数控自动弯刀机的研究与设计

摘要

数控机床在我国发展迅速并得到了广泛的应用，它是计算机信息科学技术与传统机床相结合的产物，已经成为现代机械制造业最基本的设备。数控自动弯刀机作为模切行业的主要加工设备，在包装印刷、电子和机械等行业扮演着重要的角色。数控自动弯刀机属于金属成形类数控机床，它通过采用折弯等成形工艺使模切刀片发生变形，折成所需要的形状和尺寸。在数控加工领域中，基于CAD/CAM技术进行图形交互的自动编程方法日趋成熟并广泛应用。目前，通过PC计算机和运动控制卡来构建的开放式数控系统，是开放式数控系统硬件体系结构的主流。运动控制卡是基于PC的开放式数控系统的重要组成部分，它的性能直接影响着机床的精度。
　　 本论文介绍一个数控自动弯刀机的控制系统，既包括硬件部分也包括软件部分。通过AutoCAD的二次开发工具ObjectARX，结合MFC扩展其CAM功能。用VC++6.0构建了人机交互界面，开发了图形交互自动编程和机床加工控制两个子系统，并设计开发了相应的USB运动控制卡。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 (1)首先介绍了当前数控机床的发展现状，研究了CAD/CAM集成技术、图形交互式自动编程和目前主流的基于PC的开放式数控系统，然后介绍了本课题的来源及研究目的。
　　 (2)深入地分析弯刀机的机械结构及电气控制系统，介绍了进给机构、弯刀机构、冲桥机构、剪断机构四个机械结构及相互关系，以及弯刀机机床上的位置传感器和气缸。
　　 (3)基于AutoCAD平台扩展了CAM功能，开发了图形交互自动编程和机床加工控制两个子系统，并分析了两个子系统与USB运动控制卡之间如何配合以实现对弯刀机的控制。介绍了图形交互式自动编程与机床加工控制子系统和它们之间的数据接口，以及弯刀机的参数设置。
　　 (4)深入分析了USB运动控制卡的软硬件设计。介绍了USB运动控制的输入模块和输出模块的电路设计，USB运动控制卡的输入、输出接口，以及USB运动控制卡的软件系统设计。