五轴抛光机结构设计

本科论文目录TOC\o"1-3"\h\u5807摘要 I1829Abstract II1142引言 1227441五轴抛光机 234251.1抛光技术发展概述 2221871.2抛光设备的发展 246841.3主要研究内容 8297841.4设计成果部分 9156381.5本章小结 10197552五轴抛光机整体设计方案 11310282.1整机结构及功能概述 11201432.2机床主要技术参数 12138692.3传动机构设计 13107092.3.1电机的选择 13273062.3.2滚珠丝杠的选择 13179692.3.3机床主电路的设计 19177202.3.4机床控制电路设计 2041622.4本章小结 2281793五轴抛光机建模及图纸 237413.1三维建模 23140003.2总装模型 2734183.3本章小结 2823401结论 2917035参考文献 31744致谢 34摘要中国的抛光技术在21世纪日渐成熟，伴随着科学的逐步发展，用于军事领域、航空航天领域、计算机等高科技产品领域的特殊材料需求表面质量越来越高，对人们日常生活的影响也越来越大。目前来看国内抛光技术正在逐步发展壮大，在装备制造业方面抛光技术略有欠缺，在抛光技术起步初期国内主要采用人工打磨，这种抛光方法速度慢、工期长、效率低、生产精度差异大，无法保证产品的抛光质量。在市场需求下，国内的各大企业开始不断的深入研究抛光原理、升级抛光技术、提高抛光质量来满足市场的需求。现在看世界上应用最广泛的研磨抛光技术应该是机械抛光，机械抛光速度快、效率高、抛光质量稳定、精度高。本文研发设计的五轴抛光机具有抛光数控操纵系统和夹持装置，使抛光工件在数控系统的控制下抛光质量更加稳定和精确，同时也能确保操作过程中操作人员的安全，可完全替代手工抛光作业。本文设计的五轴抛光机采用了五轴联动的设计，由三个直线进给轴和两个回转轴组成，针对抛光工件不同的外型、细节和工件加工对工艺的特殊要求，来确定机床的三个进给轴和两个回转轴的运动轨迹，并对干涉轨迹进行规划，合理的选择最佳抛光轨迹，编写数控抛光程序进行抛光。最终通过机床实验，验证整机性能，完成设计方案。关键词：抛光机；结构设计；五轴联动；轴

