西门子数控车削仿真系统的研究与开发NC插补系统设计
机床数控课设-插补原理及流程图设计
《机床数控技术》课程设计说明书班级:0511105学号:*******姓名：指导教师：时间：2015年1月地点：明故宫校区计算中心目录一、简要说明--------------------------------------------------------3二、设计目的和任务--------------------------------------------------3三、设计要求--------------------------------------------------------3四.插补原理及流程图设计------------------------------------------4五.变量说明-------------------------------------------------------------6 六．程序界面及运行截图--------------------------------6七. 源程序代码----------------------------------------------------7八参考文献-------------------------------------18一、简要说明插补（Interpolation）在数控机床中，刀具不能严格地按照要求加工的曲线运动，只能用折线轨迹逼近所要加工的曲线。
插补（interpolation）定义：机床数控系统依照一定方法确定刀具运动轨迹的过程。
也可以说，已知曲线上的某些数据，按照某种算法计算已知点之间的中间点的方法，也称为“数据点的密化”。
数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。
插补计算就是数控装置根据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。
数控插补仿真系统开发-精选资料
数控插补仿真系统开发当今，在NC程序自动检查中，主要研究方向是数控加工图形仿真。
数控仿真对加工过程仿真模拟演示，可以检验数控程序的正确性和合理性，大大降低工艺试切法的高成本和高消耗，大大缩短新产品开发周期。
1 国内数控外仿真加工研究概况国外很早就对仿真加工有研究，Kawabe等人最早利用刀具轨迹，采用逐点比较法形成插补器获取刀具加工零件框架图。
但是目前研究向三维实体仿真发展，如：Aderson 研究了三维碰撞检验算法，K.K.Wa ng研究了布尔运算的NC检验系统等。
目前，国外，数控仿真系统已经发展到实用化，商品化的阶段。
如PTC 公司的Pro/E 软件在数控加工上提供多重走刀方法，对选择加工路径。
刀具，毛坯，测量，通用后置处理都有很强的功能。
国内这一领域开展较晚，但目前在仿真系统开发也取得很大的进展。
CAXA是我国本土的软件，主要面向中小型企业，而且实用性较强，能实现CAD/CAM勺集成，能形成NC代码。
2数控系统仿真的发展现状与存在的问题2.1数控系统仿真的发展现状为确保数控程序的正确性，在生产中常采用易切削的材料代替工件进行试切，检验加工指令，也有采用轨迹显示法。
但这些方法费工费料，使生产成本上升，增加了生产周期。
为此，人们直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。
从试制环境的模型特点来看，目前NC切削过程仿真分几何仿真和力学仿真两个方面。
几何仿真不考虑切削参数、切削力及其它物理因素的影响，只仿真刀具工件几何体的运动，以验证NC程序的正确性，可以减少或消除因程序错误而导致的机床损伤、夹具破坏或刀具折断、零件报废等问题；同时可以减少从产品设计到制造的时间，降低生产成本。
切削过程的力学仿真属于物理仿真范畴，它通过仿真切削过程的动态力学特性来预测刀具破损、刀具振动、控制切削参数从而达到优化切削过程的目的。
第四章 计算机数控(CNC)系统的插补原理 曼初宏
第六节 三坐标联动直线和螺旋线插补原理
一、三坐标联动直线插补原理 三坐标联动直线插补是在两坐标联动直线插补的基础上，再计算 一个坐标的插补进给量。首先根据三个坐标轴的增量值，区分出 最长轴、长轴和短轴,计算出最长轴的插补进给量，然后以最长轴 为基准，计算出长轴和短轴的插补进给量。
图4-23 三坐标联动直线插补原理
图4-6 圆弧插补
第二节 逐点比较法的直线和圆弧插补原理
① 沿+X方向走一步，有 ② 沿-X方向走一步，有 ③ 沿+Y方向走一步，有 ④ 沿-Y方向走一步，有
图4-7 圆弧插补四个象限的进给方向
第二节 逐点比较法的直线和圆弧插补原理
表4-3 圆弧插补象限判别和电动机转向
表4-4 圆弧插补运算过程
图4-30 直线与圆弧转接交点
第七节 刀具半径补偿的坐标计算
(1)直线与直线连接 直线与直线连接，如图、b和图4-29c、d所示。 (2)直线与圆弧连接 图4-30所示是G41方式直线与圆弧连接形式。
图4-31 圆弧与圆弧转接交点
第七节 刀具半径补偿的坐标计算
(3)圆弧与圆弧连接 图4-31所示是G41方式顺圆弧与顺圆弧连接时 的刀具中心转接点计算图。
第一节 插补的概念
图4-1 用离散型值点表述的双三次Bezier曲面
第二节 逐点比较法的直线和圆弧插补原理
一、逐点比较法直线插补
图4-2 直线插补
第二节 逐点比较法的直线和圆弧插补原理
加工如图4⁃2所示的平面直线AB，以直线起点A的坐标为(X0，Y0)， 直线AB的终点坐标为(Xe，Ye)，则直线方程为 ① 点M在AB直线的上方，判别函数 F＞0。 ② 点M在AB直线上，F= 0。 ③ 点M在AB直线的下方，判别函数 F＜0。
NC铣削加工计算机模拟仿真系统的开发的开题报告
NC铣削加工计算机模拟仿真系统的开发的开题报告一、项目背景随着科技的不断进步和制造技术的不断发展，NC（Numerical Control）铣削加工越来越广泛地应用于各个领域，如汽车制造、航空航天、模具制造等。
在NC铣削加工过程中，由于零件复杂度高、各种加工参数变化多样，因此传统的经验式计算已经无法满足要求，而采用计算机模拟仿真技术对NC铣削加工进行科学分析和优化对提高加工效率和质量至关重要。
本项目旨在开发一个NC铣削加工计算机模拟仿真系统，通过根据输入的零件CAD图纸和参数进行铣削加工仿真分析，以提高生产效率和保障产品质量。
二、研究内容和目标NC铣削加工计算机模拟仿真系统主要研究内容包括：1. 零件CAD数据的导入和处理：利用处理CAD数据的相关工具，将零件CAD数据导入系统中。
2. 仿真模型的建立：根据零件CAD数据，建立铣削加工的仿真模型，包括切削参数、工具路径、加工过程等。
3. 仿真结果的可视化展示：将仿真结果以图形化的方式展示出来，包括切削力、表面粗糙度、变形等。
4. 仿真分析：对仿真结果进行分析，为优化铣削加工提供科学依据。
本项目的目标是开发一个NC铣削加工计算机模拟仿真系统，能够实现精确的铣削加工仿真分析，并且友好的交互界面，使得用户能够轻松使用该系统进行铣削加工的仿真分析。
三、研究方法和技术路线本项目采用如下研究方法和技术路线：1. 确定仿真分析的参数和指标，并采用计算机数学建模方法，建立铣削加工的仿真模型。
2. 选择合适的计算机仿真软件，如Python等。
3. 实现仿真模型和仿真软件的集成。
4. 设计友好的用户界面，并且提供详细的操作指南。
