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4、毕业设计（论文）开题报告

1、课题背景 （为什么会设计这些结构或造型、为什么会想到研究这些内容的）

2、课题意义（通过设计或研究对国民经济建设、社会发展有什么意义）

3、课题目的（把意义进行细分，完成课题目的也就实现了课题意义）

4、国内外现状（综述精要部分） 5、课题所要实现的主要功能 6、课题所用主要技术

7、课题开发相关开发环境的配备 8、课题的开发要求

条带切割机是广泛应用于服装、鞋帽及床上用品等制作加工行业的切割机械装置，适应于加工各种规格的包装布条。传统的条带切割机完全为人工控制，切割的精度低、速度慢，而且安全系数非常低。随着现在科学技术的飞速发展和电子技术的广泛应用，传统手工操作的条带切割机必然被微电脑数字控制的条带切割机所取代。

本次毕业设计的课题为新型条带切割机的设计，本文开始阐述了条带切割机的背景和意义，然后叙述了条带切割机的现状和发展趋势，接着重点对机构装置的设计和机构运动的原理进行分析，对机构的结构设计进行具体的分析，最后作出了三维仿真运动视频，并生成了对切布宽度点位分析的图形，使用单片机的有关知识对其进行精确的运动控制，使切布条机能对切出来的布进行长度记录，用限位传感器实现对满盘的检测和报警提醒。

本机主要用于橡胶制品行业对坯料的切条，它替代了目前不少单位普遍采用的手工开料的落后工艺，使用本机不仅减轻了劳动强度，提高了劳动工效，而且保证了落料的精度。

一、概述

超声波切割机的原理与传统意义上的切割完全不同。它是利用超声波的能量，将被切割材料的局部加热熔化，从而达到切割材料的目的。所以超声波切割不需要锋利的刃口，也不需要很大的压力，不会造成被切割材料的崩边、破损。同时，由于切割刀在做超声波振动，摩擦阻力特别小，被切割材料不易粘在刀片上。这对粘性和弹性材料、冰冻材料，如食品，橡胶等，或不便加压力的物体切割，特别有效。超声波切割还有一个很大的优点，就是它在切割的同时，在切割部位有熔合作用。切割部位被完美地封边了，可防

止被切割材料组织的松散（如纺织材料飞边）。超声波切割机的用途还可以扩展，如挖孔，铲挖，刮漆，雕刻，分条等等。 二、基本结构和特点

超声波切割机是利用波能量进行切割加工的一类设备，它最大的特点是切割不用刃口。或者说，不用传统意义上的刃口。传统的切割是利用带有锋利刃口的刀具，压向被切割材料。此压力集中在刃口处，压强就非常大，超过了被切割材料的剪切强度，材料的分子结合被拉开，就被割断了。由于材料是被强大的压强硬性拉开的，所以切割刀具刃口就应该非常锋利，材料本身还要承受比较大的压力。对软性、有弹性的材料切割效果不好，对粘性材料困难更大。

基本构成是超声波换能器、变幅杆、切割刀（工具头），驱动电源。超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流，输给超声波换能器。超声波换能器其实就相当于一个能量转换器件，它能将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动。伸缩运动的频率等同于驱动电源供出的高频交流电流频率。变幅杆的作用一是固定整个超声波振动系统，二是将换能器的输出振幅放大。切割刀（工具头）一方面进一步放大振幅，聚焦超声波。另一方面是输出超声波，利用切割刀的类似刃口，将超声波能量集中输入到被切割材料的切割部位。该部位在巨大超声波能量的作用下，瞬间软化、熔化，强度大大下降。此时，只要施加很小的切割力，就可达到切割材料的目的。类似于常规切割，所需要的基本的构件是切刀和砧板，超声波切割机也由有两种基本结构。根据超声波施加位置的不同，我们不妨可以把它分成超声波切刀式切割机和超声波砧板式切割机。超声波切刀式切割机是直接将超声波能量加载到切刀上，切刀就变成一把带有超声波的切刀。在切割材料时，材料主要是被超声波能量软化和熔化的，切刀的刃口只是起到切缝定位、超声波能量输出、分隔材料的作用。这种切割方式适用于粗、厚、长等不方便设置砧板的材料的切割。超音波切割机适用于：如炼胶机输出的生胶分切、管子切割、冻肉、糖果、巧克力切割、印刷线路板、工业、首饰业、塑料制品加工、食品加工、印刷工业、汽车工业天然纤维分割（可分细线路） 合成纤维深挖（多层电路切断） 薄的人造树脂括漆（适合大面积）所有型式的纸张和底胶片原产地（中国）或手持式切割机等等。

二、 与激光切割机相比

1、切割材料边缘不黑 2、切割薄料不会烧焦 3、工作时没有刺眼的光 4、使用成本低

国内外数控等离子切割技术的发展趋势（三）

收藏此信息 推荐给好友 2009-5-22 来源：机电商情网

国外发达国家切割行业90%为数控切割机下料，仅10%为手工下料，而我国用数控切割机下料仅占下料总量的10%以下，其中数控等离子切割比例更小。绝大多数仍采用手工或半自动切割，笨重落后，劳动强度大，生产效率低，而且材料浪费严重，因此十分有必要发展并普及数控等离子切割机以改变这一落后现状。

