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摘 要

随着微电子技术和微型计算机的飞速发展，数控雕刻机的应用越来越广泛。雕刻机作为一种典型的数控产品，在传媒制造、模具设计、建材雕刻等行业中有着广阔的市场前景。数控雕刻机通常采用工控机和运动控制系统的组成形式。雕刻机的运动控制系统是数控雕刻机的核心，其功能的强弱、性能的优劣直接关系着产品的质量与加工效率。数控雕刻技术广泛地综合了机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号变换和软件编程等技术，并将这些技术有机的结合成一体，是工业自动化的典型代表。

本文简要的介绍了雕刻技术的起源和发展现状，分析了国内外数控雕刻技术的差别。在硬件设计方面,主要使用交流伺服驱动器、数控雕刻机，并应用运动控制卡配合PC的控制系统模式进行数控雕刻。系统具体以PC与运动控制卡作为双处理器，其中PC运行Windows XP操作系统、界面应用程序以及大量的数据算法处理，包括标准指令的解析以及与运动控制卡通信指令的生成；运动控制卡则主要通过时间分割插补算法，用于直线插补和圆弧插补。在软件设计方面，分别利用MFC进行控制界面设计和雕刻轨迹动态显示设计，并进行NC代码的编译加工。

关键词： 数控雕刻系统 VC 编程 插补算法

Design of NC engraving programming

Abstract

With the rapid development of microelectronics and micro-computer, the application of CNC engraving machines more widely. As a typical engraving machine CNC products, in the media manufacturing, mold design, sculpture, and other building materials industry has a broad market prospect. CNC engraving machine usually composed in the form of IPC and motion control systems. Engraving machine motion control system is the core of CNC engraving machine, which features the strength, performance will be directly related to the quality and processing efficiency. CNC engraving technology is widely integrated mechanical, microelectronics, automation, information, sensor testing, power electronics, interface, signal conversion and software programming techniques, and organic combination of these technologies into one, is a typical representative of the industrial automation.

This paper briefly introduces the origin and development status of carving technology, and analyzes the differences between domestic and foreign numerical control engraving technology.. In the hardware design, the main AC servo drive, CNC engraving machine, and application of motion control card with PC control system mode numerical control engraving. System specific to the PC and motion control card as a dual processor, including PC running Windows XP operating system and application program interface and a large number of data algorithm processing, including standard instruction parsing and and motion control card communication instruction generation; motion control card mainly through time segmentation interpolation algorithm, for linear interpolation and circular interpolation. In the software design, the control interface design and the engraving trajectory dynamic display design are carried out by MFC, and the NC code is compiled and processed.

Keywords: CNC engraving system; VC programming ;Interpolation algorithm

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1雕刻技术概述 1

1. 1. 1雕刻技术起源 1

1.2数控雕刻 1

1.2.1概述 1

1.2.2研究数控雕刻技术的目的和意义 2

1.2.3数控雕刻的特点 2

1.2.4数控雕刻的应用领域 2

1.2.5数控雕刻技术的发展现状 3

1.2.6主要任务 3

第二章 雕刻机硬件及工艺分析 4

2.1数控机床 4

2.2交流伺服驱动器 5

2.3运动控制板卡 6

2.3.1运动控制卡的出现 6

2.3.2 运动控制卡的运用 7

2.4典型零件工艺分析 7

2.4.1滚珠丝杠工艺分析 7

2.4.2 T型台工艺分析 7

2.4.3 三轴滑块工艺分析 8

第三章 软件使用介绍 9

3.1文泰雕刻软件 9

3.1.1操作界面 9

3.1.2刀具选择 10

3.1.3文泰雕刻细节 10

3.2 Editasc软件 11

3.3 Visual C 6.0软件 11

第四章 雕刻机插补算法设计 13

4.1 逐点比较法插补 13

4.1.1逐点比较法直线插补 13

4.1.2逐点比较法圆弧插补 14

4.2时间分割法插补 15

4.2.1时间分割法直线插补 15

4.2.2时间分割法圆弧插补 16

第五章 计算机数控雕刻软件设计 18

5.1系统控制软件设计 18

5.1.1系统软件控制流程设计 18

5.2运动轨迹、位置和速度的动态显示设计 19

5.3数控雕刻机加工程序的译码处理 21

5.3.1数控雕刻机数控加工代码 21

5.3.2数控雕刻机加工程序的译码处理 23

结论 26

参考文献 27

附录 28

致 谢 33

第一章 绪论

1.1雕刻技术概述

1. 1. 1雕刻技术起源

雕刻最早来自对工艺品的加工，是一种很平民的手艺，因为浓厚的文化背景和完美的外形结构使雕刻渐渐工业化。进入工业时代的早期，雕刻最主要还是雕刻外形和文字等。相比较手工雕刻是以小刀等小型用具为工具，进行手工加工，工人雕刻的手法好坏则决定了雕刻品的好坏程度，而且会出现成品率低、成本比较高、不可复制、比较粗糙等问题，很难大量生产来适应市场需求。随着需求量的不断增加以及相关行业的快速发展，除了一些收藏品以及佩戴品的模具制造需要手工雕刻以外，很多人们生活必需品的样板需要大量雕刻，从而导致了雕刻加工向机械化方向的发展^[2]。近几年来，随着工业产品的生产迅速发展，特别是用电脑设计加工的广泛应用，工业产品的样式更加丰富，更新越来越快，对机械雕刻提出了新的要求。这就让数控雕刻技术开始发展，并逐渐成为雕刻行业的主流。

1.2数控雕刻

1.2.1概述

计算机数控雕刻也叫CNC雕刻技术，它主要技术包括传统雕刻技术和现代数控技术。它具备了传统雕刻小巧玲珑、十分方便的优良传统，而且还利用了一些自动化方面的技术，并相互之间两两联系在一起，成为一种较好的雕刻手段。通过数控雕刻机来实现数控雕刻进行产品加工，集成化程度高，功能强大。连接PC方式的数控雕刻机是当前雕刻机系统中较为流行的一种系统，其涉及CAD技术、CAM技术、数控技术等技术手段，应用广泛。由于数控雕刻已经成为主流，所以研究的数控雕刻技术具有现实意义的和应用价值^[7]。

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