机械开槽式纸盒模版CAM软件系统的研发

摘要

机械锯槽工艺和计算机数控(CNC)技术相结合的纸盒模切版CAM系统，不仅能够保证模切版的加工精度、提高工作效率，而且能够降低设备成本，可以替代国内外价格高昂的激光切割系统和目前普遍使用的自动化程度很低的手工或半机械开槽工艺。这项工作对改变我国纸盒制造行业的落后面貌具有十分重要的意义! 本文在VC++环境下，开发了基于Windows操作系统的机械锯槽式纸盒模切版CAM软件系统。论文首先介绍了国内外纸盒模切版制造设备的现状和发展趋势，并分析了开发本系统的现实意义，接着完成了如下几个方面的工作： 1.对该系统的整体架构进行了概述，简单介绍了模切版的制作工艺和制作方法，并对目前采用的各种制作方法进行了比较。 2.以结构化软件设计方法为指导，开发了纸盒模切版CAD软件模块；此模块具有如下功能： 1)采用功能构素法，实现了常用纸盒的参数化设计；只需输入纸盒的基本参数(长、宽、高和纸厚)，便可自动完成设计。2)可进行基本图形的可视化绘制、属性修改和编辑管理；3)可以DXF文件格式为标准与其它CAD系统进行数据交换。3.运用图论相关知识，开发了CAM接口软件模块；完成了留桥工艺的自动实现，并以旅行商问题和欧拉回路为数学模型进行了钻孔加工路径的优化和锯切加工路径的优化； 4.设计了计算机数控加工程序；首先读取CAM接口的输出结果，按照加工顺序，由计算机通过ISA接口卡向具体的伺服电机、普通电机以及各个开关发送脉冲信号完成加工，并对加工过程进行跟踪显示。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2纸包装行业的现状和发展趋势

1.2.1现状

1.2.2发展趋势

1.3纸盒制造设备

1.4国内外纸盒CAD/CAM发展状况

1.5课题的提出及意义

1.6课题的主要内容

1.6.1硬件部分

1.6.2软件部分

第二章系统概述

2.1系统的整体架构

2.2纸盒模切版

2.3模切版的制作方式

2.4模切版制作工艺

2.4.1留桥

2.4.2钻孔

2.4.3搭桥

2.4.4切边框

第三章系统的软件工程分析

3.1软件工程方法

3.2结构化方法

3.2.1结构化分析

3.2.2结构化设计

3.2.3结构化程序设计

第四章纸盒模切版CAD系统

4.1纸盒模切版CAD系统的需求和功能分析

4.1.1需求分析

4.1.2功能分解

4.2纸盒库的构建

4.2.1功能构素法构建纸盒库

4.2.2常见纸盒各部分结构尺寸的计算

4.2.3纸盒CAD系统的结构化设计和结构化编程(SD-SP)

4.3自由设计

4.3.1坐标转换

4.3.2图形设计

4.4开放式数据接口

4.4.1单一资料库管理

4.4.2开放式数据接口

4.4.3 DXF数据文件接口的实现

第五章纸盒模切版CAM接口

5.1纸盒模切版留桥工艺的自动实现

5.1.1留桥工艺的自动实现

5.1.2单源最短路径

5.2钻孔路径优化

5.2.1旅行商问题描述

5.2.2旅行商问题算法概述

5.2.3孔加工路径的优化

5.2.4孔加工路径优化结果

5.3锯切路径优化

5.3.1中国邮路问题和欧拉回路

5.3.2最小权完美匹配构造欧拉回路

5.3.3深度优先搜索

5.3.4锯切路径优化流程

第六章计算机数控加工

6.1本系统CNC概述

6.2系统CNC关键问题的处理

6.2.1实际坐标到加工控制坐标的转换

6.2.2在Windows下实现精确定时

6.2.3据条方向的控制

6.2.4多联盒拼版数据的处理

6.2.5钻锯联合工作头的定位问题

6.2.6加工过程的跟踪显示

结 论

参考文献

附录一：文中提到的图论相关术语

附录二：经典图处理问题的难度分析表

致谢

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