AbstractChinesepolishingtechnologyismaturinginthe21stcentury.Withthegradualdevelopmentofscience,thesurfacequalityofspecialmaterialsusedinthefieldsofmilitary,aerospace,computersandotherhigh-techproductsisgettinghigherandhigher,andtheimpactonpeople'sdailylifeisalsoincreasing.Atpresent,domesticpolishingtechnologyisgraduallydevelopingandgrowing,andpolishingtechnologyisslightlydeficientinequipmentmanufacturingindustry.Attheinitialstageofthepolishingtechnology,Chinamainlyusedmanualpolishing.Thispolishingmethodhasaslowspeed,alongconstructionperiod,lowefficiency,andalargedifferenceinproductionaccuracy,whichcannotguaranteethepolishingqualityoftheproduct.Underthemarketdemand,majordomesticenterpriseshavebeguntodeeplystudypolishingmechanism,innovatepolishingtechnologyandimprovepolishingqualitytomeetthemarketdemand.Atpresent,themostwidelyusedgrindingandpolishingtechnologyintheworldshouldbemechanicalpolishing.Mechanicalpolishinghasfastspeed,highefficiency,stablepolishingqualityandhighprecision.Thefive-axispolishingmachinedevelopedanddesignedinthispaperhasapolishingnumericalcontroloperationsystemandaclampingdevice,sothatthepolishingqualityofthepolishedworkpieceismorestableandaccurateunderthecontrolofthenumericalcontrolsystem.Atthesametime,itcanalsoensurethesafetyofoperatorsintheoperationprocess.Itcancompletelyreplacemanualpolishingoperation.Thefive-axispolishingmachinedesignedinthispaperadoptsafive-axislinkagedesign,whichconsistsofthreelinearfeedshaftsandtworotatingshafts.Accordingtothedifferentshapesanddetailsofpolishedworkpiecesandthespecialrequirementsofworkpieceprocessingontheprocess,themotiontrajectoriesofthethreefeedshaftsandthetworotatingshaftsofthemachinetoolaredetermined,theinterferencetrajectoriesareplanned,thebestpolishingtrajectoryisreasonablyselected,andthenumericalcontrolpolishingprogramiswrittenforpolishing.Finally,throughthemachinetoolexperiment,theperformanceofthewholemachineisverifiedandthedesignschemeiscompleted.Keywords:polishingmachine；structuredesign；five-axislinkage；shaft引言随着社会的逐步发展金属材料应用广泛，人类的生活也与金属密切相关，现如今金属材料在我们日常生活和学习中随处可见，第一，因为金属材料自身包含着非常大的可变潜力，现如今加工技术发展迅猛，金属材料也就随着加工技术的发展和创新被不断地修饰，从而金属材料所表现出来的形式也就各种各样，第二，金属材料的特点有很多，比如它的冲击韧性、金属美观性、可塑性和可再利用性，这些金属特性使金属材料的应用越来越广泛，同时也符合当下时代的节约环保的发展理念，并且金属材料在日常生活中可以回收利用，达到零污染的效果。