关于国产数控切割机与国外产品的差距，就数控火焰切割机而言，已无大的差距，性能也比较稳定，只是国产切割机为保证质量，一些主要部件如电磁气阀、减压阀、交流伺服系统等均采用进口件，目前国产件的质量仍然不稳定。数控等离子切割机总的性能也与进口设备相差无几，只是与数控等离子切割机配套的等离子电源与国外差距更大，目前很多用户都愿意用进口等离子电源就足以说明问题，因此发展数控等离子切割其相关技术也十分重要。

总之，无论从切口质量、易损件的耐用度等国产与进口的仍有一定差距，因此要完全替代进口必须在基础件的生产上狠下功夫。

五、市场及应用前景

20世纪80年代初期以前数控切割机国内市场全部由国外切割机占领，80年代中后期国产数控切割机才逐步生产出并投放市场，90年代初随着国产数控切割机的发展，市场的迅速扩展，迫使国外企业到国内来发展，切割机的价格也大幅度下降。90年代后期由于国产数控火焰切割机质量已趋稳定，价格也较前几年大幅度下降，因此已逐步取代了进口机。

随着我国工业向现代化迈进，国内市场对数控切割机的需求逐年增大，加之国外发达国家由于已有大量数控火焰切割机正在使用，故数控等离子切割机的普及受到一定制约，而我国数控切割机技术起步和应用较晚，形成供需缺口，导致我国数控切割机特别是数控等离子切割机的潜在市场巨大。

据统计，近几年我国每年数控等离子切割机的市场需求约为500台，而且有逐年增长的趋势，我国周边地区的经济发展又为我们展现了良好的国际市场前景。目前数控等离子切割机的发展趋势应向全自动、多功能、大功率及高质量等方向发展。

六、结语

21世纪我国的数控切割行业面临各种新的挑战，国际市场竞争更加激烈。我们应瞄准世界先进水平，不断开发研制新产品，带动国内同行业技术水平的普遍提高，只有这样才能淘汰低档、劣质产品，净化市场，带动行业厂家转变经营理念；同时在加强科研开发、技术创新与质量管理上下功夫，使我国数控切割行业迅速达到世界先进水平，从而振兴民族工业，提高我国的综合国力。

火焰切割具有切割变形大。而且切割速度较低，切割前需预热，花费时间，难以适应无人化操作的需要。等离子切割具有切割范围宽，可切割一切金属板材和许多非金属材料，最高切割速度可达10m/min火焰切割的10倍。水下切割能消除切割时产生的噪声，粉尘、有害气体和弧光，有利于环境的维护，符合21世纪对环保的要求。目前随着大功率等离子切割技术的幼稚，切割厚度已达130mm采用水射流技术的大功率等离子切割已使切割质量接近激光切割的下限(±0.2mm由于激光切割机价格昂贵，且目前只适合于薄板切割(通常厚板打孔时间长)而精细等离子切割机切割精度可达激光切割的下限，切割外表质量近似，但切割利息远低于激光切割，约为其1/3最大切割厚度可达12mm因此用精细等离子切割机来取代价格昂贵的激光切割机，有利于以最经济的方式对用量较大的中、薄板实施高速精细切割。另外，数控等离子切割与自动套料编程软件配合可以提高资料利用率5%按年切割2000万t计，则年可节省钢材100200万t价值几十亿元。故在工业发达国家已出现以数控等离子切割机取代火焰切割机和激光切割机的发展趋势。

当今社会数控切割机的发展需求有以下趋势：

一、数控切割机的发展。从现在几种通用数控切割机应用情况来看，数控火焰切割机功能及性能已比较完善，其材料切割的局限性（只能切割碳钢板），切割速度慢，生产效率低，其适用范围逐渐在缩小，市场不可能有大的增加。激光切割机激光切割机具有切割速度快，精度和切割质量好等特点。激光切割技术一直是国家重点支持和推动应用的一项高新技术，特别是政府强调要振兴制造业，这就给激光切割技术应用带来发展机遇。在国家制定中长远期发展规划时，又将激光切割列为关键支撑技术，因为它涉及国家安全、国防建设、高新技术

的产业化和科技前沿的发展，这就把激光切割提升到很高的重视程度，也必将给激光切割机的制造和升级带来很大的商机。

二、专用数控切割机的发展。数控管材切割机适用于各种管材上切割圆柱正交、斜交、偏心交等相惯线孔、方孔、椭圆孔，并能在管子端部切割与之相交的相惯线。这种类型的设备广泛应用于金属结构件生产，电力设备、锅炉业、石油、化工等工业部门。数控坡口切割机是行内比较高端的产品之一，此类型设备的回转坡口切割功能可以满足焊接工艺中不同板材开不同角度坡口的要求。随着我国造船业的发展，船厂在国内率先引进和使用了数控等离子切割机。随着技术的发展，目前国内外船厂纷纷配备具有回转坡口切割功能的数控等离子切割机，以满足高技术、高附加值船的建造要求。

数控等离子切割机具有切割范围广（可切割所有金属材料），切割速度快，工作效率高等特点，未来的发展方向在于等离子电源技术的提高、数控系统与等离子切割配合问题，如电源功率的提升可切割更厚的板材；精细等离子技术的完善和提高可提高切割的速度、切面质量和切割精度；数控系统的完善和提高以适应等离子切割，可有效提高工作效率和切割质量。

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