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1、 南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：徐峰学 号：0101500131专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：滑块厚度综合检测平台-检测平台指 导 教 师:何云峰2005年3月20日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”
2、应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述一 选题背景和意义本文介绍的是为空调中某个精度要求很高的滑块测量所设计的自动检测系统。（一）采用自动检测设备有非常重要的意义1采用自动检测技术
3、有利于提高生产效率并降低工人的劳动强度。自动检测系统与自动机械当然密不可分。所谓自动机械，是指在没有操作人员直接参与下，组成机器的各个结构（装置）能自动实现协调动作，在规定的时间内完成循环的机器。在该测量滑块的自动检测系统中，为了减少时间损失并提高劳动生产率，使送料分类等辅助工作与被测件的运送、检测工作重合起来。工作中，首先启动机器，人工完成将被测滑块送至检测系统中，自动定位、夹紧，然后滑块随同步齿形带移动并完成测量，最后通过计算机数据处理、分类并从不同的出料口滑处。我们据上可以看出：整个测量过程工人仅需要把被测件放到进料口，工人的劳动强度大大降低。2自动检测的控制元件可以保证足够的测量精度，
4、从而确保测量分类的可靠性在机械行业中，质量是生命。在实现这个目标的过程中，自动检测的作用和重要意义是不言而喻的。作为装备有感应器和反馈装置的测量系统，可以达到比较高的测量精度。测量过程中如要保证动态测量精度，需要研究适合于动态或准动态的测试设备，甚至能集成到加工设备中的特殊测试设备，做到实时测试。设备制造出来后，再根据调试结果对一些环节作适当的修改，从而保证了测量分类结果的可靠性。3自动检测是测量学和自动机械两者紧密结合的有机整体。当前，国内外在这两个领域的研究已经比较成熟，便于我们在设计时参考或直接利用随着工农业的发展，测量学朝着更广、更精的方向发展。众所周知，三峡水利枢纽工程巨大，技术要求
5、高。仅监测一项就耗资巨大，对变形监测和库区地壳形变、滑坡、岩崩以及水库诱发地震监测，不仅采用目前国内外最成熟最先进的仪器、技术，在实践中也在不断发展新的技术和方法，如对滑坡体变形与失稳研究的计算机智能仿真系统；拟进行研究的三峡库区滑坡泥石流预报的3S工程等，都涉及到精密工程测量。隔河岩大坝外部变形观测的GPS实时持续自动监测系统，监测点的位置精度达到了亚毫米。自动机械方面，自改革开放以来，我国不断的引进技术，改善生产，这方面的进步是显而易见的。数控机床， 流水生产线等等无一不是自动机械的应用。而在以下四个关键性环节中我们仍需花大力气、下大功夫。（1）如何才能改善机器的动态性能：使之在高速工作时
6、运动平稳，降低振动与噪声；（2）如何才能提高系统工作可靠性，降低故障率，提高机器设备的利用率；（3）提高机械效率，减少磨损和摩擦，提高精度保持性。对于如何设计一部自动机械，前人已经总结了一套方案。设计过程可分为初步设计阶段、技术设计阶段、工作图设计阶段、安装调试阶段。二 国内外发展现状（一） 北京灵和公司生产的大惯量超精密气浮平台1 工作条件平台在设计时需考虑对不同尺寸的多种气足结构形式特性进行实验验证的要求，所以不仅可以实现对大惯量气浮平台的设计方法、控制理论及气膜厚度和压力分布特性的研究，还为气浮轴承共性的理论方面的研究成果进行实验验证提供了实验平台，实现资源共享。为准确研究光刻机在工作过
7、程的真实的特性，需实现大惯量气足沿XY方向运动。为保证大惯量气足的稳定性，在大惯量气足旁边加一副气足，两气足均采用真空预载方式。由该平台所得出的气浮导轨和大惯量气足工作时的动态特性和超精密控制方法能够真实的反映光刻机实际工作时的动态特性。2 技术要求（1）技术参数及设计指标最大运动加速度：1.62.0g定位精度：0.52.0m 最大稳定运动速度：600mm/s运动行程300mm气浮导轨：气膜刚度8N/um大惯量气足:承载大于40Kg气泵：最大持续供气压力8个标准大气压（2）配置直线电机3个，最大持续推力450N峰值电流7A直线电机驱动器3个，提供最大驱动电流7A运动控制卡1个，可进行多轴联控光
8、栅尺2个，分辨率0.5um工业控制计算机1个气浮导6个，气膜刚度8N/um大惯量气足1个，承载大于40Kg气泵1个，最大持续供气压力8个标准大气压气浮隔振平台1个，最大冲击偏离系数10-3（二）国外德国生产的铟瓦线尺测距仪DISTINVAR，应变仪DISTERMETER ISETH，石英伸缩仪，各种光学应变计，位移与振动激光快速遥测仪等。采用多谱勒效应的双频激光干涉仪，能在数十米范围内达到0.01m的计量精度，成为重要的长度检校和精密测量设备；采用CCD线列传感器测量微距离可达到百分之几微米的精度，它们使距离测量精度从毫米、微米级进入到纳米级世界。三 可供借鉴的理论在高精度的检测方面国内外有一
