平面雕刻数控自动编程系统的开发

数控技术复杂零件建模与自动编程课程设计报告数控技术复杂零件建模与自动编程课程设计报告一、引言在现代制造业中，数控技术已经成为不可或缺的一部分。

数控技术可以提高生产效率、降低成本，并且可以实现复杂零件的精确加工。

掌握数控技术对于机械工程专业的学生来说是非常重要的。

本报告将详细介绍我们在数控技术复杂零件建模与自动编程课程设计中所进行的工作和成果。

二、课程设计目标本课程设计旨在让学生通过实践，深入了解数控技术在复杂零件建模和自动编程方面的应用。

具体目标包括：1. 掌握CATIA软件的基本操作和建模方法；2. 理解数控编程的基本原理和方法；3. 能够独立完成复杂零件的三维建模和自动编程。

三、课程设计内容1. 学习CATIA软件基础知识我们首先进行了CATIA软件的学习，包括界面介绍、基本操作、二维草图绘制等。

通过实践操作，我们熟悉了CATIA软件的各种功能和工具，并能够熟练运用它们进行零件建模。

2. 复杂零件建模在掌握CATIA软件基础知识后，我们开始进行复杂零件的三维建模。

我们选择了一个汽车发动机缸体作为设计对象。

通过参考技术资料和实物样品，我们首先进行了零件的尺寸测量和分析。

我们使用CATIA软件按照设计要求进行三维建模。

在建模过程中，我们注意到发动机缸体的复杂形状和内部结构，因此需要使用多种建模方法和工具来完成。

3. 数控编程完成零件建模后，我们开始进行数控编程。

我们学习了数控编程的基本原理和方法，并了解了G代码和M代码的作用和格式。

我们使用Mastercam软件进行自动编程。

根据零件的几何特征和加工要求，我们生成了相应的刀具路径，并将其转化为G代码保存。

四、课程设计成果1. 复杂零件三维模型经过努力工作，我们成功地完成了汽车发动机缸体的三维建模。

该模型包括外部形状、内部结构以及各个零件的位置和尺寸。

我们通过旋转、拉伸、切割等操作，准确地再现了实物样品的细节。

2. 数控编程文件在数控编程阶段，我们成功地生成了发动机缸体的数控编程文件。

《数控技术》实验报告实验名称：数控自动编程实验班级：学号：姓名：日期：2012年6月11日分数：机械工程学院2012年6月一、实验模型的建立在UG软件中设计一个零件，零件的毛坯尺寸严格按照将要加工的毛坯尺寸设计。

