不开一大批专家学者的研究。由于很早就意识到玻璃所具有的独 特的优势，国外的学者花费了大量的人力、物力、财力进行玻璃生产加工设备的研发， 并取得了大量的科研成果。 美国的诺顿和艾伦合作制订了选择砂轮类别和砂轮轮速度的基本原则，提出将砂 轮进行平衡，可以提高磨削效率和精度，并指出在磨削过程中需要实时的修整磨轮使 用切削液。美国的奥尔登和英国的格斯特在磨削理论的基础上对磨削过程中砂轮的选 择、磨削用量设置、磨削力的大小等问题作了深入的研究。口本的关口八重吉和德国 的施勒辛格尔等人在前人研究的基础上，进一步探讨了影响磨削力的各个因素，从而 推动了机床检测技术的进一步发展。在机床设计分析方面，国外具有先进的玻璃生产 设备研发基础，对数控机床的研究起步较早，对机床机械结构的分析比较透彻，虽然 还有进一步发展的空间，但是现有的动静态研究方法已经满足当前设备发展的需求， 由这些设备制造出的工件也能满足现在的精度要求。利用有限单元法对机械结构进行 分析在国外发展的也比较成熟，而且国外学者更重视把有限元法应用在机械结构的辅 助设计上，并且取得了大量的研究成果。U.Heisel 与 A.Feinauer 研究了在高速磨削 过程中振动产生的原因，例如变化的切削载荷是如何影响振动的，并在机床的模型上 仿真了多种振动对工件质量的影响，最后利用切削试验对仿真结果进行了修正fl。 韩国的 Dai Hilty lee 和 Jung Do suh 等人通过有限元分析了高速铣床的滑块结构， 并从中研发出一种新型的滑块结构，这种夹层复合结构质量轻、阻尼系数高【lob。 西班牙的学者 MZatarain 分别采用 Nastran 和 I-deas 两种软件建立了立柱移动式铣 床的整机模型，不仅包括主轴箱、立柱、床身等关键部件，还考虑了它们之间接触面9的影响，在此基础上，MZatarain 对整机进行了模态分析，通过几种方案对比，选择 了较合理的结构。Kennedy 和 Pancu 研究了如何才能精确的计算机械结构固有频率和 阻尼比，为口后科研的应用铺平了道路。德国的 Bishop 通过自己多年的研究，在论 文中从更深层的角度阐述了模态分析的原理，为后来的学者研究机械结构的动态特性 奠定了基础。 3.2 国内研究现状 近年来，我国的玻璃行业发展的速度也比较快，玻璃加工企业的数量不断增加， 企业规模也变得越来越大，作为玻璃加工企业的关键设备，玻璃磨边机的市场需求将 会越来越广泛。但是就目前来看，国内玻璃磨边机研发力量薄弱，技术还不成熟，玻 璃加工设备落后，自动化程度低，生产的玻璃质量与西方发达国家相比差距甚远，难 以满足我国玻璃加工行业快速发展的要求。而智能化自动化程度相对较高玻璃磨边 机，国内机械生产水平还远远不能达到，所以仍然以从德国、意大利、瑞士等西方发 达国的进口为主，导致我国玻璃生产企业在设备上投入了大量资金，已经没有能力改 进或研发新，长此恶性循环发展下去，使我国企业对国外的玻璃设备生产企业依赖程 度越来越高，当设备出现故障的时候，我国的技术人员往往解决不了，又需要花高昂 的费用请国外的技术人员予以解决，这严重制约了我国机床装备行业的发展。因此很 多致力于振兴我国机械行业的高等院校和科研机构开始了探索，并取得了一定的科研 成果。吉林大学的王龙山教授等经过多年的研究，建立了砂轮磨削随时间变化的数学 模型，并利用计算机仿真技术模拟了磨削的实际过程，为以后学者进行磨削优化、自 动控制等提供了必要的理论基础。长春大学的王颖淑等将砂轮上的磨粒进行简化，研 究它的切削状态，由此建立了外圆纵向磨削系统的力学模型，这为仿真外圆纵向磨削 过程、实现磨削过程的自动控制提供了必要条件。在机床设计分析方面，东南大学倪 晓宇、易红等利用有限单元法对大型数控机床床身进行力学性能分析和动态特性分 析，并根据渐进结构优化算法(ESO)对机床床身结构进行了拓扑优化，使 ESO 方法在 机械结构的优化方面得到了很好的应用。内蒙古工业大学的杨明亚利用三维建模软件 建立了数控磨床立柱结构的有限元模型，利用有限元分析 ANSYS 对立柱部分进行了模 态分析，得到了立柱前五阶固有频率和振型。浙江大学现代制造工程研究所的杨晓京 运用 ANSYS 软件对 XM538 数控铣床的基座结构进行了优化设计，比较了四种结构形式 的基座的动态特性，提出在 XM538 数控铣床中选用内侧加强筋基座结构，可以大大提 高机床机械性能。东南大学的伍建国等在对 K15280B 数控加工中心床身动态测试的基 础上，建立数控加工中心的有限元模型，并对其床身结构进行了静态特性和动态特性 的分析，找到了现有数控加工中心在设计中存在的缺陷和不足，并从多个角度对加工 中心进行了改进，经过对比分析得到了结构设计最合理的方案。东北大学张耀满在 CK5132 立式数控车削加工中心的研制过程中，在机床原有的结构基础上进行动力学分 析，根据分析结果对机床进行了改进设计，从而提高数控机床的动态性能，并与试验 结果进行了对比分析，验证结果的合理性。西安工业大学朱育权通过 ANSYS 软件建立 CL 140 数控机床的实体模型，采用四面体单元对模型进行网格划分，得到了数控机床 的前三阶固有频率和振型，根据对比分析找到了避开各阶激振频率的方法，有效的 提高了数控机床的抗振性能。 综上所述，尽管国内外许多学者对玻璃磨边机进行了相关研究，并成功指导了工 程实践，但仍然存在值得深入研究的问题。 （1）目前虽然已有部分专家学者对磨削理论进行了研究，但主要是针对金属材质 的工件，对玻璃、橡胶等非金属材质的工件研究较少。 (2)对玻璃磨边机械结构的设计仍然采用经验法，将各零部件盲目组装，没有考 虑设备的振动性能以及局部的强度和刚度，影响了机床的整体性能。 (3)对玻璃磨边机等数控机床结构的设计从力学角度或振动角度孤立的分析，没 有将它们有机结合共同指导数控机床的结构优化。 因此，本文在综合分析国内外的研究现状的基础上，结合具体的工程实际，针对 目前玻璃磨边机研究存在的问题，对玻璃磨边机主机架结构力学性能、模态特性和结 构优化等方面进行了深入的研究。 二、论文（设计）研究的内容 1.重点解决的问题 为达到预期目的，论文（设计）研究中应重点解决的问题有： （1） 给出磨边机的结构设计方案 （2） 根据磨削力校核相关构件强度 （3） 计算分析及标准件的选择 （4） 给出装配图和实体模型图 2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路） 针对论文（设计）研究的问题，拟开展研究的主要思路如图所示： 3.本论文（设计）预期取得的成果 通过对玻璃磨边机主机架的力学分析，预期实现的成果如下； （1） 利用数值分析软件得出磨边机工作时磨轮受力的曲线图； （2） 利用三维建模软件建立玻璃磨边机的实体模型； （3） 依据分析结果对玻璃磨边机力学性能进行校验； （4） 分析玻璃磨边机的动态特性，确定玻璃磨边机的临界转速； （5） 研究力学性能析和模态特性分析的结果，建立玻璃磨边机主机架结构的参数化模型，选择合适的设计变量、目标函数和约束条件，对设计变量进行 灵敏度分析，确定各个输入输出参数的优先级； （6） 归纳总结研究结论，提出相应改进措施。 