基于倍福的数控雕铣软件系统的开发开题报告
2020-02-10 11:02
1. 研究目的与意义（文献综述）
随着国内各行业对于生产零件表面加工与生产效率要求的逐步提高，综合具有高速铣削与雕刻以及高生产效率优点的数控雕铣机在国内有了较大的发展，这种数控雕铣机集雕刻、铣削、切割、钻孔等功能为一体，可实现强力铣削与高速精密雕刻的转换，在一台机床上同时实现粗加工与精加工的集成，功能多样化，因此既可以同于不同形状的工件的小批量生产，也可以用于大批量的加工。由于数控系统具有插补与速度前瞻功能，所以能够同时保证加工精度与加工速度的平稳，被广泛应用于各种模具制作与各种金属以及非金属的三维加工，艺术浮雕与精密钻孔等[1]。
数控雕铣机的数控系统是一种轨迹控制系统，其本质上是以多执行部件（主要是运动轴）的位移量为控制对象并使其协调运动的自动控制系统[2]。作为一种高度自动化的机床，数控雕铣机的加工工艺与表面成形方法与一般铣床大致相同，其工作过程为：首先对本加工零件的几何与工艺信息进行数字化，将刀具与工件的相对运动轨迹用数控代码规定的语法与格式编制成加工程序即数控代码，然后数控系统按照代码的要求进行相应的计算处理并发出控制指令使得各坐标轴与主轴以及辅助动作共同协调运行，实现规范的刀具与工件的相对运动，自动完成零件的加工[3][4]。
数控雕铣机的机械结构一定程度上可以看作使用了高速主轴电机与小刀具的大功率数控铣床，其主要由完成机械加工部分的雕铣机床主体、负责信号检测与根据数控系统发送的控制指令驱动雕铣机并对雕铣机状态进行检测然后反馈给数控系统处理的电控柜、负责处理解释数控代码，发出加工控制指令，指挥雕铣机完成加工动作的数控系统三部分组成[5]。
2. 研究的基本内容与方案
| 2、基本内容和技术方案 本毕业设计的主要目的是在基于倍福软件体系与个人计算机的基础上，对masterCAM进行二次开发，实现masterCAM软件与Twin CAT2 CNC部分功能的集成，直接实现数控代码生成、实体机床控制、程序调试、应急报警等功能的软件开发一体化。 基本内容： （1）确定基于倍福的软件体系的数控雕铣系统总体方案，明确各节点之间的联系与各自承担的任务，建立完整的运动控制流程。 （2）实现基于倍福的控制系统相关硬件选型与传输模式确定。 （3）设计基于倍福的数控雕铣系统硬件集成一体化方案并手动进行搭建。 （4）设计开发基于倍福的数控雕铣软件模块，开发数控系统软件，进行集成调试实验。 技术方案： （1）大量查找文献资料，了解数控雕铣系统的基本概念以及开放式数控系统的意义与价值，掌握对倍福体系软件的基本认识与把握，理清题目的重点与目的意义以及各软硬件设计开发之间的联系。 （2）借助相关资料与官方文档练习倍福TwinCAT的基本操作并逐步理解其CNC与PLC模块的内在运作方式，为进一步的对其进行开发以及与其他模块通讯做准备。 （3）学习Windows窗口程序的开发，逐步练习掌握对masterCAM进行二次开发的能力与相关开发步骤。 （4）借助手头上已有的示例程序代码对利用C#对TwinCAT进行开发的方式进行熟悉，了解能够调用的相关接口与两者之间的通讯方式，借助查找到的资料对实例程序中的问题进行修复并逐步提升对开发的熟悉程度。 （5）对masterCAM进行开发，实现masterCAM与TwinCAT的通讯，使得在masterCAM中生成的G代码能够直接被TwinCAT识别并且在开发的插件中借助TwinCAT直接对及机床进行控制、调试，完成软件系统的开发。 技术方案流程图如下所示：
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3. 研究计划与安排
第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告，完成英文文献翻译。
第4-5周：掌握相关软件与倍福系统的基本操作，完成总体方案设计。
第6-9周：熟悉软件开发流程与倍福软件系统内部运行规则。
4. 参考文献（12篇以上）
参考文献：
[1]李传军,刘强,周胜凯,李雅伟.twincat技术在开放式数控系统中的应用研究[j].机械设计与制造,2014(12):197-199.
[2]叶益明. 雕铣机数控系统应用集成研究[d].华中科技大学,2012.
