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划片 总体规划 设计

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划片机的总体规划及X、θ轴设计,划片,总体规划,设计

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毕业设计（论文）中期报告题目：划片机的总体规划及X、轴设计 1.设计（论文）进展状况本设计已经完成以下内容（1）通过对提出的4种总体方案的比较，确定了划片机的总传动方案，即承片台作X+方向运动，刀片作自转+Y+Z方向的运动。序号承片台的运动动结构复杂程度度砂轮刀片的运动动防水性能能总体布局局1X+Y+Z+复杂自转好不好2X+Y+较复杂自转+Z好不好3X+Y较简单自转+Z+不好不好4X+较简单自转+Y+Z好好砂轮划片机总体结构方案比较表 （2）确定了X、轴的传动,X轴通过交流伺服电机带动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠通过连接块将晶片承载台沿着直线导轨即X轴方向运动；轴传动系统由步进电机通过一对蜗轮蜗杆副带动承片台顺、逆时针旋转，旋转范围为100。轴部件安装在X轴系统上，与X轴一起运动。（3）初步确定了原动机、X轴、轴参数设计和支承和导轨及砂轮主轴的确定： 1）原动机参数的初步的设计原动机是驱动机器完成预定功能的动力源。由于本机需要有X、Y、Z、四个方向互不相干的运动，所以需要有四个原动机，但根据本课题的要求，只需要对X 、两个方向的动力头进行设计。在方向上，根据本机负载不大，主要要求精密分度的特点，原动机采用步进电机。步进电机总的位移量是严格等于输入的指令脉冲数，或其平均转速严格正比于输入指令脉冲的频率;同时在其工作频段内，可以从一种运动状态稳定地转换到另一种运动状态。在X方向上，采用伺服电机可以实现精确位移、精确定位，伺服电机选用Panasonic公司生产的交流伺服电机,额定转速3000r/min,在额定转速下X导轨最大位移速度为500mm/s 。2） X轴参数的初步设计根据课题要求X轴有效行程大于180mm，初步设计X轴有效行程为250mm左右，划片速度范围为0到300mm/s；直线导轨选用上银直线导轨，两直线导轨的间距为140mm,滚珠丝杠导程初选为5mm ，作为精密传动丝杠，其受力较小，采用类比法，按以往的设计经验，确定丝杠公称直径为d=20mm。3） 轴参数的初步设计 轴传动系统要求要有准确的分度，可以实现小分辨率，能进行微调，这需要很高的传动比，因此轴传动部件确定为有较大传动比的蜗轮蜗杆传动。转台:转角100,转角最小分辨率为5角秒,即5/3600度。4） 支承和导轨的确定 保持构件之间作相对转动的零件称为支承,又叫轴承;保持构件之间作相对移动的零件称为导轨。支承和导轨类型繁多,按摩擦性质可分为:滑动摩擦支承和导轨、滚动摩擦支承和导轨、弹性摩擦支承和导轨、流体摩擦支承和导轨以及磁悬浮支承和导轨等。砂轮划片机对支承的基本要求主要是要有较高的旋转精度、摩擦力矩较小、有足够的刚度、耐磨性要好、成本要低等几个方面。与滑动支承轴承相比,滚动支承轴承的摩擦系数小,轴向尺寸小,启动灵活,效率高,可采用预紧方法消除轴承内部间隙,增加轴承的刚性,提高回转精度,润滑方便,维护保养简单,批量生产、价格便宜、互换性好,支承对轴颈没有损伤。在弹性摩擦支承中,由于弹性元件的弹性变形范围限制了弹性支承只能在不大的转角范围内偏转,不能连续运转,因此使用范围非常有限。在流体摩擦支承中,需要一套供压设备和过滤系统,结构复杂,成本较高,也限制了其应用。因此本机的支承全部选用滚动轴承。本机对导轨的基本要求主要是要较高的导向精度、运动要灵活、平稳、低速无爬行现象、耐磨性要好、有足够的刚度、对温度变化不敏感、结构简单、成本要低。与确定滚动摩擦支承理由相同,导轨也选用滚动摩擦导轨。滚动摩擦导轨摩擦阻力小,运动灵活平稳,不易出现爬行现象,耐磨损,寿命长,对温度变化不敏感。导轨形式选用圆柱面导轨,圆柱面导轨结构简单,加工工艺性好,容易得到较高的加工精度。5） 砂轮主轴的确定由于砂轮刀片的切割线速度V必须大于80m/s,砂轮刀片的外径为D=50.8mm,所以砂轮刀片的转速应为:n=V/D=80xl000x60/3.14x50.830000r/min实际工作中,要求驱动砂轮刀片旋转的主轴转速极限必须超过30000r/min。这样高的转速若采用普通机械支承,将会产生严重的摩擦热,导致精度、寿命受损等严重问题。因此,支承采用了流体摩擦支承中的气体静压支承,主轴采用国内最先进的中频空气静压电主轴。气体静压支承几乎无摩擦、无磨损、不发热,对使用环境和使用部位没有任何污染。同时,气体轴承具有回转精度高和耐低温、高温及辐射等优良特性。因此,空气静压电主轴转速高(转速最高可达40 000050 0000r/min),精度高,振动小,无磨损,运转性能可靠,可获得平稳高速的线速度,并可长期保持高精度状态。（4） 完成装配图和外文翻译。2. 存在问题及解决措施存在的问题：（1） 在外文翻译过程中有许多设计到专业用语的词汇比较难翻译；（2） 在用软件绘图的过程中，绘图软件不能完全按照计算结果画出一致的图；（3） 在设计中对结构和经济方面有所欠缺。解决措施：（1） 通过和同组相同课题的同学讨论完成外文翻译；（2） 在绘图过程中优化设计，增加准确度；（3） 在结构方面继续完善设计，从图中继续改进。3. 后期工作安排（1）第67周：继续完善设计和外文翻译，准备中期检查报告，并进行中期答辩；（2）第810周：完成图形对准装置的设计、夹紧装置的设计、气路及水路系统的设计；（3）第1113周：完成划片机控制系统的设计，包括硬件设计（主控系统设计、步进电机驱动控制设计、对刀电路设计）和软件设计；