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）； 有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物理物体或物理系统。在这 种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点组成的几何 模型。在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。 有限元分析法(FEA)已应用得非常广泛，现已成为年创收达数十亿美元的相关产 业的基础。即使是很复杂的应力问题的数值解，用有限元分析的常规方法就能得到。 通过本科四年的学习，以及对机械领域的综合技术的一定了解，拟采用有限元分析 的方法对兆瓦级风电系统齿轮主轴进行动力学特性分析，完成毕业设计题目。 2.论文（设计）进度计划 论文起始周 计划内容 第 1 周 根据题目要求，编写论文摘要 第 2 周 研究现有玻璃磨边机结构，给出设计初步方案 第 3 周 结合设计参数，对主要零部件进行设计，并画出二维图 第 4 周 电机选择及强度校核 第 5 周 给出磨边机装配图 第 6 周 完善结构，尽可能小型化便携式 第 7 周 给出实体模型图 第 8 周 完成毕业设计说明书初稿，并完成设计图纸要求 第 9 周 翻译外文文献，并完善论文 第 10 周 完成毕业设计论文，完成答辩 PPT 四、需要阅读的参考文献 1孙国文. 玻璃磨边机主机架结构力学特性分析与优化设计D.武汉理工大学,20 14. 2赵息平. 立式玻璃磨边机磨削力测试分析与研究D.北方工业大学,2013. 3郑晓丽. 立式玻璃磨边机关键部件有限元分析及优化设计D.北方工业大学,20 13. 4徐宏海,赵息平.立式玻璃磨边机砂轮组件力矩传递特性测试分析J.机械设计 与制造,2012(11):211-213. 5孔德帅,罗学科,徐宏海.立式磨边机磨头机构的动态性能分析J.机电工程,201 1,28(07):802-805. 6赵毅忠,祝本明.新型玻璃磨边机数控系统J.兵工自动化,2010,29(08):85-86. 7许海峰,唐伟强,聂世涛,周靖.一种玻璃磨边机及其多功能夹具的设计J.机械 设计与制造,2010(03):240-241. 8蔡小林,周会成,陈吉红.新型数控玻璃磨边机的开发J.机械设计与制造,2007 (12):103-105. 9李敬兆.S7-200PLC 实现的智能玻璃磨边机研究J.安徽理工大学学报(自然科学 版),2005(02):45-49. 10张锡珍.新型玻璃磨边机试制成功J.建材工业信息,1992(20):11. 11Jian Hu,Zhan Jin Wang,Bin Duan,Gang Yan Li. Optimization Design Meth od for Body Frame of Vehicular Glass Edge Grinding Machine Based on Goal-Driven OptimizationJ. Applied Mechanics and Materials,2013,2549(345). 12Bing Deng,Guo Qiang Shen. The Application of Fuzzy PID Control Algor ithm in Variable Frequency Speed Regulation System of Glass Edge Grindin g MachineJ. Applied Mechanics and Materials,2015,3675(697). 13BELLI, MARCO, GERVASONI, MASSIMILIANO. Machine for grinding the edge s of plates of glass, marble, and stone materials in general, with integ rated drilling/milling unitP. ：EP2687327,2014-01-22. 14Belli, Marco, Gervasoni, Massimiliano. Machine for grinding the edge s of plates of glass, marble, and stone materials in general, with integ rated drilling/milling unitP. ：EP2687327,2017-03-22. 15BELLI, MARCO, GERVASONI, MASSIMILIANO. Machine for grinding the edge s of plates of glass, marble, and stone materials in general, with integ rated drilling/milling unitP. ：EP2687327,2014-01-22. 附：文献综述文献综述详细阅读参考文献后，对各个文献的研究成果及局限性进行了如下归纳。 文献 11. 研究成果：（1）玻璃磨边机磨边系统力学特性分析。调研了全自动玻璃预处理生产线， 在研究了玻璃磨边机的结构组成和工艺流程，在此基础上从简化的单个磨粒的 切削状态出发，建立了玻璃磨边机在工作过程时系统力学模型，利用数值分析 软件 Matlab 得出磨边机工作时磨轮受力的曲线图，为后文进行玻璃磨边机的有 限元分析提供力学支撑。（2）建立了玻璃磨边机的有限元模型。利用三维建模软件 Pro/E 建立了玻 璃磨边机的实体模型，研究了建模软件与有限元软件之间的数据接口和格式转 换，将 Pro/E 与 ANSYS 无缝连接，而后把简化后的玻璃磨边机模型导 ANSYS Workbench 中，经过单元选择、材料定义、网格划分完成玻璃磨边机有限元模型 的建立。（3）玻璃磨边机实体模型的有限元分析。在磨削系统力学模型和磨轮受力 曲线的基础上，对玻璃磨边机主机架进行力学性能分析，得出磨边机极限工况 下的变形图和应力图，根据分析结果对现有磨边机结构设计进行评价。在模态 分析理论的基础上，利用 ANSYS Workbench 软件对玻璃磨边机进行动态特性分 析，根据提取的前六阶频率和振型，研究磨轮电机的临界转速。（4）玻璃磨边机主机架结构的优化设计。在玻璃磨边机力学性能分析和模 态特性分析的基础上，建立了以变形量为目标函数，低阶频率、质量、最大应 力为约束，主机架截面宽度、厚度、高度为设计变量的优化模型。根据 GOE 法 研究磨边机各个输入输出参数的灵敏度，确定了它们的优先级，利用 ANSYS Workbench 中的 Design Exploration 模块完成主机架的优化设计。2. 局限性（1）建立的玻璃磨边机磨削系统力学模型在进行计算时许多参数都是取的 经验值，可以考虑将力学模型与实验相结合，通过两者结果的对比对力学模型 参数及时进行修正。