基于PC的雕刻机数控系统毕业设计

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1、 1 1 绪论绪论 随着 PC 技术的迅速发展， 其在工业控制领域得到广泛应用。 用 PC 技术开发的数控系统可以得到强 有力的硬件和软件支持，避开专有技术的制约，在较短时间内达到较高水平。USB 自问世以来，就以其 速度快、 成本低廉等诸多优点逐步占领了 PC 及其外围设备市场。 随着大量支持 USB 的个人电脑的普及， USB 逐步成为 PC 机的标准接口已经是大势所趋。 1.1 1.1 课题背景课题背景 数控技术是先进制造技术（如柔性制造系统、计算机集成制造系统等）的基础。要发展先进制造技 术，首先必须重视制造单元技术（数控技术、加工单元、柔性制造单元等） 。数控机床在现代加工领域， 特

2、别是在发达的工业国家（如美国、日本、英国、德国等） ，已经作为主要加工设备而取代传统加工机 床。数控机床在整个现代制造系统中处于基础性的，核心的地位。因此，在现代制造系统朝着集成化、 综合化和智能化发展的今天， 特别是计算机技术发展与普及化， 深入研究新一代数控技术具有重要的意 义和实用价值。 1952 年， 麻省理工学院研制成功出第一台三坐标连续控制的数控铣床， 这标志着数控机床的诞生。 数控机床一问世就显示了极大的优越性，由此逐步发展和完善起来。尤其是在 70 年代以后，伴随微电 子技术、计算机技术、控制技术和伺服技术的发展而不断地发展演变。数控技术的应用不但给传统制造 业带来了革命性的变

3、化， 使制造业成为工业化的象征， 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大， 对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业 所需装各的数字化己是现代发展的大趋势。 1.2 1.2 CAD/CAMCAD/CAM 概述概述 CAD/CAM 是计算机辅 助设计/ 计算机辅 助制造（Computer Aided Design/Computer Aided Manufacture）的简称，是当今世界发展最快的技术之一。它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进 了市场的发展。 在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。根据产品开发计划和对产品功

4、能的 要求， 不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计， 而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的 多种知识， 在 CAD 系统和数据库的支持下进行工作。 这种工作方式设计出的产品大大优于单个设计师凭 个人脑力和能力设计出的产品；另外，CAD 输出的结果也不仅仅是装配图和零件图，还包括设计、制造 过程中应用计算机所需的各种信息。 CAM 技术主要是围绕着数控编程技术开始发展的。数控加工是 CAD/CAM 发挥效益最直接、最明显的 环节之一。 加工对象的形状越复杂，加工精度越高，设计更改越频繁，数控加工的优越性越容易得到 发挥。因此数控编程技术受到高度重视。然而从制造的全过程看，应用计算机作为

5、辅助手段的不仅仅是 数控编程，还有许多技术和方法归类于 CAM 的范畴，如计算机辅助工艺规划（CAPP） 、计算机辅助生产 管理（CAPM） 、生产活动控制（PAC）等。其中有些内容已经超出了制造过程和间接制造过程；狭义 CAM 则是指制造过程中某个环节上应用计算机。 一般我们所讲的在制造全过程的数控编程环节上应用了计算 机，其实是一种狭义 CAM 的概念。 所以在实际应用中，CAD/CAM 是以系统方式出现的，包括商品化 CAD/CAM 系统和企业根据应用目标 构件的 CAD/CAM 系统。系统中包括设计与制造过程的三个主要环节，即 CAD、CAPP 和 NCP。其中 CAPP 和 NCP

6、属于 CAM 范畴。完善的 CAD/CAM 系统一般包括产品设计、工程分析、工艺过程规划、数控编程、 工程数据库以及系统接口几个部分。这些部分以不同的形式组合集成就构成各种类型的系统。 我国 CAD/CAM 软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。 由于国外 CAD/CAM 软件出现得较早，开发和应用的时间也较长，所以它们发展比较成熟，现在基本上已 经占领了国际市场。这些国外软件公司利用其技术和资金的优势，开始大力向我国市场进军，目前，国 外一些优秀软件，如 UG、SolidWorks、Pro/Engineer、CATIA 等，已经占领了一部分国内市场。 经过多年的推广， 我国也出现了一些优秀 CAD/CAM 软件， 例如： 高华 CAD、 CAXA 电子图板和 CAXA-ME 制造工程师、GS-CAD98、金银花系统、开目 CAD 等。另外，CAD/CAM 技术可以应用在许多领域，机械制 造是最早也是最广泛应用 CAD/CAM 技术的领域。随着 CAD/CAM 技术的发展，建筑、电子、化工的领域也 开始应用该技术，在这些新的应用领域中，国外