四、预期成果本项目预期实现的成果包括：1. 一个能够实现NC铣削加工计算机模拟仿真的软件系统。
2. 能够实现对零件CAD数据的导入和处理，并根据输入的切削参数、工具路径等进行仿真分析。
3. 能够输出仿真结果，并且对结果进行可视化展示和分析，为优化铣削加工提供科学依据。
NC数控车床辅助编程系统的开发
具 ，执行 ２号刀具补偿） Ｇ００ Ｘ２６．２３１ Ｚ３０．０ Ｍ５３ （ 开主轴内孔冷却液） Ｚ３．０ Ｇ０１ Ｘ１０．９４２ Ｚ－４０．３５３ Ｇ００ Ｚ３０．０ Ｇ２８ Ｕ０ Ｗ０ Ｍ０９ Ｍ５８ （回机械原点，关闭冷却液和主轴
５８
ＣＡＭ 与数控加工 Ｃ ＡＭ ＆ ＣＮＣ
表２ ＣＬ－２０Ａ 数控车床的Ｇ 代码和Ｍ 代码
５９
内孔冷却液） Ｔ０１００ Ｍ８９ Ｍ０５ （换 １ 号刀具 ， 取消刀具补偿 ， 工件计
数加１，停止主轴） Ｍ８５ （ 打开前门）
Ｍ３０ （ 程序结束）
四 结束语
图４ 系统人机界面（左窗口为数控程序生成区 右窗口为加工 路线动态模拟显示区）
综上所述 与 ＡｕｔｏＣＡＤ 等绘图软件配合使用本 系统 可摆脱繁琐的坐标点计算 提高编程效率 本 系统采用 ＶＢ 语言开发 运行于 Ｗｉｎｄｏｗｓ 操作系统 人机界面友好（如图 ４ 所示） 能动态模拟显示加工路 线 编程人员可以在绘图软件中随时修改走刀路线 只需重新输出新的 Ｄ Ｘ Ｆ 文件交由本系统处理 就可 生成新的数控加工代码 不需重新人工计算 系统在 本公司的实际应用中取得了较好的效果
２０
５３．７５１２８９ ３０ ０．００００００ ４０ ４．００００００ １００ ＡｃＤｂＡｒｃ ５０ １８０．００００００ ５１ ２１０．００００００ ０ ＬＩＮＥ ５ ６５ １００ ＡｃＤｂＥｎｔｉｔｙ ８ ０ ６ ＢｙＬａｙｅｒ ６２ ２５６ １００ ＡｃＤｂＬｉｎｅ １０ －１２．００００００ ２０ ３０．００００００ ３０ ０．００００００ １１ －２９．５９９４０３ ２１ ３４．７１５７４６ ３１ ０．００００００ ０ ＰＯＩＮＴ ５
数控加工程序(NC)设计
确定加工工艺和切削参数
根据工件材料、加工要求和机床性能， 选择合适的刀具、切削参数和加工工 艺。
建立工件几何模型
根据设计图纸或实体的测量数据，使 用CAD软件建立工件的三维几何模型。
生成。
验证与优化
通过模拟仿真或试切实验，验证NC 程序的正确性和加工效果，根据需要 进行调整和优化。
进一步加工工件表面，为精加 工做准备。
精加工
达到最终尺寸和表面质量要求 的加工。
优化加工顺序
遵循先粗后精、先主后次、先 面后孔的原则。
合理使用G代码和M代码
G代码用于控制机床的移动和切削参数。
M代码用于控制机床辅助功能，如冷却液和主轴 转速。
根据加工需求选择合适的G代码和M代码，提高加 工精度和效率。
02
它具有高精度、高效率、高柔性 等特点，广泛应用于机械制造、 航空航天、汽车、模具等领域。
NC程序在数控加工中的作用
NC程序是数控加工的核心，它通过一 系列代码指令控制机床的运动和加工 过程。
NC程序能够精确地描述工件的几何形 状、加工工艺和切削参数，从而实现 高精度、高效率的加工。
NC程序的设计流程
复杂曲面加工的NC程序
总结词
用于加工复杂曲面的NC程序，如球面、 抛物面和自由曲面。
VS
详细描述
复杂曲面加工的NC程序需要使用更高级 的编程语言，如CAM软件，通过定义复 杂的刀具路径和切削参数，实现复杂曲面 的加工。
多轴联动加工的NC程序
总结词
用于加工多轴联动零件的NC程序，如斜面、 曲面和异形零件。
02 NC程序的基本结构与元 素
程序头和程序尾
程序头
通常包含程序名称、程序编号、 编程者信息等，用于标识程序的 来源和用途。
基于NC程序优化的数控机床加工过程研究
基于NC程序优化的数控机床加工过程研究数控机床是现代制造业中的关键装备之一，广泛应用于各个行业的生产加工过程中。
在数控机床的加工过程中，NC程序起着至关重要的作用。
本文将探讨基于NC程序优化的数控机床加工过程，并研究其在制造业中的应用。
首先，我们需要了解NC程序的基本概念和作用。
NC程序，即数控程序，是指通过数字化控制系统发出的一系列指令，用于控制数控机床进行加工操作。
它由一系列的指令、函数和参数组成，这些指令可以实现加工路径、速度、进给和刀具等方面的控制。
NC程序的编写质量直接影响数控机床的加工质量和效率。
然而，传统的NC程序编写往往存在许多问题，如路径冗余、切削时间长、加工误差等。
因此，基于NC程序优化的研究变得尤为重要。
NC程序优化的目标是通过对原始NC程序进行分析和调整，使得加工路径更加合理、切削时间更短、加工质量更高。
一种常见的NC程序优化方法是路径规划优化。
在传统的NC程序中，加工路径往往是由程序员手动编写的，存在路径冗余的问题。
通过路径规划优化，可以通过算法自动生成最优的加工路径。
这些算法可以基于领域知识、图像识别、遗传算法等方法来实现。
路径规划优化可以大大提高数控机床的加工效率和精度。
另一种常见的NC程序优化方法是速度优化。
传统的NC程序在加工过程中往往是保持固定的速度进行加工，导致加工过程中存在加工负载不均衡的问题。
通过速度优化，可以根据加工工件的材料和形状等因素，选择合适的进给速度和主轴转速。
这样可以提高加工效率，减少切削时间，同时还可以避免机床的振动和损坏。
除了路径规划优化和速度优化，还可以通过刀具选择和刀具路径优化来实现NC程序的优化。
传统的NC程序中，刀具选择往往是根据经验或者默认设置进行的，不一定是最优的选择。
通过刀具选择优化，可以根据工件的材料、形状和要求等因素，选用合适的刀具类型、刀具材料和刀具尺寸。
刀具路径优化可以通过技术手段，使切削深度、切削角度等参数达到最优状态，使得加工过程更加高效和稳定。
GSK928数控车削仿真系统的研究与开发NC代码插补功能的设计开题报告
开题报告
课题名称：数控车削仿真系统的开发与研究
学生姓名：
指导教师：
所在学院：机电工程学院
专业名称：机械设计制造及其自动化
说明
1．根据《学院毕业设计(论文)管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。
2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。
3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。
其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。
第一次出现缩写词，须注出全称。
4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。
5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。
6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它。
西门子数控车削仿真系统的研究与开发NC插补系统设计
摘要数控车削程序的编制过程具有经验性和动态性，可靠性难以保证。
有针对性的开发数控模拟编程器，检验手工编制的NC程序并进行动态仿真加工，具有很好的生产、教学及培训价值。
本文研究开发的是在Windows下安装的，用VB6.0语言编写的西门子系统数控车削模拟编程器。