（2）玻璃磨边机主机架结构进行模态分析时，外界的激振频率只考虑了磨 轮电机的转速，将磨轮电机转速应该远离磨边机固有频率作为重要的约束条件 实现了主机架的优化。实际上磨边机工作时外界的激振频率还有很多，学者可 以深入研究其他影响磨边机动态特性的因素。（3）本文对玻璃磨边机主机架结构的有限元分析是在常温下进行的，实际 上磨边机工作时由于磨削、电机高速旋转等因素会产生大量热，这些热量对机 械结构的影响也是不可忽略的，因此玻璃磨边机主机架结构的热力藕合分析还 有待进一步的研究。文献 21. 研究成果（1）通过在电机轴末端设置推力球轴承，负载力矩经轴套传递到砂轮电机轴的磨削 力矩传递率达到 98%，而且恒定不变，比不加推力球轴承时高出 20%。负载力矩与传 递到电机轴上的力矩之间具有良好的线性关系，能够满足工程测试对传感器信号线性 度的要求。因此，可以通过在砂轮电机定位轴套上粘贴电阻应变片的方式，制作应变 式力矩传感器，测量玻璃磨边加工过程中的磨削力矩。（2）以阶梯轴套为弹性元件，在轴套的外表面粘贴两组电阻应变片，制作了通过多点接触导电滑环为测量电桥供电和传递测试信号的应变式磨削测力仪。对磨削力仪进 行标定、磨削力模拟测试和精度检测，结果表明电机轴末端加推力球轴承后，切向磨 削力 FT 和径向磨削力 Fn 的传递率分别为 97%和 70%，比不加推力球轴承提高了 20% 测力仪测量误差小于 5%该测力仪具有结构精巧，成本低廉，安装和拆卸方便，不需要 改装玻璃磨边机、可在正常生产条件下测量磨削力等优点。2.局限性（1）磨削力试验过程中，仅考虑了砂轮线速度，玻璃进给速度，玻璃倒角。对磨削 力的影响，没有考虑到玻璃厚度,砂轮粒度和砂轮振动对磨削力的影响。（2）未对磨削力测试信号的动态特性作进一步分析研究 文献 31. 研究成果（1）根据机架、支撑架和夹送辊的实际受力情况，对机架、支撑架和夹送辊分别进 行了有限元静力分析，分析得出:机架的最大应力值为 21.4Mpa，最大变形为 0.173 mm; 支撑架的 最大应 力值为 34.3Mpa， 最大变 形为 0.186mm; 夹送辊 的最大 应力值为 68.3Mpa，最大变形为 0.670mm。由分析结果可知，机架、支撑架和夹送辊均能够满足 强度和刚度要求，但是在材料利用上都存在很大的浪费。（2）以提高机架结构的材料利用率为目的，对机架进行了改进设计与分析。改进方 法是保持机架原有的结构形式不变，将机架原本的空心方管尺寸 100X 100X5 mm 替换 为 92X92X5 mm。进后机架结构的有限元静力分析结果表明，改进后机架的最大应力值 为 25.6Mpa，最大变形为 0.247mm，不仅仍然能够满足强度和刚度要求，而且比改进 前的机架节省材料 12.43%，达到了节约材料的目的。（3）以提高支撑架结构的材料利用率为目的，对支撑架进行了改进设计与分析。改 进措施是保持支撑架的结构形式不变，将支撑架原有的 100X100X5 的空心方管替换为 92X92X5 mm 的空心方管、将 100X50X5 mm 心矩形管替换为 90X40X5 mm 的空心矩形管。 改进后支 撑架结 构的有 限元 静力分 析结果 表明， 改进后 支撑架 的最大 应力值为 56.4Mpa，最大变形为 0.262nnn，不仅仍然能够满足强度和刚度要求，而且比改进前 的支撑架节省材料 18.24%，达到了节约材料的目的。（4）为了提高材料的利用率和降低立式玻璃磨边机的制造成本，通过将夹送辊的聚 氨酚橡胶层壁厚 9 mm 改为 5m，将钢管的壁厚 15mm 改为 10mm 的方式对夹送的结构改 进设汁。在对改进后的夹送辊结构有限元静力分析后得知，改进后夹送辊的最大应力 值为 85.4Mpa 最大变形为 0.838mm，不仅仍然能够满足强度和刚度要求，而且比改进 前的夹送辊节省材料 29.35%，达到了节约材料的目的。2.局限性（1）仅对支撑架、机架和夹送辊进行了有限元静力分析，若要更准确验证其是否具 有足够的强度和刚度，应对支撑架、机架和夹送辊做一些有限元动态分析。（2）在对支撑架、机架和夹送辊的有限元静力分析完成后，凭借经验对其结构进行 了改进。在以后的工作中，可以利用 ANSYS 优化工具，通过设定具体的优化参数对支 撑架、机架和夹送辊进行优化设计。（3） 仅从仿真角度和理论角度对支撑架、机架和夹送辊的结构进行有限元静力分析、 对下磨头传动系统和玻璃传送系统进行优化设计，缺少通过试验来验证分析结果的正 确性这一环节。在后续研究中，可以适当增加试验环节。文献 51. 研究成果（1）通过合理的模型简化和单元类型的选择，本研究 建立了三维有限元实体模型， 利用弹簧阻尼单元 COMBIN14 模拟了结合部的特性，得出在考虑上磨头 机构的丝杠螺母轴承和导轨结合面情况下的上磨头机 构整体的动态特性，得到前 1 阶 5 阶 固有频率分别 在 33、 44、 97、 105、 119 Hz 附近，并与刚性连接的情况 作对比 分析得出，结合面对高阶固有频率的影响较为 显著，振型上主要表现在局部结构的 振型。（2） 本研究还通过谐响应分析模拟了上磨头实际工作 时的状态，得出频率在 30 45 Hz 之间砂轮中心 Z 方 向的谐响应振幅最大，这是造成磨边不均匀现象的原 因 之一。文献 6研究成果新型玻璃磨边机数控系统技术已应用与多数口径炮弹紫东合膛设备中，具有成本 低，对工作环境要求不高，易于控制的特点。该技术已投入实际批量生产，不仅大大 减轻了工人的劳动强度，还提高了大口径炮弹的装配检测的技术水平和安全性，解决 了生产过程中存在的安全，质量和效率等问题，具有较好的推广利用价值。文献 7研究成果讲逆向工程与数值模拟技术相结合，作为一种新模具修复手段。以原始样件进行 逆向测量，将重构所得 CAD 模型作为原始凹模型面，运用有限元方法进行冲压成型模 拟和分析，进而成功复制出原始产品。避免了模具无法修复而报废的情况。文献 8研究成果新型数控玻璃磨边机集成了 CAD/CAM, 目前主要可以磨削 以下几种玻璃形状: 若干段直线段构成的凸多边形, 若干段圆弧 构成的非凹封闭曲线, 若干段直线与圆 弧构成的非凹封闭形, 椭 圆以及其它具有确定函数关系的非凹曲线。该类型的磨边 机适 合磨削数码相机、手机的玻璃显示屏等尺寸不大的玻璃。文献 9研究成果方圆玻璃机械厂生产的玻璃磨边机实现了智 能控制 ,使玻璃的磨削精度和磨削 速度均得到显著 提高 ,玻璃花边的磨削质量和产品档次均得到明显 改善 ,进料速 度: 0. 5 m /min 5 m /min 无级可调 , 以直角花边为例: 直边最大磨削量达 3 mm、 磨削 误差小于 0. 05 mm、棱角最大磨削宽度可达 2. 5 mm、棱角角度为 45 、玻 璃板厚度为 3 12 mm,产 品深受用户欢迎。由于产品开发时间和 PLC 功能 的限制 , 未将基于神经网络变结构控制应用到该系 统中 ,作者正在 LPC2214 上开发 ,以期尽 快应用到 实际中去 ,进一步提高系统控制精度和产品质量。