GSK928数控车削仿真系统的研究与开发NC代码插补功能的设计开题报告.doc

1、开题报告课 题 名 称： 数控车削仿真系统的开发与研究学 生 姓 名： 指 导 教 师： 所 在 学 院： 机电工程学院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 说 明1根据学院毕业设计(论文)管理规定 ，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4

2、本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它课题名称 GSK928 数控车削模拟仿真系统的研究与开发课题来源 教师科研 课题类型 软件工程选题的背景及意义随者我国工业化程度的加深，产业结构的优化升级，生产制造的自动化程度越来越高。因此，数控技术已成为当前工业生产领域的一大主流。但是，在培养合格的数控技术工人方面存在着重要问题：一方面，培养的对象多，另一方面，设备资金方面是一个很

3、大的负担。还有一个问题是数控本身操作容易，编程难。因此，开发出仿真软件可以很好的解决以上两个比较突出的问题。传统技术里，数控程序的检验一般都用试切法，这种方法给生产带来一定的损失。而仿真，从工程角度来看，就是通过对系统模型的实验研究一个已有或设计出的系统。数控加工仿真研究包含几何仿真和物理仿真。几何仿真的主要目的就是检验程序的正确性。物理仿真主要目的是在保证程序正确运行的情况下，消除因切削变形引起的加工误差。这种方法可以在不消耗实际材料，不需要实际机床的情况下，对零件切削过程进行模拟和检验。这样，缩短了研制周期，降低成本，提高产品质量。所以，数控模拟系统在生产、教学和培训新员工上面有着重要的实

4、际意义。 研究内容拟解决的主要问题由于车刀对零件的加工主要涉及到圆柱面、圆锥面、螺纹、端面、切槽、切断等表面加工，但是无论加工什么样的零件，工件均以回转运动为主运动，刀具作直线运动、圆弧运动和其它轨迹运动。因此，二维图形仿真能够模拟实际机床的加工过程并检验数控程序。本文选用了简单的二维图形仿真，其主要内容包含：（1）用二维图形模拟实心或空心毛坯；（2）提供七种常用刀具，并通过背景色透明处理以实现双边车削；（3）着重解决了译码、插补、加工程序段连续执行的关键技术问题。系统关键技术包括：译码、快速定位、插补、系统各部分的动态实现、程序段连续执行的实现这五个方面。本文按照这五个问题将本系统分为五个模

5、块。主要解决问题：数控模拟仿真软件面板的制作，并通过 VB 编写相关程序进而实现插补功能。研究方法技术路线（1）译码，就是将数控标准程序转换为 CNC 系统内部能够识别的数据的过程。译码有解释和编译两种形式，解释方式为边插补边译码，而编译则是将所有程序转换成所谓的目标程序，存储在系统里以便调用。但本系统采用解释方式，虽然较编译方式来说占用内存少，可是会出现停顿和过切的错误。另外，译码时程序会按照几何的、工艺的、开关功能三种类型来分类，分别进行译码。（2）快速定位的特点是从一点移动到另一点，但是对它的运动轨迹不作任何要求。由于这种特性，本系统将按坐标轴移动分为 X、Z 轴两大方向。若指令要求刀具

6、单向移动，则只有一个方向上的运动指令有效；若指令要求刀具按照某一个斜线移动，则两方向移动指令均有效。这样就完成了快速移动功能。（3）插补是数据密化的过程。实际加工中，我们没有必要也不可能严格地按照工件的实际外轮廓形状加工出工件来。没有必要是因为，当我们得到符合一定粗糙度要求和准确度要求的工件时，我们就没有必要再得到完全符合轮廓的工件了。没有可能是因为，当前的技术、所用的设备等其它因素都是无法得到完美轮廓的原因。由此说来，插补技术是非常重要的技术。随着技术水平的提高，现在有两类插补算法：一是脉冲增量插补算法，一种是数据采样插补算法。本文采用的逐点比较属于前者。（4）图形与动画处理方面。对于毛坯，

7、将图片框的 Drawmode 属性设置为“异或“，用方法绘制外径矩形和内径矩形，通过判断内径是否为零，实现对工件实心、空心的模拟。实时动画方面，采用简单的动画法，即“绘制-清除-重画”的方法。但是清除环节容易造成动画过程中出现屏幕闪烁。工件动画方面，通过设置用户控件实现。首先，定义 Backstyle 为透明的控件；其次，通过设置 Maskcolor 为刀具图片背景以用来告诉系统中哪种颜色被裁剪掉；接着，控件属性设置为与属性一致的刀具图片；保留并调用此控件，即可实现动画功能。（5）程序段的连续执行是依靠定时器周期性触发自动加工模块，而自动加工模块只有在循环启动按钮有效时才转到下一个程序段，这样

8、，就能达到连续自动加工的目的。其主要组成为定时器、循环启动按钮、自动加工模块。研究的总体安排和进度计划论文提纲：（1）论述该设计题目提出的背景、意义。（2）构建该系统各个功能模块及实现各个功能的程序设计。（3）阐明该系统各个关键技术的实现方法。（4）用该系统仿真数个典型工件的加工过程。（5）对该设计题目发展前景的展望和对该系统缺陷的分析总结。（6）谢辞及参考文章和数目。进度安排：第 1、2 周 了解数控车床的工作原理，数控面板的操作；了解各个主要组成部分及其功能；熟悉数控编程指令。第 3、4 周 了解 VB 编程语言；熟悉 VB 操作环境。第 5、6 周 熟悉 VB 编程语言；深入了解 VB

9、中各个相关工具的运用。第 7、8 周 用 VB 相关工具制作数控车床的面板；深刻了解面板上各个功能。第 9、10 周 编写各个按钮、控件的程序代码；逐步实现具体功能。第 11、12 周 完善代码；完善各个部分功能；调试代码。第 13、14 周 逐一检查操作面板所实现的功能；编写并完善系统使用手册；初步编写论文。第 15、16 周 完善论文；检查相应代码；熟悉本系统。主要参考文献1 葛研军.虚拟数控车削加工系统研究M.东北大学博士论文，1998，12. 2 赵继政，魏生民，杨彭基.数控加工的图形仿真与验证技术研究N.西北工业大学学报，1998， 11.3 韩向利，袁哲俊，肖田元，温秀梅.直线与刀

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