如今的金属材料已经从矿石中提取的单一成分逐渐的演变出具有多种金属材料混合的合金金属。现在人们生活学习中总是会用到的电子通信设备，手机、电脑等电子产品都具有金属外壳。还有人们日常生活中所驾驶的汽车也采用了高强度金属外壳。金属材料应用的领域越来越广泛，在生活中的各个方面都影响着新时代社会的发展进步。金属矿石从被开采出来，再经过提炼金属，然后加工成型投入市场销售，在这过程中金属材料需要经过很多步的工艺过程。在机械加工这一环节可细分为五大类:钻削、车削与镗孔、铣削、磨削和牛头刨法。从目前的国内市场销售情况来看，金属材料被大量的应用在各个领域，所表现出来的形式也就各式各样，但我国现有的机械装备和工业自动化功能较为落后，当下时代人工抛光已经无法满足现代工业自动化生产的需求[1-3]。尤其是在研磨抛光这一工艺环节，现在日常生活中不断的涌现出各种新生事物，人们对这些新生事物的要求也越来越高，并且很多电子产品更新换代比其他产品要快很多，比如手机、电脑之类的。但目前国内有些地方对于简单机械零件依然采用手工抛光，人工手动抛光虽然成本不高，但是加工速度慢、生产效率低、工期长等，整个产品的加工过程中抛光工序所占比例很大，如果在抛光这一工序进度缓慢，后续的工作都会延缓，就会严重影响经济效益[4,5]。而且工件质量也无法保证，精度也会存在差异。1五轴抛光机1.1抛光技术发展概述抛光加工技术就是利用机械、化学或电化学作用，消除工件表面划痕，降低工件表面粗糙度，以获得光亮、平整表面的加工方法[6]。在二十世纪国内的抛光技术发展非常缓慢，直到二十世纪末国内各大高校逐渐开始对化学及电化学抛光技术进行深入研究[7]。其中大连理工大学在电化学机械抛光加工和脉冲电化学机械抛光加工方向，不断深入研究光整加工技术[9]，取得了显著成效，获得了较好的社会效益和经济效益。更多的的企业和研究中心通过计算机建立数学仿真模型进行分析，不仅能够减少产品的研发周期[8]，降低研发成本，产品的质量也能得到显著提升。近些年，我国装备制造业和工业自动化水平都有很大提高，尤其是装备制造技术不断创新，这就从很多方面促进抛光技术走向成熟。抛光机的核心器件是“磨盘”。所以抛光机的磨盘材料要求就很苛刻，因为抛光打磨过程中温度很高，所以就对磨盘材料的选择有很高的要求，要求材料的热膨胀系数很低。我们国家研发的“二氧化铈微球粒度标准物质及其制备技术”已经有了很好的成效，这项研发解决了国内抛光技术的重大难题，也补充了国内精密抛光“磨盘”领域的空缺。1.2抛光设备的发展现代制造业朝着高科技方向发展，随着自动化设备的不断发展应用，自动化的抛光设备也随着时代潮流应运而生，抛光技术也得到了成熟的应用，逐渐满足市场需求[9]。对于抛光加工设备，国内外主要以普通抛光机床和抛光机器人为主，但目前国内有些地方对于简单机械零件依然采用手工抛光。下图为手工抛光与自动化设备抛光对比示意图。图1.1手动抛光与机械设备抛光世界上第一台数控抛光机是有西班牙麦伯萨公司制造，西班牙麦伯萨公司是一家世界领先的自动机械设备设计和制造公司，专门生产用于金属和其他材质表面处理的设备[10]。麦伯萨已将技术和适应能力成功融合为一体，以应对顾客的特定要求，不断提供先进的抛磨技术并在世界许多国家拥有客户[11,12]。麦伯萨公司对设备的可靠性和自身的技术水准要求极高，尽最大的努力去满足客户的需求，这样就使麦伯萨公司在客户满意度方面远超其他企业。麦伯萨公司起初是做金属材料家居抛光的，由于在抛光领域发展较好，逐渐将抛光业务拓展到机械零部件、汽车零件、手表内部配件等领域。麦伯萨公司坚持创新设计理念，不断将公司在抛光加工领域地位提高[15]。图1.2为麦伯萨公司研制的汽车行业铝车轮毂抛光设备。图1.3为抛光后的轮毂。图1.2西班牙麦伯萨抛光设备图1.3抛光后的轮毂德国吕瑟公司是全世界著名的抛光及去毛刺机的生产商之一，吕瑟公司能够为客户提供一流、高质量的表面精加工设备，拥有多种自动化成套设备包括表面超精加工以及小型加工单元等应有尽有[13]。德国吕瑟公司的砂带精磨抛光机利用精磨带或抛光轮工作，对抛光件进行刷盘、去毛刺、精磨抛光的处理。设备拥有四个刷盘，能同时进行工作，可以更有效的提高工作效率，同时计算机进行控制，那么它的磨损补偿也能够有效的提高设备的可操作性。下图1.4精磨抛光过的零件，1.5是吕瑟公司的砂带精磨抛光机。图1.4精磨抛光过的工件图1.5砂带精磨抛光机德国吕瑟公司还拥有轧辊精磨和定心精磨设备，滚动精磨设备通过驱动辊来带动工件，但定心精磨设备是通过磨床两端顶尖和抓盘对工件进行定心和旋转，机床的尾座间的拧紧力可以进行调整，来固定不同工件[14]，滚动精磨设备配备有辊床，能够快捷地进行工件的上下料，无需对工件进行定心操作。