设计零件图如图1所示（该毛坯的尺寸为mm50⨯50⨯）。

mmmm40图1二、自动编程在菜单栏“开始”处选择“加工”。

根据零件图可判断出是加工平面图形，选择mill_planer(两轴)。

1.创建加工坐标系及安全平面在工具条中选择“几何视图”按钮，再选择窗口左侧资源条中的“操作导航器”按钮，导航视图为“几何视图”。

双击“MCS_MILL”节点，系统弹出如图2所示的对话框。

在“指定MCS,”上选择如图3所示的上表面，在“安全平面”中选择平面，点击按钮，在偏置距离中输入5，并选择上表面，其结果如图3所示。

图2图32.创建刀具在工具条中选择“创建刀具”按钮，出现如图4所示界面。

点击“确定”，出现如图5的界面，按照加工要求输入刀具直径（本实验取的刀具直径为8mm），如图5所示，点击“确定”，完成刀具的编辑。

图4图53.创建操作。

1）在工具条中选择“创建操作”按钮，出现如图6所示界面。

在“刀具”处选择“MILL”,在“几何体”处选择“WORKPIECE”，然后点击“确定”，出现如图7所示界面。

图6图72）在“指定部件”处选择按钮，系统弹出如图8的“部件几何体”对话框，在视图窗口中选择零件模型，单击“确定”按钮。

在“指定面边界”处选择按钮，体统弹出如图9所示界面，选择加工平面如图9所示，点击“确定”按钮。

图8图93）在“指定壁铣削面”处选择按钮，体统弹出如图10所示界面，选择如图10所示的所有侧面，然后点击“确定”按钮。

4）在“切削模式”处根据需要选择“跟随部件”，如图11所示。

5）在“毛坯距离”和“每一刀的深度”处根据零件要求选择恰当的数值，如图11所示。

6）在“进给和速度”处选择，根据加工要求给出“主轴转速”和“进给速度”，如图12所示。

基于机器视觉的数控自动编程系统开发张杰;黎达成;李俊铭;林位麟;陶建华【摘要】基于机器视觉的数控加工技术综合运用机器视觉技术和数控加工技术,直接利用视觉图像数据实现数控加工编程.将机器视觉技术应用于数控加工编程技术中,构造出基于机器视觉的数控自动编程系统.通过机器视觉采集系统来获取工件图像,并对图像进行处理得到工件图元的边缘轮廓.进而将加工的边缘轮廓进行矢量化处理得到数控加工轨迹,并最终根据加工工艺参数的设定转化成数控加工程序,实现了工件的自动编程.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】4页(P125-127,133)【关键词】机器视觉;自动编程系统;矢量化处理;加工轨迹【作者】张杰;黎达成;李俊铭;林位麟;陶建华【作者单位】广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006;广州大学机械与电气工程学院,广东广州510006【正文语种】中文【中图分类】TP391随着数控自动编程快速发展，各种各样新CNC编程系统不断涌现。

近年来，基于机器视觉的图像数据的数控自动加工编程技术正发展起来，成为一种先进的制造加工技术[1]。

它结合利用了信息技术、图像处理技术和机器视觉技术，直接应用视觉图像数据实现数控自动编程加工。

本文针对数控装备的加工编程制造，结合机器视觉技术与数控技术，提出了“基于机器视觉的数控自动编程技术”的思路。

通过机器视觉采集系统进行采集图像，得到点阵格式的图像文件[1-2]。

再通过图像处理系统对图像进行处理，进而通过数控编程系统生成加工的代码指令，从而实现数控自动编程。

本文实现了基于机器视觉的数控自动编程系统的设计，系统由图像采集系统、边缘特征识别提取系统和数控自动编程子系统三大部分组成。

图像采集子系统用来对加工工件的在线采集获取实时图像，进而对系统进行标定以校正图像，以及获取工件图像在加工机床所对应的位置，为数控自动编程获取的图元特征信息特供真实坐标。