论文以西门子系统数控车床为仿真对象，重点探讨了仿真系统自动运行数控加工程序的动态演示及其实现技术，具体包括：用二维图形模拟显示实心或空心毛坯；提供五种常用的车削刀具，通过刀具图片背景色透明处理解决双边车削等问题；针对数控程序的译码处理和插补功能，研究开发了译码模块、直线插补和圆弧插补模块。
加工仿真测试结果：系统具有比较友好的数控车床操作界面，能实现G00，G01，G02，G03，G33等准备功能和M01，M03，M04，M05，M08等辅助功能以及换刀指令等基本指令的动态仿真，既能进行外圆的模拟加工也能实现孔的切削加工。
结果表明：本文系统能有效地检验由基本指令构成的数控车削程序的正确性，满足数控人才培训的基本需要。
关键词：数控车削；仿真加工；数控程序检验；VB语言AbstractSequence programming for a numerically controlled (NC) lather is usually of experiential and dynamic feature, thus it is hard to ensure the reliability. Therefore, development of NC simulation programmer for verification of the manually programmed NC sequences and for dynamical and emulation machining will have full weight with practical production, teaching and training.The objective of this paper is to study the Siemens System NC Lather Simulation Programmer, which was written in VB6.0 language and installed under Windows operating system. Taking the Siemens System NC Lather as the object for emulation, the study of this paper emphasizes on the dynamic presentations and the technology used in the emulation system when automatically running NC machining program. The content covers: Analogue display of roughcast solid or hollow work pieces with planar graphics; Solve problems on two-edge cutting by making the background of seven normal kinds of cutting blades pictures transparent; As for code-treatment and interpolation functions, modules for code translation, linear and circular interpolation were developed for the numerical control program. The result of the emulation test shows: With a more friendly interface for NC lather operation, the system can realize: preparatory functions such as G00, G01, G02, G03 and G33; auxiliary functions such as M01, M03, M04, M05 and M08; dynamic emulation of the essential commands, e.g. changing the cutting blades; both outer circle simulation machining and bore milling can be performed. All these have proved that the system can effectively check the correctness of numerically controlled machining program that consists of the essential commands, and thus satisfy the practical demand for training the NC lather operators.Keywords: Numerically Controlled Machining Emulation Machining NC Program Verification VB Language目录1 绪论 (1)1.1数控仿真技术概述 (1)1.1.1数控仿真技术的提出 (1)1.1.2数控仿真技术的分类 (1)1.1.3国内外数控仿真技术的研究现状 (2)1.1.4数控仿真技术的发展动向和发展趋势 (3)1.2课题的来源 (3)1.3论文选题背景、研究内容和研究目标 (4)1.3.1选题背景 (4)1.3.2主要研究内容 (4)1.3.3研究目标 (4)1.4论文组织结构 (5)2系统开发工具及运行环境 (5)2.1面向对象术技 (5)2.1.1面向对象程序设计中的基本概念 (5)2.1.2面向对象的三大特征 (6)2.2面向对象的Visual Basic6.0 (6)2.2.1 VB语言概述 (6)2.2.2可视化设计基本控件 (7)2.2.3可视化设计高级控件 (7)2.3本章小结 (8)3数控车削模拟编程器总体方案 (8)3.1数控车削模拟编程器方案选择 (8)3.1.1数控仿真系统的几种实现方案 (8)3.1.2选择VB的理由 (9)3.2数控车削模拟编程器基本要求 (9)3.3数控车削模拟编程器总体设计结构 (9)4数控车削模拟编程器基本操作部分的设计 (10)4.1数控车削模拟编程器操作界面的设计和安排 (10)4.2数控车削模拟编程器基本操作功能的程序设计 (12)4.2.1回零方式 (13)4.2.2增量方式 (13)4.2.3手动方式 (13)4.2.4单段和自动方式 (14)4.3本章小结 (15)5数控车削模拟编程器关键技术研究 (15)5.1译码模块 (15)5.1.1程序段格式和组成 (16)5.1.2代码识别 (18)5.1.3功能码译码 (18)5.2快速定位模块 (19)5.3插补模块 (19)5.3.1插补介绍 (19)5.3.2逐点比较法插补原理分析 (20)5.3.3插补模块的软件实现 (20)5.4系统动画与真实感处理技术 (22)5.4.1毛坯建模 (22)5.4.2数控仿真系统刀具的动画实现 (22)5.4.3数控仿真系统工件形状的动画实现 (23)5.4.4数控仿真系统双边切削的动画实现 (23)5.4.5数控仿真系统自动加工时的编程方式处理 (23)5.4.6数控仿真系统加工程序段连续执行的软件实现 (23)6面向车削加工仿真系统的应用实例 (24)6.1镗孔—螺纹实例 (24)6.2综合加工零件实例 (25)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录1源程序 (31)附录2软件测试分析报告 (60)附录3使用说明书 (61)附录4翻译资料 (65)翻译资料(英文) .......................................... 错误！未定义书签。
