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《重庆大学》 2004年
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数控加工仿真教学系统的研究与开发

万大平  
【摘要】:由于数控机床在生产部门的使用越来越普遍,所以普及和推广数控技术是当前的一个重要课题。但数控加工设备价格很高,直接用昂贵的数控加工中心进行数控培训,很不经济。为了满足当前数控加工的培训与维护工作,研究开发Windows98平台下的数控教学系统,具有重要的理论意义和实际价值。 本课题以市场占有率最高的SIEMENS和FANUC数控系统为模拟对象,按照目前国内使用最多ISO1056指令格式,设计基于Windows98、能实际联机加工、可视化的开放式三轴联动教学用数控铣床培训系统。能对编程的结果进行模拟和实际加工,包括数控模拟系统和实际加工操作系统两大部分。围绕这个目标,本文提出开放式的数控教学平台开发体系,从硬件结构和系统软件结构分别进行了实现,并对系统关键技术和主要模块进行详细分析。 系统采用了高性能PC机和运动控制卡相结合的模块化结构,以通用PC机作为硬件平台,结合MPC02运动控制卡良好的控制性能,配以两相混合式步进电机HN2003451及其驱动器SH-20806N,组成了数控教学铣床的经济型配置。论文中给出了具体的硬件结构框图,并对教学三坐标数控铣床电控系统的设计进行了说明。 系统软件基于Windows操作系统,采用Visual C++6.0以及面向对象、模块化的程序设计方法,编写了数控代码的编译、实时控制和人机交互界面程序。本文给出了数控系统的用户层、编译层和控制层这三个模块的软件结构框图,并对各模块内的功能小模块如:数控代码的编译、模拟加工、三维仿真、操作面板状态监控、刀具补偿、自动/单段加工、手动、回零等模块列出了详细的程序设计流程图。 对于系统主要模块,如数控代码解释程序及刀具补偿程序给出了总体框图和实现方法。设计时采用模块化、层次化方法,通过对各模块的替换和扩充,就能使该系统适应不同用户的要求及应用于不同类型的数控机床。最后通过利用OpenGL技术和计算机动画技术,实现了数控加工的三维模拟仿真。 本系统功能完善,界面友好直观,操作维护方便。通过调试运行,达到了预期的效果。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG659

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