文献 10研究成果把万向球式工作台面改成气垫桌式，。台面上贴上橡胶条，胶条间隔贴成肋状气 孔打在胶条上，肋间的槽可顺利的排水，排渣，经使用效果良好。台面可按大玻璃规模制造，中间站人的位置可适当凹进，这样就兼顾多种规格。 磨小规格玻璃时因漏气面积大，玻璃浮不起来，可在气箱中加蝶形阀，使气流集中于 使用区，风机要适当大一些。这种玻璃磨边机克服了原万向球式工作台手磨磨边机的许多缺点。万向球式工作 台台面不但不易调平，而且又容易松动，球架易生锈，转动不灵活，球的材质难选， 易给玻璃造成擦伤，是玻璃表面失光。玻璃磨边机的设计摘要玻璃磨边机顾名思义是对玻璃的边缘进行打磨，可以根据自己的需要通过玻璃磨边机把玻璃磨削成自己想要的样子。目前玻璃产品的用途越来越多，朝着功能型，实用性，装饰型发展，市场需求越来越多。但是我国玻璃行业起步晚，玻璃磨边机主要还是依靠进口，这样是有着明显的缺点的，不仅仅消耗了大量的外汇，而且只要设备出了故障，只能依靠国外的专家对设备进行维修，大大的增加了使用维护成本，而且相当的影响生产效率。除此之外，由于软件部分国外了为了保护自己的技术成果，我们很难攻克，拓展性受到限制，大大影响生产力。所以尽快研发出属于我们自己的高性能自动化玻璃磨边机，为推动我国工业化快速发展具有总要意义。本文就玻璃磨边机的结构设计展开论述，玻璃磨边机的机械结构，一是磨削进给系统，也就是磨削玻璃的部分，二是加工工作台，两者分别由普通电机和伺服电机进行驱动，通过控制磨削砂轮的运动轨迹进而将玻璃的边缘磨削成不同自己需要的样子，最后为了使玻璃磨边机向着小型化便携化发展对其结构进行改进。关键词： 玻璃磨边机 小型化 便携化 设计结构ABSTRACTGlass edging machine by definition is the edge of the glass polished, you can according to their own needs through the glass grinding machine to grind the glass into their desired appearance. At present, the use of glass products more and more, towards the functional, practical, decorative development, more and more market demand. But Chinas glass industry started late, glass edging machine is mainly dependent on imports, which has obvious shortcomings, not only consumes a lot of foreign exchange, and as long as the equipment out of the problem, can only rely on foreign experts to maintain and debug equipment, so not only affect the production, but also greatly increased the use of maintenance costs. In addition, because the software part of foreign countries in order to protect their technical achievements, we are difficult to conquer, the expansion of the restrictions, greatly affecting productivity. So as soon as possible to develop our own high-performance automatic glass edging machine, in order to promote the rapid development of Chinas industrialization has a general significance.This paper discusses the structure design of glass edging machine, the mechanical structure of the glass edging machine, one is the grinding feed system, that is, the part of the grinding glass, the second is the processing table, both by the ordinary motor and servo motor drive, by controlling the movement track of grinding wheel and then grinding the edge of the glass into different needs, Finally, the structure of the glass edging machine is improved toward miniaturization and portability.Key words: Glass edging machine miniaturization portability目录摘要IABSTRACTII1.绪论11.1课题来源及意义11.2国内外的发展状况和应用情况11.3本文的主要工作12.本机结构介绍和主要工作原理32.1本机的结构简介32.2玻璃磨边机机的工作原理32.3主要技术参数42.4本机的基本设计方案、传动系统及特点要求43.夹持机构设计83.1夹持带主要参数的选择与计算83.2带的设计94.输送料机构设计114.1输送料传动工作原理114.2速度比的计算114.3同步齿形带设计134.4链传动的设计155.转角机构的计算195.1转角机构初始条件195.2转角与电机转数关系195.3转角误差分析216.步进电机的原理介绍及选用226.1步进电机简介和分类226.2步进电机的特点和主要特性247.结 论28附录1：外文文献翻译30附录2：外文文献原文35致谢361. 绪论1.1 课题来源及意义 改革开放以来科技迅速发展，建筑业，交通业以及旅游业高速现代化，几乎一切行业都在使用玻璃，这也就带动了平板玻璃深加工的发展，对深加工玻璃的需求越来越大，玻璃深加工的产量必须快速上升。我国玻璃深加工企业在最近的数十年发展迅速，数量爆发式增加，规模越来做越大，玻璃磨边机作为玻璃深加工企业必须的专业性设备，其市场需求无可争议的越来越多。但是截止到目前，国内玻璃磨边设备还处于萌芽阶段，大多数只能单件加工，而不能批量生产。对于21世纪快速发展的中国这是远远不够的，我们需要尽快研发出属于自己的不落后于其他发达国家的智能玻璃磨边机。