数控机床的插补软件设计说明
数控机床插补软件设计摘要：插补是整个数控系统软件中一个极其重要的功能模块之一，其算法的选择将直接影响到系统的精度、速度及加工能力等。
数控机床大多只能进行直线插补和圆弧插补, 无抛物线插补功能。
现有文献对直线、圆弧的逐点比较插补法、积分插补方法均有介绍, 而其用于抛物线插补尚不多见。
本文首先介绍了抛物线的两种插补算法，然后基于vb语言设计了一个抛物线的插补软件，可用于教学仿真实验。
关键词：插补，抛物线，逐点比较法，数字积分法，仿真，插补软件The Desiging of CNC Interpolation Software Abstract：Interpolation of the CNC software is an extremely important function in one module, The algorithm of choice will directly affect the system accuracy, speed and processing capability. Economical CNC machining of small and medium enterprises in heavy use, but most of the economic type CNC machine tools can only linear interpolation and circular interpolation, parabolic interpolation function without. Existing literature on the straight line, arc-by-point comparison of interpolation, integral interpolation method are introduced, and its still rare for parabolic interpolation. This paper introduces two parabolic interpolation algorithm, and then vb language design based on a parabolic interpolation software can be used in teaching simulation.Keywords:interpolation, parabolic, point by point comparison, digital integration, simulation, interpolation software目录1绪论 (4)1.1引言 (4)1.2插补技术 (4)1.3国外技术现状 (5)1.3.1国外技术现状 (6)1.3.2国技术现状 (6)1.4课题意义 (6)1.3本章小结 (7)2数控系统插补方法及其分析 (7)2.1插补概述 (7)2.2基准脉冲插补法 (8)2.2.1逐点比较法插补的基本原理 (8)2.2.2数字积分法插补的基本原理 (9)3 抛物线插补 (11)3.1逐点比较插补法抛物线插补 (11)3.1.1 逐点比较插补法抛物线插补原理 (11)3.1.2逐点比较插补法抛物线插补运算过程 (12)3.1.3逐点比较插补法抛物线插补实例 (13)4用Visual Basic实现抛物线逐点比较法插补 (15)4.1插补流程图 (15)4.2编程变量定义 (15)4.3部分vb程序 (16)4.4插补软件界面及仿真 (17)5数字积分抛物线插补 (18)5.1抛物线 DDA插补算法原理 (18)5.2抛物线 DDA插补实例 (20)6用Visual Basic实现抛物线积分法插补 (22)6.1插补流程图 (22)6.2编程变量定义 (22)6.3部分vb程序 (23)6.4插补软件界面及仿真 (24)7软件说明 (25)7.1运行环境 (25)7.2软件要求 (25)7.3 用户要求 (26)8总结 (26)参考文献 (27)1绪论1.1引言随着知识经济时代的到来，科学技术突飞猛进，机械制造技术发生了深刻的变化。
NC的数控编程辅助系统的研究与实现的开题报告
基于Pro/NC的数控编程辅助系统的研究与实现的开题报告一、选题背景与意义数控编程是现代制造技术中不可缺少的一部分，其准确性和高效性对于产品的生产和质量至关重要。
随着制造业的发展，数控编程软件的很多需求没有得到很好的解决，如人机交互效率低下、可维护性较差等问题。
因此，本研究拟借助Pro/NC提供的API，设计并实现一个基于Pro/NC的数控编程辅助系统，以提高数控编程的工作效率和准确性。
二、研究内容本研究的主要内容包括：1.系统需求分析：对数控编程软件的需求进行分析和研究，设计系统的功能需求和性能需求。
2.系统架构设计：根据需求，设计系统的总体架构和模块结构，确定各个模块之间的数据流和控制流程。
3.系统核心算法设计：设计并实现Pro/NC的API接口，实现数控程序自动化编程，根据数学算法来实现程序的优化以及其它相关功能。
4.系统测试与优化：完成系统的代码编写和集成测试，识别和修复软件缺陷和性能问题，验证系统的可靠性和准确性。
三、研究方法与技术路线本研究主要采用如下方法：1.文献综述法：调研与分析当前常用的数控编程软件工具，总结其优缺点，对于不足之处提出自己的解决方案。
2.面向对象设计方法：针对Pro/NC软件的API接口，通过面向对象的方法进行系统设计与开发，提高系统模块的可复用性和可维护性。
3.软件测试技术：采用白盒测试与黑盒测试相结合的方式进行测试，对已完成的软件进行测试，识别出软件存在的BUG，并进行纠正优化。
四、预期成果及应用价值本研究实现一个基于Pro/NC的数控编程辅助系统，可以较快、较准确地生成数控程序，提高数控编程的高效性和准确性。
该系统广泛应用于数控加工领域中，在如制造、航空、国防等行业起到较大的推动作用，有助于数控技术的进步，对推广数控技术起到积极的作用。
SIEMENS系统数控车床与车削中心编程
SIEMENS系统数控车床与车削中心编程1. 简介SIEMENS系统是一款用于数控车床和车削中心编程的软件系统。
它的主要功能包括程序编辑、加工参数设定、加工路径规划、轴向运动控制等。
通过SIEMENS系统，操作者可以轻松地编写和控制机床进行各种加工作业。
2. 编程语言SIEMENS系统使用一种专门的编程语言来描述加工路径和操作步骤，该语言称为SIEMENS编程语言。
SIEMENS编程语言基于G代码，但具有一些特定的语法和指令。
通过编写SIEMENS编程语言的程序，操作者可以指导机床按照特定的路径和刀具进行加工。
SIEMENS编程语言包括以下常用的指令和参数：•G代码：用于控制加工方式和刀具轨迹。
•M代码：用于控制机床的辅助功能，如冷却液、主轴转速等。
•S代码：用于设定主轴转速。
•T代码：用于设定刀具。
•F代码：用于设定进给速度。