这两种设备的精磨头都可沿工件横向移动。下图1.6是轧辊精磨和定心精磨设备。图1.6德国吕瑟轧辊精磨和定心精磨设备目前国内很多企业都在研发抛光机械设备，但都还在初步发展阶段，沈阳新松机器人公司与沈阳自动化研究所达成合作，双方决定对机器人领域进行深入研究，新松机器人公司会根据客户要求，基于自主研发系统会提供一套安全、高效的设计方案[15]。沈阳新松机器人研究院研究了一套具有自主知识产权的抛光系统，这套系统被命名为“研磨抛光机器人系统”[16]，这套研磨抛光机器人系统可以用于汽车零部件、叶片和机械设备零件等各种金属零件的加工抛光作业，有非常好的发展前景[17]。由研磨抛光机器人系统支撑的抛光机器人在运行过程中，首先对抛光工件进行测量和计算厚度，然后进一步选择合适的加工方法，输入正确的加工指令，最后完成抛光作业[18]。因为在抛光过程中采用了智能传感器技术，所以在加工过程中保证了工件的安全生产，避免发生意外，一定程度上增加了安全系数。因为机器人采用多维度加工方法，所以能够加工各种形状、各种规格的零件[19]。下图1.7为新松机器人车间，图1.8为新松研磨抛光机器人。图1.7新松机器人车间图1.8新松抛光机器人总体来看新松机器人在国内人工智能以及专业设备方面取得了很大成就，同时也处在领先地位。1.3主要研究内容本课题主要针对目前国内抛光行业发展缓慢，部分地区依然采用人工抛光的现状。设计了一台五轴抛光机，这台抛光机拥有三个直线轴和两个回转轴，能够多角度对不同形状零件进行精密抛光，很大程度上解决了生产效率低的问题，同时也使抛光质量更加稳定。本文主要研究内容如下：1.针对工件的外型尺寸和结构特点，分析抛光机的运动形式，确定抛光机为五轴联动机床，分别包含三个直线轴和两个回转轴。2.设计抛光机主要元件的型号及尺寸，根据实际情况设计五轴抛光机中滑轨、滑块、丝杠、电机座尺寸及校核。3.选择抛光机电机型号，针对抛光件的特点，结合抛光机的运动形式，确定使抛光机正常驱动的电机型号。4.五轴抛光机图纸绘制，根据设计尺寸使用Solidworks和CAD进行三维建模和二维图纸的绘制。1.4设计成果部分本次设计全程采用Solidworks软件进行三维模型设计并且运用CAD软件对二维图纸进行设计，设计过程中采用Solidworks软件进行三维建模和整体装配，Solidworks软件在三维建模的处理上拥有较好的处理方式，可以通过多种途径进行三维建模，还可以利用其自身强大而丰富的标准件库实现产品的设计，Solidworks还可以进行工程图输出，可以将设计好的三维模型转化成二维图纸，最终采用CAD软件对输出的二维图进行修改，达到国家标准，采用三维和二维并用的设计方式，保证的设计产品的真实性和可靠性。本次设计成果包括：毕业设计说明书：1份；五轴抛光机的零件三维造型及装配模型，电子文件，一套；五轴抛光机的所有非标零件图（标准CAD图电子文件）电子文件一套；相对复杂的非标零件打印图纸：3张；五轴抛光机装配图打印图纸：1张；五轴抛光机实物模型：1件。1.5本章小结本章主要阐述了抛光技术的发展以及抛光设备的逐渐健全，结合工件精加工需求，拟定三个直线进给轴和两个回转轴，设计五轴联动抛光机，并规划本次设计的预期设计成果。2五轴抛光机整体设计方案2.1整机结构及功能概述本文设计的五轴抛光机（如图2.1所示）工作时主要传动为电机启动带动三个直线轴和两个旋转轴进行运动，三个直线轴分别控制三个不同方向分别为X、Y、Z,实现工件的精准定位，两个旋转轴分别控制抛光工件和砂轮的旋转，实现精密抛光，以此来实现工作要求。图2.1五轴抛光机简图抛光机机床在安装的时候，要确保各部分结构安装精度准确，才能更好的达到预期加工要求。机床的X轴与底座通过螺栓固定连接，并且通过定位销精准定位，在整体装配的过程中要进行精确测量控制误差[20,21]。电机通过联轴器连接滚珠丝杠，电机运行驱动滚珠丝杠做回转运动，滚珠丝杠上的螺母副就会做直线运动，控制工作台沿X方向的直线进给。图2.2给出了X轴运动系统结构示意图，其它直线轴运动系统均与此类似。图2.2抛光机X轴运动结构图2.2机床主要技术参数抛光机主要是对金属工件表面进行抛光加工，对工件表面的定位要求很高，也要保证抛光加工的精度。综合考虑多种情况设计工件尺寸及技术参数如下表2.1。表2.1机床尺寸及技术参数设计部分技术参数抛光机主体结构抛光机外形尺寸电机功率直线轴有效行程回转轴角度范围直线轴重复定位精度五轴联动（X、Y、Z、A、C轴）1.6m×1.5m×2.0mX轴：0.4kwY轴：0.4kwZ轴：0.4kwA轴：0.4kwC轴：0.4kw主轴：4kwX轴：500mmY轴：410mmZ轴：400mmA轴：-30°—+120°C轴：±360°0.02mm2.3传动机构设计2.3.1电机的选择工作条件：

