广东工业大学“数控技术”课程设计任务书
题目名称针对非圆曲线的软件开发
学生学院机电工程学院
专业班级机械设计制造及其自动化微电子
姓名
学号
一、课程设计的内容
用计算机高级编程语言（如，等）来实现非圆曲线的计算机辅助制造()软件的开发，针对不同的非圆曲线，可任选（）直线逼近（如等间距法、等弦长法、等误差法等）、或（）圆弧逼近的方法产生节点。要求在满足允许误差的前提下，使得逼近的直线段或圆弧段的数量最少（即最优解），根据加工曲线轮廓自动生成刀具中心轨迹，自动生成加工代码，并能模拟实际加工走刀过程。
二、课程设计的要求与数据
具体的要求如下：
（）列出一般的直线或圆弧逼近的算法（流程图）。
（）列出改进的直线或圆弧逼近的算法（流程图）——即优化算法。比较改进前与改进后的两种算法结果。
（）针对给定的某一由非圆曲线所构成的平面轮廓，根据指定的走刀方向、起刀点，自动生成代码。
()有刀具自动补偿功能，根据给定的补偿量和进给方向自动计算刀具中心轨迹，有过切报警功能。
（）在屏幕上显示该非圆曲线所构成的平面轮廓。根据给定的进给速度能模拟加工过程，并在屏幕上留下刀具所走中心轨迹。
目录
一、概述……………………………………………………
二、凸轮机构的发展概况…………………………………………
三、课程设计任务………………………………………………
四、软件设计………………………………………………
1、程序设计语言的选择……………………………………
2、程序算法的简述…………………………………………
、设计的流程图……………………………………………
、设计过程………………………………………………
、调试结果和界面…………………………………………
五、总结……………………………………………………附:参考资料…………………………………………………
一、概述：
首先介绍了凸轮机构的特点和在国内外目前的应用发展情况，介绍了凸轮仿真设计的系统的主要设计任务，包括在编程时所采用的曲线的类型及对函数式的分析情况。接着，介绍软件程序设计的各个过
程，包括算法说明、流程图介绍。还介绍了软件测试结果。最后，对这次设计过程的心得体会。
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二、凸轮机构的发展概况
凸轮机构是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件.凸轮通常作等速转动,但也有做往复摆动或移动的.被凸轮直接推动的构件称为推杆.凸轮机构就是又凸轮,推杆和机架三个主要构件所组成的高副机构.凸轮的最大优点是:只要适当地设计出凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律,而且机构简单紧凑.
凸轮机构是间歇运动的常用机构之一，广泛用于轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、内燃机等各种自动机械中。
凸轮机构之所以能在各种自动机械中获得广泛的应用，除了它的最大优点外,还因为它兼有传动、导引及控制机构的各种功能。当凸轮机构用于传动机构时，可以产生复杂的运动规律，包括变速范围较大的非等速运动，以及暂时停留或各种步进运动；
凸轮机构也适宜于用作导引机构，使工作部件产生复杂的轨迹或平面运动；当凸轮机构用作控制机构时，可以控制执行机构的自动工作循环。
人类对凸轮机构的认识由来已久，但直到十九世纪末，对凸轮机构还未曾有过系统地研究。随着工业化的发展，对高效的自动机械的需求大大增加，需要改善内燃机配气机构的工作性能，所以直到二十世纪初，凸轮机构的研究才开始受到重视。在二十世纪四十年代以后，由于内燃机转速增加，引起故障增多，才开始对配气凸轮机构进行深入研究，并从经验设计过渡到有理论根据的运动学与动力学分析。
现代机械日益向高速发展，凸轮机构的运动速度也愈来愈高。因此，高速凸轮的设计及其动力学问题的研究已引起普通重视，提出了许多适于在高速条件下采用的推杆运动规律，以及一些新型的凸轮机构。另一方面，随着计算机的发展，凸轮机构的计算机辅助设计和制造已获得普遍地应用，从而提高了设计和加工的速度及质量，这也为凸轮机构的更广泛应用创造了条件。
三、课程设计任务
（）平面凸轮的数控加工程序的编制
设有凸轮如图所示。凸轮转角与
从动件位移的关系即凸轮轮廓的展成平面
图如图所示。
要求分析凸轮的曲线规律，设计一个软件
图能够用于平面凸轮的参数化绘图和生成数控加工的代码。
即：
.有一个凸轮设计的友好界面；图
.能够按照用户要求生成凸轮的曲线
轮廓，对于非圆几何形状可采用直线或圆
弧逼近的方法生成曲线；
.能够生成数控代码；
图
凸轮设计中涉及的有关参数可自行设定，或参考图中的参数。
（）曲线的类型及函数式的分析
所谓推杆的运动规律,是指推杆在运动时,其位移 速度和加速度随时间的变化的规律.又因为凸轮一般为等速运动,即其转角与与时间成正比,所以推杆的运动规律更常表示为推杆的运动参数随凸轮转角变化的规律.例如图就是推杆位移随凸轮转角变化的运动线图.
下面分析各种设计凸轮的数学表达式:
首先，采用《机械原理》中的一般凸轮设计的几种运动方程式，并对此作了修改：
、多项式运动规律
n n C C C C s δδδ++++=...2210 ()
式中δ为凸轮的转角；为凸轮从动件位移；0C 、1C 、2C 、…为待定系数，可以利用边界条件等来确定。而常用的有以下几种多项式运动规律。 (1) 一次多项式运动规律(速度为常数)
δ10C C s += 1C dt
ds v ω==
0==dt dv
a 设取边界条件为
在起点处 0=δ，0=s .
在终点处 0δδ=，h s =.
则由式()可得00=C ，01/δδh C =，故从动件推程的运动方程为