9、些相关的理论可供参考：1 测量平差理论测量平差理论主要表现在对模型误差的研究上，主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断；模型误差对参数估计的影响，对参数和残差统计性质的影响；病态方程与控制网及其观测方案设计的关系。2 工程控制网优化设计理论和方法网的优化设计方法有解析法和模拟法两种。解析法是基于优化设计理论构造目标函数和约束条件，解求目标函数的极大值或极小值。模拟法优化设计的软件功能和进行优化设计的步骤主要是：根据设计资料和地图资料在图上选点布网，获取网点近似坐标(最好将资料作数字化扫描并在微机上进行。模拟观测方案，根据仪器确定观测值精度，可进一步模拟观测值。设计并研制该课题对
10、社会及个人都是有作用的，这台设备源于工程实际需要，主要是为了大幅度提高检测效率，从而降低测量的成本，获得更多的剩余价值。通过这样一次练习，我们本人也可以学到不少东西。1 我们可以熟悉整个毕业设计的流程并为以后的科研奠定基础。2 设计整体方案讨论过程中，在老师的指导下，我们一组5人献计献策，团结协作。3 我们平时所学知识，在课题研究中得到了综合运用。参考文献：1尚久浩.自动机械设计.北京：中国轻工业出版社,20032王化祥.自动检测技术.北京：化学工业出版社,20043张宏建，蒙建波.自动检测技术与装备.北京：化学工业出版社,20044王华坤等.机械设计基础.南京：兵器工业出版社,20015徐科
11、军.自动检测和仪表中的共性技术.北京：清华大学出版社,20046余跃庆，李哲.现代机械动力学.第1版.北京：北京工业大学出版社,19987范钦珊主编.工程力学教程.第1版.北京：高等教育出版社,19988黄俊钦.测试系统动力学.第1版.北京：国防工业出版社,19969柳昌庆,刘庆.测试技术与实验方法.第1版.北京：中国矿业大学出版社,199710童秉枢等.机械CAD技术基础.第1版.北京：清华大学出版社,199611刘安心，杨廷力.机械系统运动学设计.第1版.北京：中国石化出版社,199912王中发.实用机械设计.第1版.北京：北京理工大学出版社,199813李正军.计算机测控系统设计与应用.
12、第1版.北京：机械工业出版社,200414张宝芬，张毅，曹丽.自动检测技术及仪表控制系统. 第1版.北京：化学工业出版社,200015 黄惟一等.测试技术:理论与应用.第1版.北京：国防工业出版社,198816符伟.机构设计学.湖南：湖南大学出版社，200117孙靖民等.机械机构优化设计.哈尔滨: 哈尔滨工业大学，2004 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一 本课题拟研究的问题空气调节机中的滑块（活塞）精度要求很高，相比于传统手工测量方法，采用自动检测系统可大大提高检测效率，并减少出错率。据协议，所设计的滑块厚度综合检测平台应满足以下几
13、点要求：1检测误差允许范围为0.1m。2每台机器在一人操作的情况下一日工作量为2万件。3能够自动处理检测数据，并按照要求把其分成七类，从七个不同的出口滑出。4系统具有一定的容错能力，即使出现滑块卡位、不能完成正确分类，也不会出现系统崩溃或误分类等现象。本课题研究的是这台滑块厚度综合检测平台机械部分的设计、分析（力学分析及可行性分析）、验证、调试等环节。二 拟采用的研究方法1.采用流水线测量方式测量，提高测量效率。2.每个面需要测多个点，并且这些点能够测量一个平面的厚度。现拟采用测两对角线上不同点的厚度，然后对不同点的数据值进行处理，以此来判定滑块厚度是否满足要求；通过工作台导轨的约束使被测件旋
14、转，以实现对角线测量。3.为保证测量的可靠性，分别以滑块的两个面为定位基准，测得两个面的两组数据。为改变定位面，使被测件随同步带翻转，实现这一功能。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：该生很好地理解了课题的目的、任务和其所需要解决的工作、完成的功能等内容，对所涉及的相关技术调研较为充分，所提出的实现方法或技术途径可行。2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：论文涉及一个高精度活塞（滑块）的检测，由于检测精度很高，使得很多设计工作具有一定的难度和挑战，本课题的工作量较大，研究内容具有一定技术难度，根据目前该生所做的工作和所提出的方法，可以顺利完成该课题的研究任务。 指导教师： 2005年 3 月 5 日所在专业审查意见： 负责人： 2005年 3 月 10 日