•X、Y、Z代码：用于设定坐标轴位置。
3. 编程流程使用SIEMENS系统进行数控车床或车削中心编程的一般流程如下：1.确定加工零件的尺寸和材料。
2.设计加工路径和工装夹具。
3.编写SIEMENS编程语言的程序，包括G代码、M代码和刀具设定等。
4.导入程序到SIEMENS系统中。
5.设置机床的工作坐标系和工件坐标系。
6.进行刀具校对和工装夹具校对。
7.开始加工作业。
4. 编程示例下面是一个简单的SIEMENS编程语言的示例程序，用于控制机床进行简单的车削操作：%PROGRAMSTARTN10 G90 G21 G50 S1500 M3 ; 绝对坐标、毫米计量单位、刀具报警、主轴转速1500N20 G54 ; 工件坐标系设定N30 T0101 ; 刀具设定N40 G00 X30. Y0. Z10. ; 刀具定位N50 G01 Z-10. F200. ; 刀具下刀，进给速度200N60 X50. Y10. ; 横向切削N70 X30. Y20. ; 前进N80 Z10. ; 刀具抬刀N90 G00 X0. Y0. Z50. ; 回原点N100 M5 ; 主轴停止%PROGRAMEND5. 注意事项在使用SIEMENS系统进行编程时，操作者需要注意以下事项：•仔细阅读机床和SIEMENS系统的操作手册，了解相关的功能和操作流程。
数控系统插补模块设计毕业设计论文
数控系统插补模块设计序言在数控机床加工过程中，刀具只能以折线的形式去逼近零件轮廓曲线，因此刀具的理论运动轨迹并不是严格的零件轮廓曲线，而是一条折线。
为了实现轮廓控制，数控系统就必须在加工过程中实时地计算出满足零件形状和进给速度要求的介于这段折线起点和终点之间的所有中间点的坐标。
这种实时计算就是插补计算，数学上称为“数据点的密化过程”，计算过程所使用的数学算法称为插补算法，而实现这种插补计算的系统模块就是插补模块。
可见插补模块是整个数控系统软件中的一个极其重要的功能模块，它是整个数控系统实施进给加工运动的控制中心。
本次毕业设计的研究内容就是设计出基于Windows操作系统的一种简易数控系统的插补模块。
为进行插补模块设计，首先需要解决插补线型和插补算法的选择问题。
本次毕业设计选择直线和圆弧这两种基本数控线型，选择数字积分法来开发空间直线插补模块，选择逐点比较法来开发平面圆弧插补插补模块。
本文内容共分四章。
第一章进行了课题任务分析和方案论证；第二章介绍了本系统的硬件组成和基本工作原理；第三章详细分析了数控基本线型的插补算法；第四章详细介绍了插补模块的程序实现以及实验论证的过程和结果。
第1章课题分析与方案论证1.1课题任务分析1．插补线型的选择目前实际工程零件的轮廓线型主要是直线和圆弧，也就是说，绝大多数机械零件的零件轮廓都是由直线和圆弧构成的，因此现代数控系统必须要提供直线插补模块和圆弧插补模块，以实现直线加工运动和圆弧加工运动的控制。
本次毕业设计研究开发的数控插补模块也必须要针对直线和圆弧这两种基本数控线型。
2．插补算法的选择插补算法直接影响到插补计算的计算速度和计算精度，进而直接影响到数控系统的控制精度和运动速度，因此合理地选择或设计插补算法是插补模块开发工作中的一个重要内容。
目前人们已经设计开发了多种插补算法，这些算法各有优缺点。
数字积分法（DDA）具有易于扩展坐标轴，实现空间曲线插补的优点，逐点比较法具有计算精度高、运算简单、易于程序实现的优点，因此本课题设计开发的直线插补模块选择DDA插补算法，以实现空间直线的进给运动控制，圆弧插补模块选择逐点比较插补算法。
第三章SIEMENS系统数控车床与车削中心编程
3.坐标变换编程
常用的坐标变换功能指令有坐标平移、坐标旋转、坐标缩 放、坐标镜像等。
(1)坐标平移指令 1)指令格式 TRANS X__ Z__ ； ATRANS X__ Z__ ； TRANS或ATRANS；
可编程坐标平移 可编程附加坐标平移 取消坐标平移
第三章 SIEMENS系统数控车床与车削中心编程
2)指令说明
坐标平移指令的编程示例如图所示。
通过将工件坐标系偏移一个距离，从
而给程序选择一个新的坐标系。
坐标平移示意图
TRANS为可编程零点偏置，它的参考基准是当前的有效工
件坐标原点，即使用G54～G59而设定的工件坐标系。
பைடு நூலகம்
ATRANS为附加编程零位偏置，它的参考基准为当前设定的
或最后编程的有效工件零位。
第三章 SIEMENS系统数控车床与车削中心编程
第一节 概述 第二节 常用功能指令 第三节 固定循环 第四节 螺纹加工 第五节 R参数编程 第六节 数控车削中心编程
第三章 SIEMENS系统数控车床与车削中心编程
第一节 概述
一、SIEMENS 802D系统功能介绍
SIEMENS 802D系统准备功能指令表
(2)编程 G90；绝对尺寸 G91；增量尺寸 X＝AC(___)；某轴以绝对尺寸输入，程序段方式 X＝IC(___)； 某轴以增量尺寸输入，程序段方式
第三章 SIEMENS系统数控车床与车削中心编程
(3)编程举例 N10 G90 X20 Z90； 绝对尺寸 N20 X75 Z＝IC(－32)； X仍然是绝对尺寸，Z是增量尺寸 … N180 G91 X40 Z20； 转换为增量尺寸 N190 X－12 Z＝AC(17)；X仍然是增量尺寸，Z是绝对尺寸
机械毕业设计161GSK928数控车削仿真系统的研究与开发NC代码插补功能的设计
摘要数控机床是当今机械制造业的工作母机，在我国的应用越来越广泛。
对数控操作人员的培训已经成为一个非常重要的问题。
该文详细阐述了数控车床的功能、特点和广州数控车床操作过程。
利用VB6. 0作为开发工具，设计出基于网络的数控车床操作仿真软件。
该仿真软件具有基于Windows全中文的操作环境，良好的人机交互界面，便于学生学习。
同时该软件能实现数控车床的基本操作过程。
包括各级子界面操作，同时能完成程序的打开输入、保存、选择，图形界面显示区的范围设定，刀具偏置参数输入等功能，并在仿真过程中实现数据的动态显示和轨迹的动态显示。
同时本文还对下一步的工作做出展望，为以后的工作指出方向。
关键词计算机数控；模拟仿真；图形界面；VB6.0AbstractNumerical control machine tool is working master in machine-made industry in the current time, which is used more and more in China. It became a very important that train themanipulatorof CNCmachinetool. This paper amply discusses the CNC lathe's fuNction, characteristics and the operating process of CNC lathe of guangzhou after the LAN's composing technologies and basic ideas.It schemes out operating simulation of CNC lathe basing on network using the tool of VB6.0.Thesimulation software has Chinese operating condition based on windows