1.2 国内外的发展状况和应用情况 目前玻璃磨边机设备很少有国产的，主要是进口的，进口磨边机大多数由意大利生产，另外还有来自美国、法国，台湾等地的磨边机也是比较多的。但是完全依赖设备进口是不行的，国外的设备价格都不低，而且是非常高的，花费大量的资金是不可避免的，不仅仅是这样，设备的软件部分，由于其他国家要对自己的技术进行保密，我们没有办法深入了解，功能扩展性差，万一设备出了问题还必须要有国外的专家来维护调试，很是不方便，对生产造成很大影响。所以我们必须自己开发和研制生产我们自己的玻璃磨边机，玻璃加工行业的潜力很大，我们必须抓住机遇，迎合市场需要开发出自己的高性能智能磨边机，玻璃深加工行业打下结实可靠的基础。1.3 本文的主要工作本文主要工作包括: 玻璃磨边机的总体设计 玻璃磨边机的电气控制部分硬件设计 可编程控制器的选型、模块设计 旋转编码器及高速计数器分析 人机界面选型、设计 PLC与人机界面的程序设计 基于PLC的模糊PID设计等。1.4 本章小结 本章主要讲述玻了磨边机的结构组成，课题的来源和意义，国内外发展的现状以及对文章的主要工作进行了简单的介绍。V玻璃磨边机的设计2. 本机结构介绍和主要工作原理2.1 本机的结构简介下面是玻璃磨边机的设备外形，主要形状如下图：图 21 玻璃磨边机外形玻璃磨边机主要由以下部分组成： 2.2 玻璃磨边机的工作原理1.2.1 设备概述在国内当前投产的的玻璃磨边机设备，还是运用的是老旧的工艺，费时费力、浪费资源，主要原因是由于其工作方式为间歇式的；这种老旧的工艺，具有一定的工作周期，间隔周期之间的时间就会被浪费；此外，该种传统方式生产的产品质量也会受到人们的质疑，进而影响其销量；另外，玻璃在输送过程中由于其自身形式导致不能连续均匀地运送，并且时常可能出现被挤压破碎的状况。以上所述都会对设备磨削玻璃重大影响，从而影响到相关产品产量，会严重影响生产效率。针对我国相关设备现状及技术的缺陷，本设计为玻璃磨边机的结构设计，这是一种高自动化加工设备，可以达到连续加工的目的，这样可以有效提高生产效率，省时省力，节约成本，从而提高企业生产的整体效率。根据上述的设计思想玻璃磨边机最后确定的基本结构形式为：传送带、传动链，转角机构，电机的选择。其基本工作原理介绍如下：玻璃磨边机的核心工作步骤是为磨削，所以磨削的计算在此次设计中也是重中之重，因为玻璃磨边机的尺寸设计一环扣一环，必须要等到磨削角度的结构尺寸选定之后才可以决定；还有输送机功率得选择也比较重要，所以还需要进行电机功率和取料参数的相关计算。玻璃磨削的两个主要不步骤是粗磨和精磨，但是除了这两部之外，还有一步很关键，那就是抛光。玻璃表面与水相互作用产生水解现象，水解现象的作用是在玻璃表面产生一层薄薄的膜，要使玻璃表面变得平整透亮，研磨会破坏这层薄膜，如此反复地进行这一过程就是玻璃的抛光，我们也可以把这一步骤叫做研磨。2.3 主要的技术参数在进行玻璃磨边机的结构设计过程中，首先要考虑机电装备的所属类型、布局以及常用的玻璃的形状，在满足机电装备工作性能的前提下，综合考虑其他工艺性、环境属性以及工业没学方面的问题。其次，根据磨削玻璃的要求、受力情况以及其他设计要求进行结构设计，在保证良好的磨削玻璃性能的同时，又能减轻重量，节约材料和能源，同时尽量向着小型化便携化发展。这次我们设计的玻璃磨边机的类型是玻璃直线双边机，这不仅仅是我们为了向着小型化便携化发展做出的选择，还因为它生产快，成品率较高、磨削质量比较优秀、加工精度和其他类型磨边机相比要好、操作不难方便的，适用于磨削不同厚度和的尺寸的平板玻璃。具体的要求如下:1.能保证系统长期可靠稳定的运行。2.操作性: 每时每刻都会监控着操作过程，第一时间看见问题所在。3.操作界面人性化，不仅仅采用中文显示，而且非常容易看懂，便于操作。4.实用性:一次完成大部分工序。5.维护功能:具有自己判断故障的功能、自我警报功能，维护起来简单且经济实惠。6.成本:整个设备价格合理，可以大量广泛使用。7. 通过查阅相关参考文献和设计手册，主要技术指标:（1）最小速度以及最大速度的取值: （2）可以磨削的最深尺寸: （3）磨削玻璃长度:（4）磨削玻璃厚度 : （5）设备需要的总功率: （6）设备正常工作下需要的电压/频率:（7）倒角角度: （8）夹持胶带运行速度：（9）允许的玻璃的最下厚度以及最大厚度：（10）可以加工的玻璃的最大尺寸：（11）斜边角度范围： （12）斜边宽度： 2.4 本机的基本设计方案、传动系统及特点要求2.4.1 通过查阅相关参考文献和设计手册，本机的基本设计方案（1）采用两条有弹性带从两边夹紧玻璃；（2）为了使电机获得我们需要的很多不同转速，采用变频器调速；（3）玻璃取立位安放；（4）手工上下料，同步齿形带输送；（5）屏幕上用数字进行显现结果；（6）宽度进给分为电动和人为手工两种方式（7）面板上有相应的数字显示；（8）角度调整为电动；（9）电机工作的电流大小由电机上面的电流表显示2.4.2 最终方案的认定和优缺点2.4.2.1. 主传动机构本设计要求：1、双带夹持玻璃；2、怠速变频调速；3、适用玻璃厚度 为此，本设计方案采用的传动方式如图所示：图2.2主传动系统减速器3 前带5传动顺序：主电机1 主电机2 减速器4 后带62.4.2.2. 夹紧的特点与其方式如图2.3所示，玻璃夹紧需要左右两条软的具有弹性的带夹住，在它的侧后方有一个刚性支撑板做支撑，这样玻璃就能靠在支撑板上，竖直方向上的定位问题就得以解决，这样的夹持放发可以大大的降低玻璃因为设备受力原因而导致破碎的概率。如图2.4，橡胶带轮轴向采用外球面轴承支撑图2.3胶辊图2.4夹紧机构2.4.2.3. 选择玻璃安放位置为了减小占地面积，有效的利用加工空间，我们采用站式，倾斜的安放位置，相对垂直面向后倾10。玻璃后倾5。2.4.2.4. 确定上下料方式因为玻璃的形状不一样并且差异巨大，本机也并没有自动的上下料装置所以采用人工的工作方式。2.4.2.5. 调整角度因为磨削角度是，所以是有角度调整机构的。见图2.5。图中C为横梁摆动的支撑点，A点处为螺旋副，B铰链处为动力输入轴。螺母铰接于横梁上（可以绕铰接点转动）。图2.5 转角机构3. 夹持机构设计3.1 夹持带主要参数的选择与计算3.1.1 主驱动系统（如图3.1）图3.1 夹持原理设计要求:带速变频调速变速3.1.2 电机功率的选择确定本来主电机功率为，但是在这里我们使用系数取为， 所以选用电机的功率型号的确定我们选择恒扭矩调速电机。3.1.3 夹持带厚及辊子直径的选取带厚，夹持带主动辊直径选为。3.1.4 减速器总速比及分配已知：带速 辊子直径 带厚 调速机 所以总减速比,参照减速器样本，选取适当的减速器比分配速度比。公用减速器：型号：型杆式减速器，速度比： 。后夹持带用减速器：型号： 型（左旋），速度比：。前夹持带用减速器：型号：型（右旋）,速度比：。3.1.5 校核夹持带实际速度最大线速度: 式中当时, 计算则得。最小线速度：式中 则速度。