（1）室内工作，噪声小；

（2）电机每天工做12小时，每年工作300天；

（3）三相交流（220v/380v）电源；

（4）大批量生产，输送速度误差低于4%；满足整个机器的传动效率和减小主要部件磨损降低整机的噪音和增加机器的平稳型保障操作人员的安全[22]。将五轴抛光机电机型号定为异步电动机YB-132S-4，电动机的主功率为4.4KW,选取抛光机电机的超载系数为K=1.1,（2-1）具体参数如表2.2所示表2.2电动机参数电动机型号额定功率满载转速级数同步转速YB-132S-44KW1440r/min4级1500r/minY系列电动机的优点是运行可靠、寿命长性能优良、体积小、重量轻、维护方便、转动惯量小、节能等优点，所选的YB-132S-4电动机符合设计要求。2.3.2滚珠丝杠的选择各个轴都采用日本进口的THK滚珠丝杠，日本进口的THK滚珠丝杠的导程精度标准遵循JIS规格[23]，为了确保机床能够有校准的定位精度以及直线行走精度，我们选择的滚珠丝杠型号为C5[24,25].依据THK丝杠的轴径与导程配合表如图2.3设定滚珠丝杠外径尺寸为20mm，导程为10mm。图2.3THK滚珠丝杠轴径与导程组合（1）容许转速通过计算确定滚珠丝杠的容许转速，计算如下式（2-1）:（2-2）式中N为容许转速（）；λ是和安装相关的参数，取值15；d（mm）是滚珠丝杠轴螺纹的小径；L（mm）是安装间距[26,27]。表2.3是各轴滚珠丝杠的容许转速计算结果。表2.3容许转速丝杠位置X轴Y轴Z轴296235806218（2）轴向载荷计算水平使用滚珠丝杠，产生的水平受力，如图2.4受力分析。图2.4受力分析轴向载荷（N）按下式计算：（2-3）（2-4）（2-5）（2-6）（2-7）（2-8）（2-9）∶去路加速时的轴向载荷（N）；∶去路匀速时的轴向载荷（N）；∶去路减速时的轴向载荷（N）；∶回路加速时的轴向载荷（N）；∶回路匀速时的轴向载荷（N）；∶回路减速时的轴向载荷（N）；∶加速度（）；∶最高速度（）；∶加/减速时间（s）根据THK使用说明书，摩擦系数取值为0.03；无负荷时阻力取值为15N。（kg）为工作时的负载质量。根据以上分析，水平运动时最大轴向力为（N）。通常情况下，静额定载荷()是等于丝杠的容许轴向载荷。但在现实生活中，滚珠丝杠加速和减速运动都会产生惯性力，并且我们还要考虑滚珠丝杠运动时所遭受的外力，所以才要求最大轴向荷载小于容许轴向荷载[28,29]。容许轴向载荷的计算式如下：（2-10）∶容许轴向载荷（kN）；∶静额定载荷（kN），取值为11KN；∶静态安全数,取值为1.5。滚珠丝杠在垂直方向所受的力，如图2.5受力分析。图2.5受力分析轴向载荷（N）按下式计算：（2-11）（2-12）（2-13）（2-14）（2-15）（2-16）（2-17）∶上升加速时的轴向载荷（N）；∶上升匀速时的轴向载荷（N）；∶上升减速时的轴向载荷（N）；∶下降加速时的轴向载荷（N）；∶下降匀速时的轴向载荷（N）；∶下降减速时的轴向载荷（N）；∶加速度（）；∶最高速度（）；∶加/减速时间（s）根据THK使用说明书，摩擦系数取值为0.03；无负荷时阻力取值为15N。（kg）为工作时的负载质量。根据以上分析，水平运动时最大轴向力为（N）。同理需要考虑容许轴向荷载：（2-18）通过丝杠的轴向平均负荷才能进行计算丝杠的寿命。轴向平均负荷是指沿丝杠旋转轴线作用的平均负荷[30,31]。根据下式可计算出滚珠丝杠的轴向平均负荷：（2-19）∶轴向平均载荷（N）；（=1，2∙∙∙6）∶载荷作用下的距离（mm）；∶总的运行距离（mm）。滚珠丝杠传动时速度时间图象如下图2.6。图2.6速度-时间关系（=1，2∙∙∙6）计算如下：（2-20）（2-21）（2-22）：加速运动时间（s）；：匀速运动时间（s）：减速运动时间（s）;：运动最大速度（）。（3）丝杠使用寿命计算滚珠丝杠在使用一段时间或者一定的转数后，在丝杠的滚动面或者钢球两者中任何一方，因为丝杠材质的滚动疲劳导致产生材料表面剥落，导致这一现象所产生的转数就是滚珠丝杠的使用寿命。但是还存在一种额定寿命，它是滚珠丝杠寿命的基准。额定寿命就是指同一批出产的相同的滚珠丝杠在同一种条件下分别运行，其中有90%不会因滚动产生表面材料剥落即所能达到的总转数。滚珠丝杠额定寿命计算如式。(2-23)L:额定寿命（总转数）：负载系数取值1.2：基本动额定载荷取值为7:轴向平均载荷依据额定寿命L以及滚珠丝杠的导程，计算丝杠运行的距离寿命如下式：(2-24):丝杠运行的距离寿命L：额定寿命:滚珠丝杠的导程综上所述，依据THK提供的数据，对滚珠丝杠的三个直线进给轴相关的计算如下表：表2.4直线进给轴相关数据X轴Y轴Z轴98.276.145573337333733331.927.1407.6根据上表数据，轴的选择符合要求。2.3.3机床主电路的设计在实际安装过程中，电力方面会受到很多因素影响，比如用电的高低峰时间，所以我们要对抛光机用电进行保护，要确保输出的电压为220V交流电[32-34]。我们设计五轴抛光机输入三项380V交流电，然后需要一个变压器进行变压，再从变压器向五轴抛光机输出220V交流电，功率设定为6Kw。为了保证人员和设备安全，分别设立开关控制两个上电工作，并为其安装两个指示灯，实时显示工作状态[35]。如图2.7（a）和（b）原理图所示。图2.7（a）380V变压器上电图2.7（b）220V五轴抛光机上电2.3.4机床控制电路设计抛光机机床控制电路设计是整个控制电路的核心，通过数控系统来控制整个电路，所以数控系统也可以说成是机床控制电路的核心，我们把机床抛光每个轴所需要的运动方式编成数控程序，再把这些数控程序输入到数控系统中，通过数控系统自身来读取识别输入程序的内容，并将其化做指令传送到相应的驱动器，再进行伺服电机的驱动，从而实现数控机床的整体运动[36]。