and well man-machine interface convenient for students to study.Alsothe simulation can actualize all process about CJK6032 CNC lathe operating,including the operating of primary interface and every sub interface, and it can achieve such function as programopen -ing,input,save,choice, design of size range,of graphical interfaces, eNtering parameter of tool wrap ,also it can dynamic show the data and track in the process of simulation. Finally this paper "makes way and expectation to point out next work.Keywords Computer Numerical Control Operating Simulation GUI VB6.0目录1绪论 (1)1.1数控仿真技术的概述 (1)1.1.1数控加工仿真的发展现状 (1)1.1.2数控加工仿真存在的问题 (1)1.2选题背景与意义 (2)1.3数控仿真系统的研究现状及其发展趋势 (3)2系统开发工具及运行环境 (5)2.1面向对象技术 (5)2.1.1面向对象程序中的基本概念 (5)2.1.2面向对象的三大特征 (5)2.2面向对象的Visual Basic6.0 (6)2.2.1VB语言概述 (6)2.2.2可视化设计基本控件 (7)2.2.3可视化设计高级控件 (7)2.2.4常见的用户触发事件 (8)2.2.5窗体的设计 (8)2.2.6控件设计 (8)2.2.7交互界面设计 (9)2.2.8系统界面的整体布局 (10)2.3本章小结 (11)3数控车削加工及NC代码的处理 (12)3.1数控车床加工工件的成形原理 (12)3.2程序设计的任务 (12)3.3车削仿真系统的设计 (12)3.3.1车削加工仿真的任务 (12)3.3.2工件毛坯的模型设计 (13)3.3.3刀库的建立 (14)3.4NC代码的处理 (15)3.4.1仿真接口的设计和实现 (15)3.4.2NC代码编译器的设计原理 (16)3.4.3NC代码的翻译流程 (16)3.4.4NC代码的修改与确认 (17)3.4.5NC代码翻译与仿真系统的集成 (19)3.5本章小结 (19)4数控插补原理和模拟仿真加工 (20)4.1插补仿真系统的设计 (20)4.2插补仿真系统的实现 (22)4.3仿真数据的记录 (22)4.4零件加工过程干涉碰撞检查 (22)4.4.1干涉检查算法 (23)4.4.3产生干涉报告 (25)4.5数控仿真系统的模拟车削实例 (25)4.6综合加工零件 (31)4.7 本章小结 (32)5结论与展望 (33)5.1结论 (33)5.2展望 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)附录1 (37)附录2 (47)附录3 (48)附录4 ....................................................................................... 错误！未定义书签。
基于STEP-NC的数控系统研究和开发的开题报告
基于STEP-NC的数控系统研究和开发的开题报告【摘要】本文旨在研究和开发基于STEP-NC的数控系统。
传统的数控系统采用G代码来描述加工轨迹，但这种方式过于简单，缺乏对加工过程的全面控制。
STEP-NC (Standard for the Exchange of Product Model Data –Numerical Control)是一种基于产品模型数据的先进数控编程标准，它可以描述加工过程中的每一个细节，包括加工刀具、切削参数和机床动作等。
本研究将探讨如何利用STEP-NC来开发更加高效、灵活和精确的数控系统，并且将研制出一套基于STEP-NC的数控软件，用于实际的加工操作。
【关键词】数控系统；STEP-NC；加工轨迹；切削参数；机床动作【引言】数控系统已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
传统的数控系统采用G代码来描述加工轨迹，但这种方式过于简单，缺乏对加工过程的全面控制。
STEP-NC是一种基于产品模型数据的数控编程标准，它可以描述加工过程中的每一个细节，包括加工刀具、切削参数和机床动作等。
相比G代码，STEP-NC更加高效、灵活和精确，可以大大提高加工效率和产品质量。
本研究旨在研究并开发基于STEP-NC的数控系统。
研究内容包括以下几个方面：1. 分析目前数控系统存在的问题及不足之处；2. 探究STEP-NC标准的优势和应用场景；3. 设计并开发基于STEP-NC的数控软件，包括加工轨迹的生成和优化、切削参数的计算和控制、机床动作的精确控制等；4. 进行实验和测试，验证基于STEP-NC的数控系统的效果和可行性。
【研究内容】1. 目前数控系统存在的问题及不足之处传统的数控系统采用G代码来描述加工轨迹，这种编程方式缺乏灵活性和精确性。
G代码只能描述基本的几何形状，无法描述加工轨迹的细节与特征。
同时，由于G代码只是机器语言的一种，加工人员无法直观理解G代码，需要经过翻译和解释才能进行加工操作。
数控插补软件设计文献综述格式
数控插补软件设计文献综述格式数控插补软件（NC）是数控机床的核心部件，其主要功能是解析数控机床的数控程序，控制数控机床的运动轴进行准确的加工。
NC插补软件设计作为一个重要的研究方向，已经吸引了越来越多学者的关注。
在此背景下，本文将对NC插补软件设计文献综述格式进行详细阐述。
一、引言本章简要介绍数控插补软件设计的背景和意义。
此处应该介绍数控机床的发展历程和应用领域，以及插补软件的作用和作用机制。
引言部分应该简明扼要、言简意赅，引起读者兴趣。
二、文献综述本章应该对NC插补软件的研究现状进行全面综述。
可以分为以下几个方向：1. 插补算法研究此处应该概述插补算法的研究进展和现有算法的优缺点。
常用的算法有插值算法、轮廓算法、多段样条算法等。
需要着重介绍各个算法的数学模型和原理。
2. 插补控制系统研究此处应该介绍NC插补软件的软硬件结构，主要包括插补控制系统的硬件平台和软件框架。
需要着重介绍NC插补软件的设计思路、实现方法和应用平台。
3. 可编程控制器研究此处应该介绍NC插补软件在可编程控制器方面的研究。
可编程控制器是NC插补软件的重要应用场景之一，需要重点关注其软硬件结构和编程接口。
4. 智能化设计研究此处应该介绍智能化设计在NC插补软件中的应用，特别是机器学习、数据挖掘等技术在NC插补软件设计中的应用。
需要介绍各种智能化设计方法的原理和实现。
5. 应用案例研究此处应该介绍NC插补软件在实际应用中的案例，包括航空航天、汽车制造、机械制造、医疗设备等领域。
需要介绍其具体应用场景、技术难点和解决方案。
三、总结本章对NC插补软件的文献综述进行总结，归纳总结各个方向的研究现状和进展，指出目前研究中存在的问题和未来的研究方向。
