面向石材异型制品的CAD/CAM一体化数控系统研究与开发

摘要

根据石材异型制品加工设备的实际需要，结合当前数控技术发展现状和趋势，开发出了一套面向石材异型制品加工设备的经济型数控系统。该系统的开发采用模块化的设计思路和全软件化的设计目标，把数控系统的基本功能用软件来实现，并按照功能把系统划分为八大模块，实现了调试及升级的便捷性和多人开发的协同性。系统基于Windows操作系统，采用VC++开发工具和多线程技术。硬件采用IPC+I/O卡的结构方式，选用步进电机为驱动装置。这种软硬件结构既经济又可靠，满足石材异型制品加工设备的需要。 在对石材异型制品加工设备的运动充分分析的基础上，对运动特点进行了归纳，提出在IPC机内添加I/O卡的硬件结构方案；针对石材加工品种多、批量小的特点和现代数控技术的发展水平，对系统的主应用程序框架进行了构造，整体上实现CAD/CAM一体化水平。同时，为软件以后的扩充与维护提供了良好的开发环境。 图形编辑模块(CAD模块)主要是通过应用计算机图形学的相关理论及算法、数据库技术、面向对象程序设计等技术，利用Vc++6.0的面向对象技术和MFC中对WindowsAPI和GDI的支持开发实现了交互图形的绘制；在对DXF接口深入研究的基础上，实现了与常见CAD系统的数据共享。自动编程模块(CAM模块)主要是对CAD模块绘制的图形进行数据提取，并对图形的几何信息进行合法性检查，然后根据输入的加工工艺参数信息计算刀位点数据并生成刀位文件。依据生成的刀位文件进行仿真从而验证刀具轨迹的正确性。验证无误后，刀位文件经后置处理生成具体加工设备的加工指令代码。 图型编辑模块和自动编程模块基本上能满足石材异型制品的需求，使用方便。CAD/CAM一体化功能得到实现。也为其它模块功能的实现打好基础。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1石材发展现状

1.1.1石材异型制品的定义及应用

1.1.2石材异型制品的分类及应用范围

1.1.3石材异型制品的加工现状和发展趋势

1.2课题提出的背景及意义

1.3课题的研究内容安排

1.4本章小结

第2章系统的总体设计

2.1 SS系列石材异型制品加工设备分析

2.2 CNC数控系统的总体设计

2.2.1功能需求分析

2.2.2性能需求分析

2.2.3设计原则

2.2.4总体设计

2.3数控系统硬件部分的设计

2.4数控系统软件部分的设计

2.5本章小结

第3章实现CAD/CAM一体化编程的基本技术

3.1二维图形的坐标系和几何变换的算法

3.1.1 CAD/CAM一体化坐标系的确定

3.1.2 CAD模块的图形变换的算法

3.2图形编程基础

3.2.1图形设备接口GDI

3.2.2设备环境DC

3.3 CDC类的派生类

3.4本章小结

第4章CAD模块的开发

4.1 CAD模块编程总体结构

4.2图元的表示与绘制

4.2.1基本图元的表示与绘制

4.2.2组合图元的表示与绘制

4.3 CAD模块的数据结构

4.4图元的拾取及编辑

4.4.1图形的拾取算法

4.4.2图元包围盒的计算

4.4.3图元的编辑算法

4.5图库的建立及管理的实现

4.6数据库的设计

4.7 DXF文件接口及实现

4.7.1 DXF文件结构

4.7.2 DXF数据接口及实现

4.8本章小结

第5章CAM模块的开发

5.1 CAM模块的总体设计

5.2刀具轨迹的形成

5.2.1自动编程的基本原理

5.2.2二维环的算法研究

5.3刀具轨迹的生成

5.3.1切入切出轨迹的设计

5.3.2刀具轨迹的计算

5.3.3对刀设置的实现

5.4加工参数的设置

5.4.1刀具管理

5.4.2外形铣削参数设置

5.4.3面铣加工参数设置

5.5 NC代码的生成及保存

5.6加工模拟的实现

5.7本章小结

第6章结论与展望

参考文献

致谢