数控铣床工作台仿真实验系统的开发开题报告

毕业设计（论文）

开 题 报 告

一、 毕业设计(论文)课题来源、类型

本次毕业设计的课题是“数控铣床工作台仿真实验系统的开发”，其来源为科学研究，类型为科研论文。

二、选题的目的及意义

随着机械制造工业的迅速发展和科技水平的不断进步，用于自动控制的数控机床代替传统的普通机床，得到迅速而广泛地应用,机床的传动系统由原来的齿轮有级变速传动到现在的由计算机控制伺服电机的无级变速传动。因此，我们对机床工作台的设计就显得非常重要；由于数控机床技术含量高、成本昂贵，若中小企业广泛采用数控机床不仅费用高而且资源浪费。因此，对普通机床进行数控化改造也成了人们近年来研究的课题。本次毕业设计课题“数控铣床工作台仿真实验系统的开发”就是从以上几点出发，综合运用机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练，其主要目的是强化机械结构设计，同时进一步掌握数空机床控制系统的设计思路，通过对控制系统硬件和软件的设计，掌握数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过对数控铣床工作台结构的设计，培养我们分析问题和解决问题的能力，对自己而言这也是很大的进步和提高，从而达到选题的目的；通过开发这样一套仿真系统也为数空机床控制系统的研究和普通机床的数控化改造，提供了必要的参考依据；开发的这套仿真系统也可以作为一套实验室设备，对数控系统的研究也有一定的现实意义。

三、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势

随着计算机技术的发展，机床工业的发展也日新月异。用于自动控制的数控机床在提高效率，节省人力，提高加工精度，降低加工费用等方面都具有很大的优越性。目前，数控机床、加工中心、分布式数控（DNC）所配置的数控系统大多依据专用的计算机而设计，一般都采用非标准接口，而且使用不同的汇编语言及操作系统，不少机床产品已在PC控制的基础上采用Windows、Windows NT制作用户界面，PC操作程序更便于用户接受及操作。近年来，国际上又出现了柔性制造单元FMC，FMC和FMS是实现计算机集成制造系统CIMS的基础，使数控机床向着高柔性、高集成度、智能化方向发展。相比之下，我国的机床工业水平虽然发展很快，但与国际先进水平还有一定的差距，尤其是高级型数控机床还处在一个低水平阶段，主要表现在：可靠性差，质量不好，产品开发周期长，科技含量低，我国已经是世界上数控机床产量大国，但还不是制造强国，生产的数控机床大多是经济型、普及型 。开发高档次的数控机床要借鉴国外经验，不断创新，使我国的数控机床水平有一个质的飞跃。

随着科学技术的不断发展，数控机床的发展也越来越快，正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展，数控机床的加工速度越来越快，加工精度越来越高，可靠性越来越好，随着数控系统集成度的增强，数控机床也将会实现多台集中控制，甚至远距离遥感。目前，国内外正在研究根据人的声音来控制机床的技术，由机器自己识别图样并进行自动CNC加工的技术，使数控机床向着更高人工智能方向发展。面对日益激烈的国际竞争，我国必须振兴传统的制造业，采用先进的技术，大力发展机床工业，只有不断创新，赶超国际先进水平，使我国的数控机床业向着多品种、高质量、高档次方向发展，使我国在国际竞争中立于不败之地。

四、 本课题主要研究内容

随着机械制造水平的不断发展，数控机床在各个领域得到迅速而广泛的应用。数控系统是数控机床的核心，用户可输入零件程序，或用于存储信息，变换数据，插补运算以及实现其他控制功能。针对这一现象，本次毕业设计选题研究的主要内容是开发一套数控铣床工作台仿真实验系统，通过对工作台结构的设计研究来模拟仿真数控铣床工作台X-Y的两轴运动。在这过程中要求对设计方案论证、分析、比较，从而选择设计合适的设计方案；选用MCS-51系列单片机设计开发一套与之相配套的控制系统，其中包括对硬件电路的研究和对插补程序的设计，编写程序并在实验设备上调试完成。通过开发这样一套仿真实验系统，达到选课研究的目的，对数控改造和数控技术研究具有一定的现实意义。

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五、 完成论文的条件和拟采用的研究手段（途径）

为了顺利完成论文，我们应当从杂志、教材及网络上广泛搜集资料，从本课题研究的内容出发，了解本课题在国内外的发展现状及发展趋势，搜集较多的外文资料，以丰富本课题的丰富性、完整性。根据数控铣床机械部分的设计，查手册、教材以及与机械相关的资料，确定脉冲当量和伺服电机，设计、选用传动和导向元件，绘制机械结构装配图。学习MCS-51系列单片机原理及应用，了解单片机电器元件如8031、6264、2764的原理、功能及应用，学习编程知识，编写汇编程序并在实验设备上调试通过，使本课题的研究内容真实有效。与此同时，虚心请教老师和同学，互相交流、认真对待 ，最终顺利完成毕业设计论文。

六、本课题进度安排、各阶段预期达到的目标：

1-3周   查阅资料填写任务书并撰写开题报告。

4-7周   研究数控铣床工作台仿真系统的工作原理，并完成工作

台设计方案的论证、比较、选择工作。

8-11周  绘制一张A0工作台结构装配图和一张A0控制系统硬件

电路原理图，以及编制汇编程序并调试通过。

12-15周 绘制一张A1的脉冲分配器程序框图，整理材料，编写

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