同时，本章也需要提供NC插补软件设计文献综述的参考文献列表。
四、参考文献本文献综述所涉及的参考文献需要按照一定的格式加以归纳。
通常需要包括文献名称、作者、时间、刊物名称、卷号、期号等信息，并按照字母顺序加以排列。
SIEMENS840D数控系统渐开线插补指令的应用研究
·控制与检测·组合机床与自动化加工技术文章编号: 1001 - 2265 ( 2007) 07 - 0054 - 03S I EMENS 840D 数控系统渐开线插补指令的应用研究张为民1, 2 ,茹伟1 ,虞敏2 ,焦兴军2( 1. 同济大学中德学院,上海200092; 2. 同济大学机械工程学院,上海200092)摘要: CNC机床在加工零件的过程中,轴的运动轨迹是由数控系统的插补功能完成的。
随着CNC的不断完善和发展,其中的渐开线插补应用场合越来越广泛。
S I E M EN S840D 数控系统的渐开线插补功能强大,种类多,可以解决生产中的很多问题,因此得到了越来越广泛的应用。
文章首先介绍了西门子S I NU 2 MER IK 840D的渐开线插补指令,在此基础上通过一个工程实例2电缆弯制过程并结合Matlab的计算功能研究、展示了S I E M EN S840D渐开线插补功能。
关键词:数控机床;西门子; 840D;渐开线;插补中图分类号: TG659 文献标识码: AResearch on Applica tion of Involute2in terpo la tion O rders in S iem en s 840D NC SystemZHAN G W ei2m in1, 2 , RU W ei1 , Y U M i n2 , J IAO Xing2jun2( 1. Chinese2Germ an School fo r Postgraduate Studies, Tongji University Shanghai 200092, China; 2. School ofMechanical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China)Abstract: In the p rocess of components machining using CNC machine, the kinem atic trajecto ry of axis is fin2ished by interpo lati on function of NC system. W ith the developm ent of CNC, the app lication of i nvo lute interpo2 lation will be used extensi vel y. The i nvo lute interpo lation function of S IE M EN S 840D NC system is powerfuland includes many kinds of typ es. W ith other related know ledge, it can reso l ve many p roblem s of p roducti on.It’s no doubt that it will be used in more and more app lications. A i m ed to a p ro ject examp le of cable bending, the function s of i nvo lute interpo lation in S IE M EN S 840D are researched and shown.Key words: CNC; S IE M E N S; 840D; invo lute; interpo lation0 引言CNC 机床在实际加工中, 为满足几何尺寸精度的要求,轴的运动轨迹应该准确地依照工件的轮廓形状运动,而运动轨迹的形成是由数控系统的插补功能完成的。
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摘要数控车削程序的编制过程具有经验性和动态性，可靠性难以保证。
有针对性的开发数控模拟编程器，检验手工编制的NC程序并进行动态仿真加工，具有很好的生产、教学及培训价值。
本文研究开发的是在Windows下安装的，用VB6.0语言编写的西门子系统数控车削模拟编程器。
论文以西门子系统数控车床为仿真对象，重点探讨了仿真系统自动运行数控加工程序的动态演示及其实现技术，具体包括：用二维图形模拟显示实心或空心毛坯；提供五种常用的车削刀具，通过刀具图片背景色透明处理解决双边车削等问题；针对数控程序的译码处理和插补功能，研究开发了译码模块、直线插补和圆弧插补模块。
加工仿真测试结果：系统具有比较友好的数控车床操作界面，能实现G00，G01，G02，G03，G33等准备功能和M01，M03，M04，M05，M08等辅助功能以及换刀指令等基本指令的动态仿真，既能进行外圆的模拟加工也能实现孔的切削加工。
结果表明：本文系统能有效地检验由基本指令构成的数控车削程序的正确性，满足数控人才培训的基本需要。
关键词：数控车削；仿真加工；数控程序检验；VB语言AbstractSequence programming for a numerically controlled (NC) lather is usually of experiential and dynamic feature, thus it is hard to ensure the reliability. Therefore, development of NC simulation programmer for verification of the manually programmed NC sequences and for dynamical and emulation machining will have full weight with practical production, teaching and training.The objective of this paper is to study the Siemens System NC Lather Simulation Programmer, which was written in VB6.0 language and installed under Windows operating system. Taking the Siemens System NC Lather as the object for emulation, the study of this paper emphasizes on the dynamic presentations and the technology used in the emulation system when automatically running NC machining program. The content covers: Analogue display of roughcast solid or hollow work pieces with planar graphics; Solve problems