DIY自动雕刻机数控系统的设计作者：马春跃来源：《科学与财富》2020年第32期摘要：数控雕刻机是一种用于雕刻加工的机电一体化机床。

可加工各种材料，如铜、铝等金属材料，以及塑料、陶瓷、石材等非金属材料。

因此，它被广泛应用于各行各业，具有非常广阔的市场前景。

数控雕刻机的使用大大提高了雕刻加工的效率，为制造业的发展提供了动力。

数控雕刻机通过其控制系统控制步进电机和电主轴的运行。

步进电机通过联轴器驱动螺杆旋转。

丝杠带动丝杠螺母及其固定件作直线进给运动。

通过对机械系统的总体设计、机械系统主要部件的设计和控制系统的设计，所设计的数控雕刻机能够完成X、y、Z方向的雕刻加工，达到了预期的目标。

关键词：DIY雕刻机;数控机床 ;设计第1章数控雕刻机综述数控雕刻机是一种采用数控技术的专用机床。

它通过控制系统识别程序代码，并将程序代码转换成能驱动电机运行的带功率信号，从而控制雕刻加工。

与传统手工雕刻相比，它具有效率高、精度高、成品率高等优点，受到众多企业的欢迎，最终成为雕刻机发展的主流。

第2章机械系统总体设计2.1 整体结构设计（1）底座零件作为整个雕刻机的基础，它起到了支撑雕刻机的作用。

雕刻机的所有重量都作用在它上面，所以它必须有一定的刚度，不能有严重的变形。

（2）工作台部分台面部分包括导轨、Y轴方向丝杠和上台面。

工作台的作用是支撑雕刻对象。

通常，工作台被设计成表面有T形槽的平台。

它在丝杠的驱动和导轨的引导下沿直线运动。

（3）横梁部分这部分结构由x轴丝杠及其两侧的导轨以及支撑横梁的支架组成。

横梁支撑z轴部件。

（4）鼻部该部分结构由主轴总成、丝杠、支架和导轨组成。

该机构的作用是实现雕刻机的Z向雕刻。

2.2进给系统数控雕刻机有三个不同的进给方向，每个方向的进给运动都是其进给系统的一部分，这些部分共同构成了雕刻机的进给系统。

驱动过程为：驱动电路控制驱动电机运行，电机驱动传动机构传递动力，最后将动力传递给执行部件，实现全方位的进给。

自动编程是借助计算机和CAD/CAM自动编程系统软件进行的数控加工编程方法。

在进行自动编程时，大部分编程工作由计算机完成，这不但提高了编程效率，也解决了手工编程无法解决的复杂零件加工编程问题。

自动编程系统的功能对编程的质量和效率来说是至关重要的。

自动编程系统技术水平的提高是数控技术发展的重要方面。

那么，自动编程的方法和过程是什么呢？一、CAD/CAM系统的功能在进行自动编程的时候，一个典型的CAD/CAM集成系统会具备以下几项功能：1、造型设计功能。

包括二维草图的设计、曲面、实体和特征的设计。

对于型腔模具CAD/CAM 集成数控编程系统来说，型腔和型芯自动生成具有重要意义。

2、在三维几何造型设计的基础上，自动生成二维工程图的功能。

对于单一功能的数控编程系统，二维工程图功能不一定是必须的。

3、数控加工编程、刀具轨迹生成、刀具轨迹编辑、刀具轨迹验证和通用后置处理等。

二、自动编程的步骤1、分析加工零件（1）根据被加工零件的图样和数控加工工艺要求，分析待加工表面，确定所需的机床设备、零件的加工方法、装夹方法及工夹量具。

（2）确定编程原点及编程坐标系。

一般根据零件的基准位置以及代加工表面的几何形态，在零件毛坯上选择一个合适的编程原点及编程坐标系。

设置加工零件毛坯尺寸，确定对刀点和刀具原点位置。

2、几何造型利用CAD/CAM软件的曲线、曲面造型、实体造型等功能绘制零件加工图形，与此同时，在计算机内自动生成零件的图形文件，作为下一步刀具轨迹设计的依据。

3、确定刀具和加工参数确定所需刀具数量、刀具种类，设置刀具参数和走刀路线。

设置不同加工种类的特性参数。

4、生成刀具轨迹并作适当编辑与修改根据所选择的刀具和加工参数，系统自动生成刀具轨迹，对于刀具轨迹不合适的地方，要用人工交互方式进行编辑和修改。

刀具轨迹计算的结果存放在刀位源文件之中。

5、刀具轨迹模拟与验证利用CAD/CAM软件的刀具轨迹验证功能，可以对可能过切、干涉与碰撞的刀位点进行检验。

一、实训目的本次数控机床平面编程实训的主要目的是让学生熟悉数控机床的工作原理，掌握数控机床平面编程的基本方法和技巧，提高学生的实际操作能力，为今后从事数控编程和操作打下坚实基础。