伺服电机到驱动器有一个编码器，这是一个反馈的环节，伺服系统有两个重要组成部分，分别是编码器和伺服驱动器，可以通过编码器获得很多重要的信息，比如扭矩和转子速度等。进而能够根据反馈回来的信息进行调整，最终达到调节电机位置和速度的目的。数控系统还能够输出指令使夹具夹紧或松开，以达到控制夹具的目的，数控系统也能够发出指令来控制磨削液的开关以及磨削液释放的多少，同时也能发出指令控制三色报警灯，实时关注抛光工件的安全系数。最后数控机床还会发出位置光电传感器信号反馈给数控系统[37,38]，用来提示操作人员机床运行动作的完成。下图2.8是整机控制系统的示意图。图2.8整机控制系统以上对五轴抛光机的整机控制系统进行分析，并且设计了机床的核心控制系统，为了完成电路的整机设计，分为机床主电路设计和控制电路设计，同时电源需要通过稳压器输出所需电压交流电，来实现机床的自动化集成。2.4本章小结本章主要阐述了五轴抛光机的整体设计方案，对电机和滚珠丝杠做了选择，确保五轴抛光机能够正常运行，并对机床的主电路和控制电路进行了设计，使机床能够更加安全合理运行。3五轴抛光机建模及图纸目前国内市场依靠人力抛光加工效率低，质量不稳定，工期长的现状，现代制造业朝着高科技方向发展，随着自动化设备的不断发展应用，自动化的抛光设备也随着时代潮流应运而生，抛光技术也得到了成熟的应用，逐渐满足市场需求。为了满足市场需求开发了一台五轴自动化抛光机，具有专门的自动夹持模块和工具系统，能够实现工件的精确定位和精密抛光，极大的提高了生产效率和质量精度。本文五轴抛光机的三维建模使用Solidworks软件，模拟装配，找出不足之处并进行优化结构，进而减少设计周期，提高产品质量及降低费用的目的。随后为了实现模拟生产流程，使用CAD进行非标准件和总装图的绘制。3.1三维建模以下是各主要组件模型：表3.1电机座A轴电机座C轴电机座X轴电机座Y轴电机座Z轴电机座表3.2X轴主要零部件X轴床身X轴导轨X轴导轨滑块X轴滑板表3.3Z轴主要零部件Z轴导轨Z轴导轨滑块Z轴滑板Z轴立柱表3.4Y轴主要零部件Y轴导轨Y轴导轨滑块Y轴滑板表3.5其余主要零部件C轴台C轴转轴夹具主轴座3.2总装模型按照实际情况进行装配，依次将各个零部件组装到底座上，同时注意各个零件位置按顺序进行合理装配，能够保证和真实抛光机加工的零件位置关系一致，才能够准确完成整机装配，图3.1为仿真装配示意图。图3.1总装图3.3本章小结本章主要介绍各个零件如何绘制以及三维模型，并且对各个工件按照先后顺序进行装配，来完成模型的总装。结论当今时代装备制造业和工业自动化发展迅猛，国内轻工业也进行创新，不断有新鲜事物涌向市场，人们对新事物的要求也就越来越高，当下制造业也在创新，大部分工厂面临转型的巨大压力，它们要尽力去生产出符合当代年轻人审美的产品，而且当代年轻人对产品的外壳手感以及表面质量要求极高，比如手机、平板电脑的金属外壳。所以同行企业之间的竞争压力越来越大，他们只能不断创新来满足顾客新的需要，这样才能产生更大的收益。目前来看五轴抛光机能够满足现在国内数控抛光领域的空缺，同时也是数控加工所要发展的方向，为了满足广大客户的使用要求，做到结构外形尽可能简洁美观，同时降低加工成本，机器的实际操作性强，安全可靠。其中传动设计、结构设计在现有产品的基础上进行合理的优化，在保证工作效率的前提下能够适当的降低各部分部件的磨损。研制的五轴抛光机可以极大提高了生产效率和加工质量，并且可以全面取代手工抛光，满足加工要求。通过对五轴抛光机机床运动方式的选择，以及对电机和滚珠丝杠进行的参数计算，确保选择了合适的电机和滚珠丝杠，并且对机床进行了主电路和控制电路设计，保证输入五轴抛光机电压为220V交流电，合理设计机床的运行这样才能保证抛光机的正常运行，才能使抛光机的所有功能得以实现。现在国内很多家企业正在不断崛起，在抛光机领域也有很多家企业，他们不断的革新设备，使抛光技术越发成熟。由于个人能力有限，研究中提到的五轴抛光机内容还可以进行完善，也存在发展空间，我期望可以通过以下三个内容进行深入研究：（1）抛光磨盘是决定抛光工件质量的根本因素。所以我们应该寻找更加合适的磨盘材料，比如热膨胀系数很低的材料，这种材料能够大大提高抛光工件的质量。（2）可以对机床外壳进行升级，使抛光环境是一个全封闭状态，这样也能提高抛光机的抛光精度。（3）改变机械结构，增加磨盘和夹具数量。论文中提到的五轴抛光机仅为单工位，如果能够优化结构增加工位，由单工位转化为多工位，更加能够提高工作效率，减少零件的加工时间。参考文献[1]于常友.工业自动化技术的特点及工业自动化的重要性[J].冶金自动化,2001,3(02):1-5.[2]章昌南.浅谈我国工业自动化发展状况[J].金属加工,2008,12(19):2-5.[3]于加荣.工业自动化控制的现状及趋势探析[J].电子世界,2014,5(10):2.[4]黄丽丽.我国工业企业经济效益水平分析[D].中南大学,2012.[5]吴海民.中国工业经济运行效率研究[D].西南财经大学,2008.[6]李卫权.镜面抛光技术的进展[J].电镀与精饰,2013,35(12):18-22.[7]袁巨龙,张飞虎,戴一帆等.超精密加工领域科学技术发展研究[J].机械工程学报,2010,46(15):161-177.[8]GuiWenKang,FeiHuZhang.OpticsManufacturingUsingMagnetorheo-logicalFinishing[J].KeyEngineeringMaterials,2008,26(375)：36-42.[9]杜炳志,漆红兰.电化学抛光技术新进展[J].表面技术,2007,6(02):56-58.