on two-edge cutting by making the background of seven normal kinds of cutting blades pictures transparent; As for code-treatment and interpolation functions, modules for code translation, linear and circular interpolation were developed for the numerical control program. The result of the emulation test shows: With a more friendly interface for NC lather operation, the system can realize: preparatory functions such as G00, G01, G02, G03 and G33; auxiliary functions such as M01, M03, M04, M05 and M08; dynamic emulation of the essential commands, e.g. changing the cutting blades; both outer circle simulation machining and bore milling can be performed. All these have proved that the system can effectively check the correctness of numerically controlled machining program that consists of the essential commands, and thus satisfy the practical demand for training the NC lather operators.Keywords: Numerically Controlled Machining Emulation Machining NC Program Verification VB Language目录1 绪论 (1)1.1数控仿真技术概述 (1)1.1.1数控仿真技术的提出 (1)1.1.2数控仿真技术的分类 (1)1.1.3国内外数控仿真技术的研究现状 (2)1.1.4数控仿真技术的发展动向和发展趋势 (3)1.2课题的来源 (3)1.3论文选题背景、研究内容和研究目标 (4)1.3.1选题背景 (4)1.3.2主要研究内容 (4)1.3.3研究目标 (4)1.4论文组织结构 (5)2系统开发工具及运行环境 (5)2.1面向对象术技 (5)2.1.1面向对象程序设计中的基本概念 (5)2.1.2面向对象的三大特征 (6)2.2面向对象的Visual Basic6.0 (6)2.2.1 VB语言概述 (6)2.2.2可视化设计基本控件 (7)2.2.3可视化设计高级控件 (7)2.3本章小结 (8)3数控车削模拟编程器总体方案 (8)3.1数控车削模拟编程器方案选择 (8)3.1.1数控仿真系统的几种实现方案 (8)3.1.2选择VB的理由 (9)3.2数控车削模拟编程器基本要求 (9)3.3数控车削模拟编程器总体设计结构 (9)4数控车削模拟编程器基本操作部分的设计 (10)4.1数控车削模拟编程器操作界面的设计和安排 (10)4.2数控车削模拟编程器基本操作功能的程序设计 (12)4.2.1回零方式 (13)4.2.2增量方式 (13)4.2.3手动方式 (13)4.2.4单段和自动方式 (14)4.3本章小结 (15)5数控车削模拟编程器关键技术研究 (15)5.1译码模块 (15)5.1.1程序段格式和组成 (16)5.1.2代码识别 (18)5.1.3功能码译码 (18)5.2快速定位模块 (19)5.3插补模块 (19)5.3.1插补介绍 (19)5.3.2逐点比较法插补原理分析 (20)5.3.3插补模块的软件实现 (20)5.4系统动画与真实感处理技术 (22)5.4.1毛坯建模 (22)5.4.2数控仿真系统刀具的动画实现 (22)5.4.3数控仿真系统工件形状的动画实现 (23)5.4.4数控仿真系统双边切削的动画实现 (23)5.4.5数控仿真系统自动加工时的编程方式处理 (23)5.4.6数控仿真系统加工程序段连续执行的软件实现 (23)6面向车削加工仿真系统的应用实例 (24)6.1镗孔—螺纹实例 (24)6.2综合加工零件实例 (25)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录1源程序 (31)附录2软件测试分析报告 (60)附录3使用说明书 (61)附录4翻译资料 (65)翻译资料(英文) .......................................... 错误！未定义书签。
翻译资料(中文) .......................................... 错误！未定义书签。
1 绪论1.1 数控仿真技术概述1.1.1 数控仿真技术的提出从工程的角度来看，仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。
计算机仿真就是借助计算机，利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。
数控技术，简称数控(Numerical Control )。
数控加工仿真技术是利用计算机来模拟实际的加工过程，验证数控加工程序的可靠性和预测切削过程的有力工具，以减少工件的试切，减少实际加工过程中的失误，提高生产效率。
数控车削程序的编制过程具有经验性和动态性，在编制过程中错误是经常发生的，而人工检验工作量大，可靠性也难以保证。
为确保数控程序的正确性，在生产中，常采用易切削的材料代替工件进行试切，检验加工指令。
也有在具有CRT屏幕图形显示的数控机床上实现数控程序校验的。
它先用静态图形画面虚拟加工环境，再用动态图形模拟切削加工过程。
但这些方法费工费料，不仅效率低，占用数控机床和加工现场等机床资源使生产成本上升，增加生产周期，而且有可能引起刀具碰撞或干涉等问题而造成经济损失。
为此，国内外许多研究人员一直在研究能逐步代替试切的仿真方法。
随着计算机软、硬件技术的不断发展，利用计算机模拟数控加工过程已经成为可能。
数控加工模拟仿真系统，可以在不消耗实际材料、不需要真实机床设备的情况下，进行零件切削过程的模拟、数控程序的检验、分析零件的可加工性和工序的合理性。
能够缩短产品的研制周期，降低成本，提高产品质量。
此外，由于计算机的普及远比数控机床的普及广泛得多，因此，在生产、教学和培训过程中在计算机数控仿真系统上进行数控编程具有实际意义。
1.1.2 数控仿真技术的分类数控加工仿真的研究包含几何仿真和物理仿真两个方面的内容。
在机械制造中最常用的是几何仿真。
机械工程中设计、制造所涉及的产品都是有形的物体，是由线和面组成的，这些线和面以及它们之间的相互位置关系，与几何上点、线、面的概念是完全相同的。
这就为用几何概念模拟工程中的点、线、面(仿真)提供了可能。
所以几何仿真就是运用几何概念模拟工程中产品的外形及其形成过程。