桌上型CNC加工中心及插补技术的研究

摘要

现代数控技术综合了计算机、自动控制、电气传动、测量及机械制造等各种技术，并成为先进制造系统(ACIMS)和工厂自动化(FA)的关键技术之一，是振兴国家机床行业、增强制造业国际竞争能力基础。 本文在分析了我国数控系统的发展现状、市场需求以及目前存在的一些问题的基础上，提出了一种以Windows为软件平台的小型数控铣床系统，对该系统进行了总体设计，对关键技术和特性进行了详细阐述。 本文对基于PC的软件系统的总体结构，用户界面的形式及其操作方法做了较为详细的介绍。本文分析了软件的各个模块的基本原理和功能，采用VisualC++6.0以及面向对象、模块化的程序设计方法，完成了刀具补偿模块以及轨迹插补模块的具体设计，并给出了程序设计流程图和部分源代码，通过系统的仿真程序模拟加工过程验证了译码和刀补算法的正确性。此外，为了验证本系统所采用的最小偏差法的正确性和优越性，运用MATLAB7.0软件对实际插补过程中可能遇到的各种情况进行了仿真，给出了直线和圆弧插补在各种情况下的仿真图，并同逐点比较法进行了比较，得出插补算法具有速度快、误差小等优点。 本文最后总结了研究所取得的主要结论，并提出了在今后进一步的研究中应解决的一些主要问题。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2本课题研究的目的及意义

1.3国内外相关技术发展现状

1.3.1国外数控机床发展状况

1.3.2国内数控机床的发展现状

1.3.3数控机床的发展趋势

1.4本文主要研究内容

第2章CNC总体设计与研究

2.1引言

2.2小型CNC加工中心的技术特点和设计要点

2.2.1CNC加工中心构成

2.2.2数控系统的结构

2.2.3系统组成

2.3伺服单元的组成

2.4机械系统的构成

2.5系统软件总体结构介绍

2.6小型CNC加工中心的优势

2.7本章小结

第3章可编程磁编码器

3.1引言

3.2 AS5040磁编码器概述

3.2.1磁编码器的优点及主要特征

3.2.2磁编码器的结构

3.3磁编码器的工作

3.4磁编码器的输出和误差估算

3.4.1磁编码器的输出模式

3.4.2角度公差输出

3.5本章小结

第4章数控系统的插补

4.1引言

4.2直线插补

4.3圆弧插补

4.3.1平面圆弧插补

4.4空间平面圆弧插补

4.5插补轨迹仿真

4.6本章小结

第5章刀具补偿模块的研究

5.1引言

5.2刀具补偿的基本原理

5.2.1刀具半径补偿的基本概念

5.3 C刀具半径补偿算法的研究

5.4刀具半径补偿算法的具体实现

5.5 C刀具补偿算法的仿真

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明及论文使用授权书

致谢