[10]T.Maciąg,J.Wieczorek,B.Węcki.ParametersSelectionforElectropolishingProcessofProductsMadeofCopperandItsAlloys[J].ArchivesofMetallurgy,2017,62(3):16-24.[11]阿达依·谢尔亚孜旦.螺旋锥齿轮电化学光整加工技术基础研究[D].大连理工大学,2007.[12]薛婷玉.考虑外包的制造企业生产能力规划仿真研究[D].东华大学,2015.[13]王先逵.现代制造技术及其发展趋向[J].现代制造工程,2008,12(01):1-8.[14]杨林.复杂曲面机器人自动研磨抛光控制的研究[D].东北大学,2011.[15]任旭,黄云,费亚等.枪匣表面机器人砂带抛光刀位点轨迹规划研究和试验验证[J].机械设计,2018,35(11):100-104[16]裴卫民,裴敏男,裴敏婕等.精密不锈钢管内表面抛光设备的研制[J].焊管,2018,41(11):44-47[17]李爱萍.世界最先进的振动抛光机——SaphirVibro[J].兵器材料科学与工程,2019,42(03):68-71[18]李文琦,张建波,李恺等.易碎Be靶丸表面精密抛光技术与理论分析[J].表面技术,2019,48(05):286-291[19]王哲禄.基于PLC与工业机器人的抛光打磨工作站控制系统的设计与实现[J].制造业自动化,2019,41(07):103-105[20]范晋伟,张红亮,李中生等.曲轴砂带抛光机轴颈抛光系统的可靠性建模[J].制造技术与机床,2018,2(10):43-46[21]刘汉勇,李骏,杨柳.陶瓷抛光机空载阶段能耗建模与仿真[J].机电工程技术,2018,47(09):37-40[22]PolyrockLLC,PatentIssuedforFloorGrinderAndPolisher(USPTO10,307,880)[J].EnergyWeeklyNews,2019,12(04):80-83[23]PolyrockLLC,"FloorGrinderAndPolisher"inPatentApplicationApprovalProcess(USPTO20190270172)[J].EnergyWeeklyNews,2019,12(04):27-29[24]唐小会,黄文,何建国等.双抛光头磁流变抛光机控制软件设计[J].制造技术与机床,2018,16(12):60-63[25]孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理[M],第8版.北京:高等教育出版社,2013,45-63[26]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计[M],第9版.北京:高等教育出版社,2013,124-129[27]秦大同,谢里阳.机械设计手册[M],第6版.北京:化学工业出版社,2011,37-42[28]马德成.机械绘图与识图实例详解[M].北京:化学工业出版社,2016,58-64[29]刘会英.机械原理[M].北京:机械工业出版社,2013,104-10[30]阮宝湘.工业设计机械基础[M].北京:机械工业出版社,2016,101-112[31]林承全,严义章.机械制造-基于工作过程[M].北京:机械工业出版社,2010,78-95[32]李学志.计算机辅助设计与绘图[M].北京:清华大学出版社,2007,74-76[33]唐浒.电路设计与制作实用教程[M].北京:中国工信出版社,2012,23-54[34]谭孝辉.电路设计与仿真[M].北京:电子科大出版社,2009,86-97[35]张乾.电气自动化控制设备可靠性研究[J].山东工业技术,2016,12(06):172-173[36]邱关源.电路[M],第5版.北京:高等教育出版社,2009,65-77[37]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009,23-45[38]奥本海姆.信号与系统[M],第2版（英文版）.北京:电子工业出版社,2014,102-113致谢时光荏苒，四年的大学生活即将在这个六月画上一个句号，而对于我的人生来说却仅仅只是一个开始，我将面对新的征程，现在回头想起自己四年的求学生涯中，在师长、亲友以及同学的支持下，虽然一路走来有苦有甜，但是自己不仅收获到了知识，也在为人处世上收获颇多。本篇论文是在张修路老师和王伟俊老师悉心教导下认真完成的。从最初的课题选择、方案论证到后来的具体设计和论文成型，老师始终兢兢业业，用心负责，对于我不明白的问题，老师悉心传授；对于我犯过的错误，老师耐心指正。我佩服老师在专业上的严谨和对生活的热情，就像一盏指路的明灯，时刻指引我向前，伟人、名人固然为我所崇拜，可是我更迫切的想把我的敬意献给我的指导老师。如果没有两位老师的支持，我可能无法顺利完成我的毕业设计，在此仅代表本人向两位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。感谢那些在我撰写论文过程中帮助我的同学，感谢他们带给我的无限动力，他们是我大学生涯中的风帆，同样也是人生路上的明灯，是他们给了我前进的动力，是他们帮助我战胜困难，走向成功，同时感谢他们对我大学四年生活的帮助。感谢学校让我从懵懂的高中生快速的转变成新时代的大学生，感谢学校积极开展各项校园活动丰富了视野、灌输了知识，使我们在活动中受益匪浅，感谢学校在我四年的学习生活中给予的帮助。最后，感谢那些给我精神支持的人。在大学生活中，给我热情的老师，同学和家人，他们是我生命中不断努力的动力，也是我人生经历中最宝贵的精神财富，因为他们是无私的，没有老师和同学的帮助，我永远不会成功。总之，这篇论文可以成功地完成，凝聚了许多老师、同学和朋友的期望和努力，再次对那些在论文完成过程中关心、帮助过我的老师和同学们表示衷心的感谢！

