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畢業(yè)設計（論文）
開 題 報 告
題 目 數(shù)控銑床工作臺仿真
實驗系統(tǒng)的開發(fā)
專 業(yè) 機械設計制造及自動化
班 級
學 生
指導教師
2006 年
一、 畢業(yè)設計(論文)課題來源、類型
本次畢業(yè)設計的課題是“數(shù)控銑床工作臺仿真實驗系統(tǒng)的開發(fā)”，其來源為科學研究，類型為科研論文。
二、選題的目的及意義
隨著機械制造工業(yè)的迅速發(fā)展和科技水平的不斷進步，用于自動控制的數(shù)控機床代替?zhèn)鹘y(tǒng)的普通機床，得到迅速而廣泛地應用,機床的傳動系統(tǒng)由原來的齒輪有級變速傳動到現(xiàn)在的由計算機控制伺服電機的無級變速傳動。因此，我們對機床工作臺的設計就顯得非常重要；由于數(shù)控機床技術含量高、成本昂貴，若中小企業(yè)廣泛采用數(shù)控機床不僅費用高而且資源浪費。因此，對普通機床進行數(shù)控化改造也成了人們近年來研究的課題。本次畢業(yè)設計課題“數(shù)控銑床工作臺仿真實驗系統(tǒng)的開發(fā)”就是從以上幾點出發(fā)，綜合運用機械、電子和計算機知識而進行的一項機電結合的基本訓練，其主要目的是強化機械結構設計，同時進一步掌握數(shù)空機床控制系統(tǒng)的設計思路，通過對控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計，掌握數(shù)控系統(tǒng)硬件及軟件設計的基本方法；通過對數(shù)控銑床工作臺結構的設計，培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的能力，對自己而言這也是很大的進步和提高，從而達到選題的目的；通過開發(fā)這樣一套仿真系統(tǒng)也為數(shù)空機床控制系統(tǒng)的研究和普通機床的數(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)也可以作為一套實驗室設備，對數(shù)控系統(tǒng)的研究也有一定的現(xiàn)實意義。
三、 本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢
隨著計算機技術的發(fā)展，機床工業(yè)的發(fā)展也日新月異。用于自動控制的數(shù)控機床在提高效率，節(jié)省人力，提高加工精度，降低加工費用等方面都具有很大的優(yōu)越性。目前，數(shù)控機床、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)專用的計算機而設計，一般都采用非標準接口，而且使用不同的匯編語言及操作系統(tǒng)，不少機床產(chǎn)品已在PC控制的基礎上采用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，國際上又出現(xiàn)了柔性制造單元FMC，F(xiàn)MC和FMS是實現(xiàn)計算機集成制造系統(tǒng)CIMS的基礎，使數(shù)控機床向著高柔性、高集成度、智能化方向發(fā)展。相比之下，我國的機床工業(yè)水平雖然發(fā)展很快，但與國際先進水平還有一定的差距，尤其是高級型數(shù)控機床還處在一個低水平階段，主要表現(xiàn)在：可靠性差，質量不好，產(chǎn)品開發(fā)周期長，科技含量低，我國已經(jīng)是世界上數(shù)控機床產(chǎn)量大國，但還不是制造強國，生產(chǎn)的數(shù)控機床大多是經(jīng)濟型、普及型 。開發(fā)高檔次的數(shù)控機床要借鑒國外經(jīng)驗，不斷創(chuàng)新，使我國的數(shù)控機床水平有一個質的飛躍。
隨著科學技術的不斷發(fā)展，數(shù)控機床的發(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，數(shù)控機床也將會實現(xiàn)多臺集中控制，甚至遠距離遙感。目前，國內(nèi)外正在研究根據(jù)人的聲音來控制機床的技術，由機器自己識別圖樣并進行自動CNC加工的技術，使數(shù)控機床向著更高人工智能方向發(fā)展。面對日益激烈的國際競爭，我國必須振興傳統(tǒng)的制造業(yè)，采用先進的技術，大力發(fā)展機床工業(yè)，只有不斷創(chuàng)新，趕超國際先進水平，使我國的數(shù)控機床業(yè)向著多品種、高質量、高檔次方向發(fā)展，使我國在國際競爭中立于不敗之地。
四、 本課題主要研究內(nèi)容
隨著機械制造水平的不斷發(fā)展，數(shù)控機床在各個領域得到迅速而廣泛的應用。數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心，用戶可輸入零件程序，或用于存儲信息，變換數(shù)據(jù)，插補運算以及實現(xiàn)其他控制功能。針對這一現(xiàn)象，本次畢業(yè)設計選題研究的主要內(nèi)容是開發(fā)一套數(shù)控銑床工作臺仿真實驗系統(tǒng)，通過對工作臺結構的設計研究來模擬仿真數(shù)控銑床工作臺X-Y的兩軸運動。在這過程中要求對設計方案論證、分析、比較，從而選擇設計合適的設計方案；選用MCS-51系列單片機設計開發(fā)一套與之相配套的控制系統(tǒng)，其中包括對硬件電路的研究和對插補程序的設計，編寫程序并在實驗設備上調試完成。通過開發(fā)這樣一套仿真實驗系統(tǒng)，達到選課研究的目的，對數(shù)控改造和數(shù)控技術研究具有一定的現(xiàn)實意義。
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，我們應當從雜志、教材及網(wǎng)絡上廣泛搜集資料，從本課題研究的內(nèi)容出發(fā)，了解本課題在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，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)控銑床機械部分的設計，查手冊、教材以及與機械相關的資料，確定脈沖當量和伺服電機，設計、選用傳動和導向元件，繪制機械結構裝配圖。學習MCS-51系列單片機原理及應用，了解單片機電器元件如8031、6264、2764的原理、功能及應用，學習編程知識，編寫匯編程序并在實驗設備上調試通過，使本課題的研究內(nèi)容真實有效。與此同時，虛心請教老師和同學，互相交流、認真對待 ，最終順利完成畢業(yè)設計論文。
六、本課題進度安排、各階段預期達到的目標：
1-3周 查閱資料填寫任務書并撰寫開題報告。
4-7周 研究數(shù)控銑床工作臺仿真系統(tǒng)的工作原理，并完成工作
臺設計方案的論證、比較、選擇工作。
8-11周 繪制一張A0工作臺結構裝配圖和一張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)設計論文及外文資料
七、指導教師意見
對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
八、所 在 專 業(yè) 審 查 意 見
負責人：