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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
開 題 報(bào) 告
題 目 數(shù)控銑床工作臺(tái)仿真
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)制023
學(xué) 生 張 玉 輝
指導(dǎo)教師 嚴(yán) 翔
2006 年
一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題來源、類型
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“數(shù)控銑床工作臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)”，其來源為科學(xué)研究，類型為科研論文。
二、選題的目的及意義
隨著機(jī)械制造工業(yè)的迅速發(fā)展和科技水平的不斷進(jìn)步，用于自動(dòng)控制的數(shù)控機(jī)床代替?zhèn)鹘y(tǒng)的普通機(jī)床，得到迅速而廣泛地應(yīng)用,機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)由原來的齒輪有級(jí)變速傳動(dòng)到現(xiàn)在的由計(jì)算機(jī)控制伺服電機(jī)的無級(jí)變速傳動(dòng)。因此，我們對(duì)機(jī)床工作臺(tái)的設(shè)計(jì)就顯得非常重要；由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)含量高、成本昂貴，若中小企業(yè)廣泛采用數(shù)控機(jī)床不僅費(fèi)用高而且資源浪費(fèi)。因此，對(duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造也成了人們近年來研究的課題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題“數(shù)控銑床工作臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)”就是從以上幾點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)知識(shí)而進(jìn)行的一項(xiàng)機(jī)電結(jié)合的基本訓(xùn)練，其主要目的是強(qiáng)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)一步掌握數(shù)空機(jī)床控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，通過對(duì)控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，掌握數(shù)控系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)的基本方法；通過對(duì)數(shù)控銑床工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的能力，對(duì)自己而言這也是很大的進(jìn)步和提高，從而達(dá)到選題的目的；通過開發(fā)這樣一套仿真系統(tǒng)也為數(shù)空機(jī)床控制系統(tǒng)的研究和普通機(jī)床的數(shù)控化改造，提供了必要的參考依據(jù)；開發(fā)的這套仿真系統(tǒng)也可以作為一套實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的研究也有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
三、 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)床工業(yè)的發(fā)展也日新月異。用于自動(dòng)控制的數(shù)控機(jī)床在提高效率，節(jié)省人力，提高加工精度，降低加工費(fèi)用等方面都具有很大的優(yōu)越性。目前，數(shù)控機(jī)床、加工中心、分布式數(shù)控（DNC）所配置的數(shù)控系統(tǒng)大多依據(jù)專用的計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)，一般都采用非標(biāo)準(zhǔn)接口，而且使用不同的匯編語言及操作系統(tǒng)，不少機(jī)床產(chǎn)品已在PC控制的基礎(chǔ)上采用Windows、Windows NT制作用戶界面，PC操作程序更便于用戶接受及操作。近年來，國(guó)際上又出現(xiàn)了柔性制造單元FMC，F(xiàn)MC和FMS是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS的基礎(chǔ)，使數(shù)控機(jī)床向著高柔性、高集成度、智能化方向發(fā)展。相比之下，我國(guó)的機(jī)床工業(yè)水平雖然發(fā)展很快，但與國(guó)際先進(jìn)水平還有一定的差距，尤其是高級(jí)型數(shù)控機(jī)床還處在一個(gè)低水平階段，主要表現(xiàn)在：可靠性差，質(zhì)量不好，產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，科技含量低，我國(guó)已經(jīng)是世界上數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大國(guó)，但還不是制造強(qiáng)國(guó)，生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床大多是經(jīng)濟(jì)型、普及型 。開發(fā)高檔次的數(shù)控機(jī)床要借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，不斷創(chuàng)新，使我國(guó)的數(shù)控機(jī)床水平有一個(gè)質(zhì)的飛躍。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展也越來越快，正朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的加工速度越來越快，加工精度越來越高，可靠性越來越好，隨著數(shù)控系統(tǒng)集成度的增強(qiáng)，數(shù)控機(jī)床也將會(huì)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)集中控制，甚至遠(yuǎn)距離遙感。目前，國(guó)內(nèi)外正在研究根據(jù)人的聲音來控制機(jī)床的技術(shù)，由機(jī)器自己識(shí)別圖樣并進(jìn)行自動(dòng)CNC加工的技術(shù)，使數(shù)控機(jī)床向著更高人工智能方向發(fā)展。面對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)必須振興傳統(tǒng)的制造業(yè)，采用先進(jìn)的技術(shù)，大力發(fā)展機(jī)床工業(yè)，只有不斷創(chuàng)新，趕超國(guó)際先進(jìn)水平，使我國(guó)的數(shù)控機(jī)床業(yè)向著多品種、高質(zhì)量、高檔次方向發(fā)展，使我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
四、 本課題主要研究?jī)?nèi)容
隨著機(jī)械制造水平的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在各個(gè)領(lǐng)域得到迅速而廣泛的應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，用戶可輸入零件程序，或用于存儲(chǔ)信息，變換數(shù)據(jù)，插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)其他控制功能。針對(duì)這一現(xiàn)象，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選題研究的主要內(nèi)容是開發(fā)一套數(shù)控銑床工作臺(tái)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過對(duì)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究來模擬仿真數(shù)控銑床工作臺(tái)X-Y的兩軸運(yùn)動(dòng)。在這過程中要求對(duì)設(shè)計(jì)方案論證、分析、比較，從而選擇設(shè)計(jì)合適的設(shè)計(jì)方案；選用MCS-51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)一套與之相配套的控制系統(tǒng)，其中包括對(duì)硬件電路的研究和對(duì)插補(bǔ)程序的設(shè)計(jì)，編寫程序并在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上調(diào)試完成。通過開發(fā)這樣一套仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，達(dá)到選課研究的目的，對(duì)數(shù)控改造和數(shù)控技術(shù)研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
五、 完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）
為了順利完成論文，我們應(yīng)當(dāng)從雜志、教材及網(wǎng)絡(luò)上廣泛搜集資料，從本課題研究的內(nèi)容出發(fā)，了解本課題在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，搜集較多的外文資料，以豐富本課題的豐富性、完整性。根據(jù)數(shù)控銑床機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，查手冊(cè)、教材以及與機(jī)械相關(guān)的資料，確定脈沖當(dāng)量和伺服電機(jī)，設(shè)計(jì)、選用傳動(dòng)和導(dǎo)向元件，繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖。學(xué)習(xí)MCS-51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用，了解單片機(jī)電器元件如8031、6264、2764的原理、功能及應(yīng)用，學(xué)習(xí)編程知識(shí)，編寫匯編程序并在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上調(diào)試通過，使本課題的研究?jī)?nèi)容真實(shí)有效。與此同時(shí)，虛心請(qǐng)教老師和同學(xué)，互相交流、認(rèn)真對(duì)待 ，最終順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。
六、本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：
1-3周 查閱資料填寫任務(wù)書并撰寫開題報(bào)告。
4-7周 研究數(shù)控銑床工作臺(tái)仿真系統(tǒng)的工作原理，并完成工作
臺(tái)設(shè)計(jì)方案的論證、比較、選擇工作。
8-11周 繪制一張A0工作臺(tái)結(jié)構(gòu)裝配圖和一張A0控制系統(tǒng)硬件
電路原理圖，以及編制匯編程序并調(diào)試通過。
12-15周 繪制一張A1的脈沖分配器程序框圖，整理材料，編寫
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及外文資料
七、指導(dǎo)教師意見
對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
八、所 在 專 業(yè) 審 查 意 見
負(fù)責(zé)人：