论文的研究方法和手段有哪些

（1）调查法

调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。一般是通过书面或口头回答问题的方式获得大量数据，进而对调查中收集的大量数据进行分析、比较、总结归纳，为人们提供规律性的知识。

（一）典型例子

调查法中最典型的例子是问卷调查法。它是通过书面提问收集信息的一种方法，即调查人员编制调查项目表，分发或邮寄给相关人员，询问答案，然后收集、整理、统计和研究。

（二）研究步骤

1.确定调查课题

确定题目时要注意选题是否具有研究的必要性和可能性，同时要注意选题切忌太大，也要避免无意义的重复劳动。

2.制定调查计划

要明确调查课题、调查目的、调查对象、调查范围、调查手段、调查步骤、时间安排。

3.收集材料

收集材料时要尽可能保持材料的客观性，尽可能采取多种手段或途径。

4.整理材料

将收集到的材料进行整理，以便后续总结归纳、形成结论。

5.总结研究

对整理完的材料进行分析、总结、归纳，得出一般性的结论。

（三）特点

调查法相对其他研究方法来说较为耗时耗力，但也有其优势，即获得的一手资料信息真实具体，能够对研究对象有更加准确、清晰的认识。

（2）观察法

观察法是指人们有目的、有计划地通过感官和辅助仪器，对处于自然状态下的客观事物进行系统考察，从而获取经验事实的一种科学研究方法。

（一）典型例子

皮亚杰的儿童认知发展理论就是通过观察法提炼总结出来的；儿童心理学创始人——普莱尔，也是在一次次地使用观察法后，提出了儿童心理学领域中的诸多理论。

（二）研究步骤

1.明确观察对象

在选择和确定研究问题的基础上确定观察者与观察对象。

2.制定观察计划

在观察计划中要规定明确的观察目的、重点、范围以及要搜集的材料。

3.做好观察准备

观察准备是否充分，往往影响观察的成败。

4.做好记录

在观察过程中要时时记录，不放掉任何一个关键信息。

（三）特点

观察法具有拓展人们的感性知识、启发思想等优点，但是由于其强调研究要在自然环境下进行，且不允许掺杂个人的偏见，确为实际操作带来了一定困难。

（3）实验法

实验法是指经过精心设计，在高度控制的条件下，通过操纵某些因素，从而发现变量间因果关系以验证预定假设的研究方法。核心在于对所要研究的对象在条件方面加以适当的控制，排除自然状态下无关因素的干扰。

（一）典型例子

采取实验法的一个典例是罗森塔尔效应的提出，美国心理学家罗森塔尔和L.雅各布森通过对小学生进行“未来发展趋势测验”，发现人们对他人行为的期望通常可以导致他人向期望方向改变。