教学型数控雕刻机及其数控系统研究设计

发布时间：2017-07-14 15:09

  本文关键词：教学型数控雕刻机及其数控系统研究设计

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【摘要】：随着社会经济迅速发展，数控雕刻机在广告、工艺品雕刻等行业中的表面加工方面起到了越来越重要的作用，数控雕刻机的广泛使用使得对专业的数控雕刻人才需求量大幅增加，而现阶段作为培养数控人才主要力量的高等职业院校和高等院校，其培养数控人才能力受制于普通数控雕刻机功能相对单一、金属床身难以观察内部情况、价格昂贵、维护复杂等问题，这让很多教学经费不充分的高等职业院校难以承受。为了解决这种困难，，让学生们既能直观的了解数控雕刻机内部电器元件组成和运动原理，又能动手编程、操作这种雕刻机，加工出零件模型，研制适合教学需要的透明数控雕刻机及数控系统很有必要性。本文认真分析了研制教学型数控雕刻机的可行性及设计方法。 首先利用增加数控分度的方式，可以使数控分度头卡盘中心沿着笛卡尔坐标系中X轴或Y轴，也可以沿着Z轴。使得这种数控雕刻机既可以在平面上雕刻直线、圆弧图案，也可以头以在平面上或圆柱端面上加工图形，完成对普通数控雕刻机的功能扩展，扩展了数控实训教学的范围。 研究了研制功能扩展的教学型透明数控雕刻机的整体方案设计，确定了机械主要传动部件并完成选型，明确了以“PC+PCI-1750数据采集控制卡”的模式对硬件控制部分做分析设计，确定了模块化的软件开发思路，设计出人性化的软件操作界面，完成控制电路设计，并搭建实验平台取得了实验成功。 主要分析数控雕刻机数控系设计部分。研制了符合本课题数控系统需要的编程结构和格式，设计开发了相应程序编译模块。在Windows平台上运用VC++6.0编程软件，完成了本多功能教学型数控雕刻机数控系统的软件的编程，完成对直线插补、圆弧插补、直线和圆弧综合插补过程轨迹在编制的数控系统软件中模拟演示。 研究刀具半径补偿功能，主要分析C功能刀补原理，对直线、圆弧刀补半径补偿计算。
【关键词】：教学型 雕刻机数控系统 插补算法 刀具半径补偿
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 国家工业化对数控教学及设备提出更高要求8-11
• 1.1.1 国内外数控教学设备专业教学现状及发展趋势8-9
• 1.1.2 教学型数控设备发展现状及趋势9-11
• 1.2 数控雕刻机发展现状11-12
• 1.3 研究课题的提出及其意义12
• 1.4 课题的研究内容12-14
• 第二章 教学型数控雕刻机总体方案设计14-30
• 2.1 教学型数控雕刻机数控系统总体设计16-18
• 2.1.1 教学型数控雕刻机数控系统组成设计16-17
• 2.1.2 教学型数控雕刻机数控系统功能设计17-18
• 2.2 教学型数控雕刻机进给伺服系统的设计18-23
• 2.2.1 直线进给伺服系统方案选取19
• 2.2.2 直线导轨及轴承参数设计及选型19-20
• 2.2.3 旋转进给伺服系统设计选取20-21
• 2.2.4 行程开关接近开关参数计算及选型21-23
• 2.3 教学型数控雕刻机动力伺服系统的设计23-29
• 2.3.1 电主轴参数计算及选型23-25
• 2.3.2 动力伺服控制系统设计25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 教学型数控雕刻机数控系统控制程序模块设计30-40
• 3.1 数控系统硬件设计30-33
• 3.1.1 PCI-1750 数字量控制卡的原理及应用30-32
• 3.1.2 基于 PCI-1750 数字量控制卡的教学型数控雕刻机接口设计32-33
• 3.2 教学型数控雕刻机软件模块功能设计33-35
• 3.2.1 文件处理功能模块设计34
• 3.2.2 模拟加工图形显示模块设计34-35
• 3.3 教学型数控雕刻机数控加工代码结构组成35-39
• 3.3.1 教学型数控雕刻机数控加工代码研制编写35-37
• 3.3.2 教学型数控雕刻机加工程序的译码处理37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 教学型数控雕刻机插补方法的研究与实现40-50
• 4.1 数控系统软件插补方法的概述40-41
• 4.2 基于改进后的逐点比较法插补原理41-46
• 4.2.1 逐点比较法直线插补原理改进41-42
• 4.2.2 基于改进后的逐点比较法圆弧插补原理42-44
• 4.2.3 基于相似性原理的阿基米德螺线逐点比较法插补原理44-46
• 4.3 控制程序模拟运行46-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 基于改进后逐点比较法插补原理刀具半径补偿算法理论研究50-56
• 5.1 刀具半径补偿概述50-51
• 5.1.1 刀具半径补偿功能主要用途50
• 5.1.2 刀具半径补偿的常见方法50-51
• 5.2 刀具半径补偿的理论分析研究51-53
• 5.2.1 基于改进后的逐点比较法插补原理的刀具半径补偿理论51-52
• 5.2.2 基于改进后的逐点比较法插补原理的刀具半径补偿尖角和内角转接类型分析52-53
• 5.3 刀具半径补偿计算研究53-55
• 5.3.1 直线刀具半径补偿计算53-54
• 5.3.2 圆弧刀具半径补偿计算54-55
• 5.5 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文、参加的科研项目及获奖情况61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：541550