3.2 带的设计3.2.1 带的要求在这次的玻璃磨边机的设计中，输送玻璃的传送带相当关键，因为玻璃属于易碎品，运输过程中很容易因为小小的一点波动的造成玻璃的损坏，玻璃输送的平稳性也有着很大的要求，对玻璃的磨削时角度的控制是关键，稍微的晃动都会对精细的角度磨削造成毁灭性的打击，所以对带的要求也很高：（1）要有优良的承载重物的能力和一定的宽度，来应付各种不同尺寸的玻璃（2）能相互连接，形成环绕形状；（3）要保有一定的稳定性，是传送带在传输过程中平稳。（4）带和带之前用优良的粘合剂粘住，避免脱层（5）要有一定的柔韧性，因为要在长方向上绕着滚筒弯曲；（6）有一定程度的结实，能够承受一定的撕扯力，耐损伤。3.2.2 带的材料及带的组成分析伸长量可取3。一般我们认为输送带的弹性伸长量为：输送带材料棉帆布尼龙帆布涤纶帆布整体编织芯钢绳芯芳纶织布伸长量 3.2.3 带的磨损输送带的寿命是由它的磨损的程度决定的，这种磨损分为两种，一个是覆盖层和运输货物之间的磨损，它们之间靠着摩擦力来工作运行，没有摩擦力货物就不能被运输。另一种是输送带的下覆盖胶和驱动滚筒之间的磨损，它们也是通过摩擦力来进行工作，滚筒带动输送带的下覆盖胶旋转，没有摩擦力就不能运转。因为这两组滑动摩擦力的产生，故障时有发生，有时候可能发生输送带直接被扯断的情况，所以我们采用阻燃带来减少这种故障的发生。输送带也不是一直会运行在中心线上，为了保持工作的正常运行，我们可以允许输送带有5%的误差，但是不能跑偏过大，这样会设备和输送带接触造成边胶磨损。4. 输送料设备设计4.1 输送料传动工作原理当带的设计完成之后，我们开始设计和输送带相关的结构。因为需要加工的玻璃的千奇百怪，也就是说加工的玻璃没有统一的形状，所以我们就没办法设计统一的输送料机构，所以我们采用人工上下料的方式，用两条同步齿形输送料。采用同步齿形带是因为它的不容易被伸长，这样玻璃不容易打滑，它的工作面是齿形的环形传动带，玻璃在上面不容易打滑。带的背面开有凹槽，同时这些凹槽可以在工作过程中让空气流通，这样就不会有太大的噪声。同步齿形带的优点也有很多，例如它的传动比准确，对轴和轴承的压力小，转动系统的结构紧凑，不打滑等等。一般参数如下：线速v：；功率速比； 效率：;工作温度： 工作原理图如下：图4-1 输送料传动原理图4.2 速度比的计算4.2.1 速度比确定同步为速度计算比的依据。由于夹持带前主动辊直径为，被动辊直径为，因此接送料带传动的速度比是不同的。从图8可以知道输料带速度比：送料带速度比： 齿形转速：夹持带带轮转速：齿形带带速与转速的关系为：式中： 计算中，当按考虑时, 将 则得则得速度比分配a 输料带取 此时，实际速度比 实际带速 b 送料带取此时，实际速度比 实际带速 式中： 同步齿形带设计设计同步齿形带的时候，因为需求功率较大选取传动比较小的电机，选取，功率达到5KW，满载转速1000转每分钟，周间距为，每周工作小时，每天一班。4.2.2 带的数据计算1. 选定带型和节距： 表4-1 带尺寸参数带型节距pb齿形角2齿根厚s齿高ht带高hs齿根圆角半径rr齿顶圆角半径raXH22.1854012.576.3511.21.571.19大带轮齿数Z1根据带型和转速来确定的转速为5转每分钟，根据上面的表格可以知道，最小齿数为18，所以我们取大带轮齿数为25.2.大带轮节圆直径d1：3.小带轮齿数Z1：4.小带轮节圆直径d2：5.带速：6.初定轴间距a0 ：取 7.带长及其齿数：选用同步带，带长代号为1650的同步带来进行运输料，节线长为4440.00mm，上面的齿数为200.8.实际的两轴之间的距离a：此轴间距可调整9.大带轮啮合齿数Zm：10.基本额定功率P0：根据上面的表6可以得知，11.所需要的带宽bs：根据上面的表6可以查的，XH型同步带带，取整后bs=40。4.2.3 带轮结构和尺寸链传动的设计4.2.4 链传动的特点链传动相比于带传送，它的优点是并没有带传动那种滑动摩擦，所以没有任何打滑现象，这就造成它的平均传动比比较准确，转动效率也高，并且能在一些恶劣的工作环境下工作。4.2.5 输料带链轮设计因为要保证夹持带和输送带的线速度是高度保持一直的，也就是要一模一样，所以两个带之间的传送比要是非常精确的，不能有一点马虎，所以选择链轮来进行传动。取此时，实际速比：实际带速用链传动其选择的链号为参数见表 所以：动链轮节圆直径： 从动链轮直径：从动轮速： 从动链轮直径：4.2.6 送料带链轮设计取此时，实际速比 实际带速 式中 所以：主动链轮节圆直径：从动链轮直径： 锥齿轮传动传动比：从动链轮直径 由上面计算可以知道，三个带带速基本是差不多少的。接料带的速度稍稍快，可以防止下料的堆积，送料带的速度稍微慢一点，方便连续送料。5. 转角机构的计算5.1 转角机构初始条件当玻璃的倾斜角度是最小所能允许的角度也就是5时，机构的状态就如下图：图5-1转角机构图5.2 转角与电机转数关系（1）求初始角利用余弦定理可求，代入数值，求得 求当时，对应边的长度：图5-2 转角机构示意图仍利用余弦定理求得式中 求与相对应的nx边改变 求与cx 相对应的电机转数 已知：链传动,斜齿轮传动 丝杠螺距 设与电机转数相对应的丝杠转数为则有：由于 所以所以 以上计算均可略去。5.3 转角误差分析5.3.1 最大误差值的确定当a，b，c，三个杆处于不同位置时，最大转角误差是随时变化不同的，如图我们可以确定，cx长度变化对最大转角误差影响是最大的。图5-3角度示意图由图5.3可以看出，当二杆之间的夹角成直角时， 对转角误差影响最大，即此时如果取得最大值 ，转角误差也取得最大值 图10最大转角误差分析图，此时：cx=mm由可知 max=arctg ()将： 及b值代入该式，则得此时所磨玻璃的斜角为： 即当时，可能出现的最大转角误差，且其值 6. 步进电机的原理介绍及选用6.1 步进电机简介和分类6.1.1 步进电机的定义步进电动机的作用就是当它收到一个电脉冲信号时，它会把这种信号变成一个角位移或者是直线位移输出出去。解释起来就是步进电动机只要收到一个脉冲信号，它的电动机就会转动一个角度或者是前进一步，所以这种电动机被叫做步进电动机也可以说是脉电动机。角位移与脉冲数相关，脉冲数输出多少角位移就移动多少，转数是与脉冲频率对应的，也是一一对应的关系。例如数字程序控制线使用最多的二种步进电动机是反应式(磁阻式)步进电动机。6.1.2 步进电机的分类步进电动机有很多种分类方法。按励磁磁铁方式分类，可将步进电动机分为永磁式（PM），反应式（VR）和混合式（HB）三类。反应式步进电动机结构简单，使用较多。它们的基本工作原理相似，它们的转子上都没有绕组，也不需要电刷和滑环，结构简单。6.1.3 步进电机的工作原理结合下面的电动机的剖面图进行对步进电动机工作原理的解释。图6-1 步进电机原理图图为一台最简单的三相反应式步进电动机工作的一个剖面图。图中有BCDBCD六个磁极，转子上有四个磁极，转子上没有绕组，定、转子磁极宽度相同，相对阴两个磁极上绕有一相绕组，三相绕组联结成星形。当C相绕组通电，D和B两相绕组不通电时，磁通总是想要找到最小的地方进行通过，转子将受到反应转矩的作用，就把转子1和3的轴线是重合，转如图6.1（a）所示。