数控车床仿真软件设计开题报告

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1、- 1 - 一一、本课题问题定义 数控机床已经成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础设备。 随着数控加工在我国机械制造业中的广泛应用，也出现一些有待解决的问题。 1.数控加工设备操作者的培训受客观因素所限，无法大规模开展。在传统 的数控技术及应用培训中，数控原理部分的讲授比较空洞、不直观，影响学员 理解与接受；而数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行，既占用了 设备加工时间，又具有风险，培训中的误操作经常会导致昂贵设备的损坏。 2.NC 程序作为数控加工的信息载体，其正确与否直接影响零件的加工质 量。而目前我国实际生产使用中，由于使用大量缺乏 NC 程序模拟仿真功能的 经济型数控

2、设备，故在 NC 程序投入正式加工之前通常采用机床空运行和样件 试切来完成 NC 程序的校验。该方法加工准备周期长，生产成本高，难以实现 数控机床的高效率，不利于单件小批量生产间的快速转换。 随着计算技术的发展，尤其是虚拟现实技术和理念的发展，产生了可以模 拟实际数控设备加工环境及其工作状态的计算机仿真系统。用数控计算机仿真 系统进行初步培训，可以利用学校微机机房的大量计算机，不但减少了对实际 数控设备的占用，使培训能够大规模的开展，而且由于仿真系统具有表现方式 丰富多样的图形界面，故易于学员理解接受，使其素质迅速提高，另外还安全 可靠、费用低；用数控仿真系统在计算机上对 NC 程序进行编辑、

3、校验，即驱 动图形加工系统进行准实时加工，检查 NC 代码中的语法和语意错误，实现干 涉校验，直观安全地模拟、验证、分析切削过程，免去了以往样件生产的样件 材料损耗、刀具磨损、机床清理等问题，从而缩短生产准备周期，降低成本。 国际上现有的通用 CAD/CAM 软件虽然功能较为完善，但是规模庞大，对计 算机性能要求较高，而且价格昂贵，每个拷贝及其使用许可证动辄数万乃至数 十万，不适合我国国情。国内外一些数控设备生产厂商也推出了一些自己的数 控设备仿真软件，但是这类软件只是针对生产厂商自己生产的相应型号设备的 模拟仿真，甚至使用专用 NC 程序语言，因而通用性较差，另外这类软件功能 也比较简单。上

4、述软件在我国应用具有一定局限性，所以研究设计适合我国广 泛使用的数控设备仿真软件，以推进我国制造业发展是非常有必要的。 - 2 - 二二、本课题可行性研究 目前国外制造业对计算机仿真这类问题研究主要集中在比较高端的领域， 其发展趋势是网络化、通用化、协作化、集成化，自动化等，比较适合于国外 发达的计算机与数控技术基础。而国内最重要的是数控技术的普及与推广、应 用，只有打好这一基础才能更好的向高端发展，这就是本课题的着眼点。数控 车床是数控设备中的典型代表，数控车削加工在现代机械制造业中应用较为广 泛，而且经济型数控车床和经过数控改造的通用车床在我国比较普及，故选择 数控车床作为研究对象，探讨利

5、用计算机辅助技术实现其技术原理演示、 NC 程 序编辑、模拟仿真切削及校验等的技术问题。 由于 Windows 操作系统应用广泛，开发平台功能较强，决定以 Windows 98/2000 和 Windows XP 作为软件开发和运行的操作系统，并采用 Microsoft 公 司支持可视化编程和面向对象技术的软件开发平台 Visual Basic 6.0。 通过对现有部分数控仿真软件的使用与分析，考虑本人实际的计算机编程 能力，完成本设计有待解决或可能存在的主要问题以及解决思路如下： 1对输入的NC程序进行准确识别并模拟其在实际数控设备中的编译及处 理过程。准备采用建立包含标准数控程序代码字符串

6、及其对应处理方 法的程序库，通过将输入的 NC 程序代码转化为字符串，依次与程序库 中的字符串比较，从而实现代码识别然后进行后续数据处理和结果输 出的方法，完成模拟过程。 2不同类型刀具加工显示的实现。车刀分为很多种类，用于不同情况下 的加工。为了实现这些效果必须建立一个包含多数常用类型车刀信息 及相应显示处理方法的程序库。 3如何实现较好的数控仿真加工动画演示效果。动画由两个基本部分组 成。一是物体相对于屏幕的运动，即屏幕级动画；二是物体内部的运 动，即相对符号的动画。制作动画的原理就是画完一幅图形，清除它 的屏幕显示部分，再在新位置画第二幅图形，如此交替下去，利用人 眼的视觉特点，就可以产生动画效果。VB 实现动画的原理也如此，具 体到编程问题上，主要有以下四种方法： 控件的移动。采用控件的 - 3 - 移动技术可实现屏幕级动画。控