二、实训内容1. 数控机床概述（1）数控机床的定义及分类数控机床是一种以数字信息为控制指令，通过自动编程实现工件加工的自动化机床。

按照加工方式，数控机床可分为车床、铣床、磨床、钻床、镗床等。

（2）数控机床的工作原理数控机床的工作原理是：根据事先编制好的加工程序，通过数控系统控制机床的运动，实现工件的加工。

2. 数控机床平面编程基本方法（1）编程准备在编程前，首先要熟悉工件图纸，了解加工要求，选择合适的数控机床和刀具。

然后，根据工件图纸和加工要求，确定加工路线和工艺参数。

（2）编程步骤①输入基本参数：设置机床坐标系、刀具补偿、工件坐标系等。

②编写加工指令：根据加工要求，编写刀具路径、加工参数等。

③编写辅助指令：编写刀具更换、冷却液开启、程序结束等指令。

④编写主程序：将以上指令整合，形成主程序。

3. 数控机床平面编程实例以一个简单的平面轮廓为例，介绍数控机床平面编程的过程。

（1）工件图纸分析工件图纸为一个平面轮廓，材料为铝合金，加工要求如下：①表面粗糙度Ra为1.6μm；②加工精度±0.1mm；③刀具选用高速钢立铣刀。

（2）编程准备①机床选择：选择一台三轴联动数控铣床。

②刀具选择：选用高速钢立铣刀。

③编程软件：使用UG NX软件进行编程。

（3）编程步骤①输入基本参数：设置机床坐标系、刀具补偿、工件坐标系等。

②编写加工指令：a.刀具路径：根据工件图纸，确定刀具路径，如直线、圆弧等。

b.加工参数：设置刀具转速、进给速度、切削深度等。

c.辅助指令：编写刀具更换、冷却液开启、程序结束等指令。

③编写主程序：将以上指令整合，形成主程序。

三、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了数控机床平面编程的基本方法和技巧。

2. 提高了学生的实际操作能力，为今后从事数控编程和操作打下了坚实基础。

数控雕刻机编程书数控雕刻机编程书是学习数控雕刻机编程的必备工具。

数控雕刻机是一种精密的机器设备，通过计算机控制，根据预先设计好的程序进行雕刻加工。

而数控雕刻机编程书则是帮助人们学习和理解数控雕刻机编程的指南。

数控雕刻机编程书的内容丰富多样，从基础知识讲解到高级技巧，逐步深入，帮助读者掌握数控雕刻机编程的核心要点。

数控雕刻机编程书会从数控雕刻机的基本原理开始介绍。

它会解释数控雕刻机的结构和工作原理，包括各个部件的功能和相互配合关系。

读者可以通过学习这些基础知识，理解数控雕刻机的运作方式，为后续的编程打下坚实的基础。

接下来，数控雕刻机编程书会详细介绍数控雕刻机编程的各个环节。

首先是CAD软件的使用，它是设计数控雕刻机加工零件的关键工具。

数控雕刻机编程书会介绍CAD软件的界面和功能，教读者如何进行三维建模和零件设计。

然后是CAM软件的使用，它将设计好的零件转化为数控代码，控制数控雕刻机进行加工。

数控雕刻机编程书会讲解CAM软件的操作方法和参数设置，帮助读者将设计好的零件转化为可执行的数控代码。

数控雕刻机编程书还会介绍数控代码的语法和格式。

数控代码是控制数控雕刻机进行加工的指令集合，它包含了各种加工指令和运动指令。

数控雕刻机编程书会详细解释数控代码的各个指令和参数，教读者如何编写正确的数控代码。

同时，数控雕刻机编程书还会介绍数控代码的调试和优化技巧，帮助读者提高编程的效率和精度。

除了基础知识和编程技巧，数控雕刻机编程书还会介绍一些高级的应用技术。

比如，多轴联动技术可以实现数控雕刻机同时进行多个轴向的运动，提高加工效率和精度。

数控雕刻机编程书会讲解多轴联动技术的原理和应用，帮助读者掌握这一高级技术。

数控雕刻机编程书还会介绍一些常见的加工工艺和技巧。

比如，刀具轨迹优化技术可以减少刀具在加工过程中的空转时间，提高加工效率。

数控雕刻机编程书会讲解刀具轨迹优化技术的原理和应用，帮助读者应对各种复杂的加工情况。

数控雕刻机编程书是学习和掌握数控雕刻机编程的重要工具。