换成另一种情况，当C相绕组断电。若按CBDC顺序通电、断电，转子则按相反的方向方向转动。步进电动机工作时，通电状态会发生改变，改变一次我们把它叫做“一拍”。每一次工作状态的改变都会转过一个角度，我们称之为步距角。对于图6.1中按CDBC或者CBDC顺序通电的步进电动机，我们称之为三相单三拍。那么我们分别介绍其中的意思。若按CCDDDBBBDB顺序轮流通电，在这种通电方式下，电极是只有一相通电的，其他相不会通电。当A单独通电时，这种状态与单三拍A相通电的情况完全相同。3次通电过程为一个循环，这种状态称为三相双一拍运行方式。其工作状态与三相单三拍运行方式相同。6.2 步进电机的特点和主要特性6.2.1 步进电动机的特点根据上面所讲述的步进电动机的工作原理原理，可以推出步进电动机有一下几个特点：(1)拥有较大的步距角，从15到90都覆盖。(2)位移与输入脉冲信号数成正比，一一对应。(3)任何时刻都有两相绕组同时通电。(4)步距误差会定期消除，不长期积累，(5)比较容易控制设备开始和停止，还有电机的正转与反转，以及变换速度。(6)可以随意平滑的调整速度。(7)步距角的选择范国比较广泛，可在1到180范围内进行选择。(8)步进电动机带惯性负载的能力比较弱。6.2.2 步进电动机的静态特性和动态特性步进电动机的运行特性可以分为静态特性和动态特性，当步进电动机保持同一种通电方式的时候，这时的运动状态称之为静态运行，这时的转子所受到的反应转矩称之为静转矩，这时的转子收到的反应转矩是和电动机所带的负载转矩保持相同的，一一对应的。当负载转矩为零时，即空载时，静转矩亦为零，定子磁极A一A的轴线与齿1,3的轴线对齐有负载时转子会偏转一定的角度，以产生确定的静转矩与负载转矩相平衡。常熟C值由磁路结构和控制绕组匝数确定的。图6.2为A相绕组通电时的矩角特性，为了简单，图中只画出了这一段。当电动机空载时，转子处于初始稳定平衡位置，即矩角特性的口点。当外力使转子偏离O点，但只要转子在空间范围内，把O点(即a点)称为A相的稳定平衡点。6.2.3 性能指标（1）最大静转矩T 当绕组通过的电流是恒定不变的时候，这时会出现一个最大的转矩，我们称之为最大静转矩，通过最大静转矩我们可以知道步进电动机所能承受的最大转矩和工作的速度。通常情况下最大静转矩负载转矩之间的比值是2-3。（2）静态步距角误差 当电动机空载时，并且受到的不是双脉冲，这时实际的步距角会和我们计算得出的步距角是不同的，有一定的出入，这时差的这部分我们称之为静态步距角误差。（3）突跳频率和运行频率 起动频率是指电动机正常起动(不丢步)所能加的最高控制脉冲幅度，是衡量步进电动机性能大小的一项重要的标准。运行频率是指电机正常连续运行时(不丢步)所能加的最高控制频率称为运行频率或连续运行频率。因而使电机不能发动起来。为了能正常起动，起动频率不能过高。需要注意的是，电动机的起动频率、运行频率都与电源型式有紧密的关系，使用时应了解给出的各项性能标准所对应的电源型式。图6.2 距角特性6.2.4 步进电机的应用选择电机一般会按照以下步骤：图6.3 电机选择步骤6.2.5 步进电机机控制系统的选择以前我们试听过外部控制系统来进行对工作台转角机构的控制，但是这次需要对进给量进行非常精细的控制，所以我们舍弃以前的控制方法，采用丝杠进行传动，虽说这样当我们对控制系统编程的时候需要格外的严谨，不能有一丝马虎，但是这样方便了操作人员，使操作人员简单操作，容易控制，但是需要工人精湛的技术，因为机械控制部分有点繁琐复杂。因为控制系统和电动驱动系统是分开的，并不是同一控制，所以有一些出入是难免的，我们采用步进电动机作为驱动设备的机构。经过上面的计算和分析，我们考虑多种点击过后，考虑到向着小型化便携化发展，我们选用较小的电动机，以及电动机的使用环境，价格多少，根据转矩为9.5Nm，选用型号VRDM31117/LWB德国百格拉公司生产的三相异步进电机。因为其能保证足够大的转矩，符合计算结果，其次可以别每步转速设为分阶梯式，在精度上满足设计要求。其相电压325VAC,相电流2.5A，额定扭矩12Nm，保持扭矩为13.92Nm，最高启动速度5.3r/s, 转动惯量10.5kgcm2, 步距角b=0.9， 选用驱动机构具体型号为WD3009的驱动器，他们主要驱动2Nm13Nm三相步进电机，允许输入的电压为220VAC,控制信号所承载的电压为5VDC,与百格拉电机匹配可以达到最好效果。控制系统选择运动控制卡，它具有阶梯式加快速度减慢速度曲线，便于达到更精准的定位。7. 结 论毕业设计已接近尾声，毕业设计它是对大学学习的一次总结，大学的所学知识，到最后用一篇论文也就是毕业设计的方式进行呈现，这次也不同于以往每学期的课程设计，课程设计知识对这一学期亦或者说是这一阶段的学习成果的一个展现，而毕业设计是整整四年风霜雨打，厚积薄发的一次拼搏。这需要我们拥有扎实的基本功，严谨的作业态度，敢于挑战未知的勇气以及创造属于自己的智慧成果的创新精神。当然在设计中碰壁是不可避免的，遇到问题就应该积极努力对待问题，而不是一味地抱怨，止步不前，在完成毕业设计的过程中不断完善和提高自己，丰富自己。这次毕业设计我的题目是玻璃磨边机的结构设计，玻璃已经是随处可见的材料，在生活中应用也越来越广泛，但是由于我国在这一方面起步较晚，技术以及工艺和国外先进的技术相比还有很多不足，玻璃磨边机主要还是依赖于进口，所以制造出属于自己的高智能全自动化玻璃磨边机至关重要，在我国高速发展的情况下，自主研发高智能玻璃磨边机可以有效的推动我国工业化进程。题目发下来初期，到企业去实习，亲眼见识到玻璃磨边机的工作过程，对玻璃磨边机有一个整体的认识，为玻璃磨边机的结构设计打下基础。然后查阅大量的相关文献，对玻璃磨边机结构设计过程也有了一个初步的认识。在设计过程中中王珍老师给与我们耐心的指导，不会不明白的地方对我们一一讲解，告诉我们不会的东西要到哪里查阅，并指导我们如何将理论应用到实际的工作中。本次的设计是理论付出与实际的过程，理论终究是理论，应用到实际中真是不简单，让我对“我有所用”这个设计理念有了一定的认识。提高了我独立运用所学知识的能力，分析问题解决问题的能力也有了一定的提高。了解了设计一部产品的整体概念以及步骤，顺序安排。在设计过程中运用cad制图，方便了设计过程。特别感谢王珍老师对我本次设计的耐心指导，这样才可以按时完成。没有老师的帮助仅仅靠我一个人真不知道会有多难。这次第一次进行一个独立的完整的产品设计，由于经验不足，个人能力的限制，设计中出现错误的地方还请老师给与批评指正。参考文献1孙国文. 玻璃磨边机主机架结构力学特性分析与优化设计D.武汉理工大学,2014.2李敬兆.S7-200PLC实现的智能玻璃磨边机研究J.安徽理工大学学报(自然科学版),2005(02):45-49.3郑晓丽. 立式玻璃磨边机关键部件有限元分析及优化设计D.北方工业大学,2013.4赵息平. 立式玻璃磨边机磨削力测试分析与研究D.北方工业大学,2013.5徐宏海,李晓阳.立式玻璃磨边机砂轮架升降传动系统传动比优化设计J.机械设计,2013,30(12):37-41.6孔德帅,罗学科,徐宏海.立式磨边机磨头机构的动态性能分析J.机电工程,2011,28(07):802-805.7张锡珍.新型玻璃磨边机试制成功J.建材工业信息,1992(20):11.8赵毅忠,祝本明.新型玻璃磨边机数控系统J.兵工自动化,2010,29(08):85-86.9蔡小林,周会成,陈吉红.新型数控玻璃磨边机的开发J.机械设计与制造,2007(12):103-105.10许海峰,唐伟强,聂世涛,周靖.一种玻璃磨边机及其多功能夹具的设计J.机械设计与制造,2010(03):240-241.33玻璃磨边机的设计8附录1：外文文献翻译在水中利用高密度飞秒激光对玻璃表面进行加工摘要：在水中，利用飞秒激光微米大小的颠簸，形成了对玻璃表面的加工。形成凹凸表面的较广泛的脉冲辐射参数，包括辐射能源和作用位置。凹凸表面，展示了各种各样的形态及大小，其形成主要受有关参数的影响。使用一种液体，即重水，它会被分项和空化气泡形成后回收，使我们能够利用高空间密度制造表面的凹凸，这是坚实的涂层利用烧蚀不可能实现的。颠簸理想的安排，在一个玻璃表面是捏造的调整处理的时间间隔较泡沫失踪的时间长，所产生的作用点是在飞秒激光脉冲附近的水/玻璃界面。1、 引言飞秒激光器是功能强大的工具，为微和纳米结构的透明材料，因为它们可以处理高空间分辨率所造成的多光子吸收，并减少热损伤，由于超短期的互动时间之间的激光脉冲和材料，以及各种物理现象造成的由特高强度的激光脉冲 1月11日。飞秒激光加工正日益应用到发展的三维立体光学和射流装置 7 ， 8 ， 10月14日 。作为透明材料形态的处理，是关系到热效应汽化和溶解，由于热扩散，互动与热汽柱底部，和一个在激光脉冲低能量密度的区域，这是高度敏感的不只是该制造材料的物理性质，而且也对激光辐照参数，如波长，脉宽，脉冲能量，数值孔径的聚焦光束，和作用的位置。特别是，当一个飞秒激光脉冲的作用点是近表面的透明材料，不同的作用位置，在表面形貌引起了相当大的差异。利用飞秒激光脉冲进行典型的表面形貌的玻璃处理的重点是，更改一腔一撞时玻璃从外到内的焦点位置的变化。腔周围是一环形凸出和分散的碎片。其规模大小，碎片的数量也紧密的依赖于集中作用场。在玻璃内一碰到一个直径从几百个纳米到几个微米的，是由熔融玻璃表面与熔融玻璃产生的碎片，就会形成一个微型爆炸 15-20 。由于一定范围的协调中心位置和辐射脉冲能量，表面熔化和内部的微爆炸发生的同时和颠簸形成的空间十分狭窄。颠簸通常在规模和结构上展示出较小的变化。 在先前的研究，我们发现，一种透明的涂料涂到玻璃表面使其形成较轻微的凸点更广泛的协调中心的立场与没有涂料涂层的玻璃相比，当涂层厚度是不够大于长度的焦点货量时，可以使玻璃减少玻璃碎片的数量 19 ， 21 。此外，我们发现，当涂层厚度是少于长度的焦点量时，即当涂层表面烧蚀是由一个单一的激光脉冲的作用在透明涂层和玻璃边境之间时，颠簸造成了比使用了厚厚的涂料超过了一定的范围 20 。从这些调查，我们相信，涂层材料在烧蚀的焦点量的数量，取决于对涂层厚度，同时影响了等离子体时所产生的烧蚀涂层屏蔽效应。因此，规模和结构所形成的凸点是可以改变的。透明涂层的方法具有劣势的空间密度的颠簸是有限的几个微米，因为消融的透明涂料。为了实现可控制的高密度的凹凸，在对透明涂料进行飞秒激光加工的时候，在有可能的情况下使用液体对透明材料进行加工，因为液体分项和气泡的形成后可以循环使用。在水中制作复杂的结构对硅表面的飞秒激光加工已被证明 22-24 。在本文中，我们描述了在水形成高密度微米大小的颠簸飞秒激光加工技术。在第一节 ，我们描述了实验装置和程序。在第三节，我们描述了实验结果。我们调查了影响辐照参数的因素，包括能源和焦点的位置，形态及颠簸的大小。我们证明了，通过调整处理的时间间隔较在水/玻璃界面附近所产生的飞秒激光脉冲的泡沫的失踪的时间长 25-28 ，我们可以制造出对玻璃表面形成高密度的颠簸理想的结构。在第四节，我们总结了我们的研究。2、 实验装置和程序实验装置由一个扩增飞秒激光和光学显微镜构成，如图1所示。安装使用和我们过去的工作是一样的 19 ， 20 。扩增的飞秒激光脉冲的产生与峰值波长800纳米， 1年期 150财政司司长，最大重复率1千赫。照射脉冲能量E在该样本控制中性密度过滤器，并给出了该产品的能源测量之前，引入激光脉冲到光学显微镜（奥林巴斯， ix70 ）和透射光学显微镜，其中包括一名40 物镜（数值孔径，钠= 0.65 ） 。透射显微镜是0.69 。在加工区下观察一个惯常的负责电荷耦合器件（ CCD ）与帧速率30帧/秒传感器转换的影象。激光脉冲的焦距 z被定义为显微镜的射线沿光轴移动的距离。零位置（ z = 0 ）被定义为，形成了玻璃表面照射激光脉冲与附近的烧蚀阈值的能源结构位置。样本的结构如图1所示。该样本准备他们的目标，玻璃，窗户玻璃为sandwiching水，和两个间隔眼镜，厚度130 m的如下。其中在乙醇和纯净水中受到超声波清洗影响的4普通显微镜封面纸（松波）已经准备。他们是目镜， sandwiching水，物镜，和两个间隔130 m的镜片。聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯）与甲苯溶剂被用来形式的墙壁上的窗口玻璃。经过充分蒸发溶剂间隔器的镜片被拆除，并且形成一个由聚甲基丙烯酸甲酯的墙壁上的玻璃组成的边长10 -15毫米的空间。水从一个小腔体内下降并且被加工的玻璃被含有少量的聚甲基丙烯酸甲酯的一种胶水固定在腔体上。在这个实验中，用氘氧化氮（重水，以下简称仅仅作为“水” ），因为它的低线性吸收周围的波长800纳米。金国处理后，被加工的玻璃在腔体处被切除，并且经过超声波在纯净水和乙醇中的清洗。加工区的表面结构被原子力显微镜观察（ AFM ;数码文书，直径3000 ）。3、 实验结论图2显示了在水中处理的一系列机构，Z从-4.0到12.0 m的时，能量E是2.1 j.数字第2 A和B显示的AFM图象及其相应的轮廓，其垂直范围是 500 nm左右。图表2C和D显示了利用传输光学显微镜观察加工领域上方的影象。图2e显示直径和高度的颠簸，获得了从原子力显微镜的观察，和从一个侧面观察长度的空白。形成玻璃表面凹凸较广泛的Z 的范围是从-4.0到8.0 m。伴随着z的增加，高度和直径的颠簸也增加。当z为6.0 m的时候，形成最大高度400 nm和直径为3.6 m的凸起。当Z为8.0 m的时候，形成一个高度为50 nm的凸起。当z大于8.0 m的空隙，在玻璃内的玻璃表面上没有形成任何结构。凹坑的直径随着Z的增加而增加。当 z是4至12 m时，形成的凹坑直径几乎相等。经过详细的观察，在侧视图中显示的图2D中，我们发现孔洞有不同的灰度级时， z是介乎于6.0和8.0 m的。暗色调的空隙下，高颠簸在z = 3.0 m的和Z = 6.0 m的灰度比那些空洞完全在玻璃内形成的要大。我们预期的孔洞高凸点比其它处有较低的密度，因为一个内部的微爆炸使玻璃材料从作用点处飞散，形成坑洞，致使密度降低。这颠簸的形成和在我们先前