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數(shù)控石材雕刻機(jī)CAD/CAM系統(tǒng)研制
閱讀：2389 發(fā)布時(shí)間：2012-10-11
浮雕刻加工是一種傳統(tǒng)的手工工藝,在工藝品、廣告、建筑裝飾裝潢等行業(yè)有著悠久的歷史。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）技術(shù)及相關(guān)技術(shù)（CAD/CAM/CAPP等）的發(fā)展,這種傳統(tǒng)的手工加工方法正逐步為數(shù)控加工方法所替代。中國地質(zhì)大學(xué)機(jī)電研究所為湖北鄖縣開發(fā)的這套大型數(shù)控石材雕刻機(jī)將可以滿足各種文字、圖像的二維和三維型面雕刻,大大的提高生產(chǎn)效率。數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)是集成CAD/CAM技術(shù)、圖像處理技術(shù)、高速銑削技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、精密機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造技術(shù)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和精密高速主軸電機(jī)技術(shù)為一體發(fā)展起來的*設(shè)備。
研究和開發(fā)數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)是本文的主要目的。本文首先論述了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)——計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、雕銑技術(shù);然后詳細(xì)地闡述了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、性能和機(jī)械結(jié)構(gòu),并介紹了數(shù)控雕刻系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀。對數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)研究,開發(fā)該系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)、控制軟件和CAD/CAM集成數(shù)控編程軟件三方面是本文研究的重點(diǎn)。第三章分析了數(shù)控石材雕刻伺服系統(tǒng)的構(gòu)成,著重研究了運(yùn)動(dòng)控制器、主軸驅(qū)動(dòng)部分和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部分。第四章研制了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)控制軟件,包括控制軟件結(jié)構(gòu)、主要功能、插補(bǔ)功能的分析和實(shí)現(xiàn)。介紹了軟件實(shí)現(xiàn)的三個(gè)技術(shù)基礎(chǔ):Windows多線程技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)。
著重介紹了多線程實(shí)時(shí)控制和圖像動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)現(xiàn)方法。第五章進(jìn)行了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)CAD/CAM集成數(shù)控編程軟件研發(fā)。作者介紹了計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,BMP圖形到G代碼轉(zhuǎn)換的原理和兩種轉(zhuǎn)換方法,部分?jǐn)?shù)字圖像處理功能和標(biāo)記塊技術(shù)。對圖像輪廓矢量化研究也作了一定的介紹。第六章對數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)進(jìn)行測試,并對雕刻運(yùn)行實(shí)例進(jìn)行了分析。zui后,作者對本文的研究內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié),并對數(shù)控雕銑系統(tǒng)的發(fā)展做了展望。
數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)床身是由厚壁鋼管構(gòu)造而成。床身經(jīng)過有限元分析（FEA）和設(shè)計(jì)，為機(jī)床提供了一個(gè)剛硬穩(wěn)定的加工平臺并且所有床身部件在床身加工前就已經(jīng)消除應(yīng)力。數(shù)控雕刻機(jī)所有定位軸承、滾珠絲杠、線性導(dǎo)軌、齒條，都有機(jī)床控制系統(tǒng)的集中自動(dòng)潤滑系統(tǒng)來保養(yǎng)。這個(gè)是滾珠絲杠和線性導(dǎo)軌制造商一致推薦的方法。
研究和開發(fā)數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)是本文的主要目的。本文首先論述了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)——計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)、雕銑技術(shù);然后詳細(xì)地闡述了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、性能和機(jī)械結(jié)構(gòu),并介紹了數(shù)控雕刻系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀。對數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)研究,開發(fā)該系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)、控制軟件和CAD/CAM集成數(shù)控編程軟件三方面是本文研究的重點(diǎn)。第三章分析了數(shù)控石材雕刻伺服系統(tǒng)的構(gòu)成,著重研究了運(yùn)動(dòng)控制器、主軸驅(qū)動(dòng)部分和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)部分。第四章研制了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)控制軟件,包括控制軟件結(jié)構(gòu)、主要功能、插補(bǔ)功能的分析和實(shí)現(xiàn)。介紹了軟件實(shí)現(xiàn)的三個(gè)技術(shù)基礎(chǔ):Windows多線程技術(shù)、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)。
著重介紹了多線程實(shí)時(shí)控制和圖像動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)現(xiàn)方法。第五章進(jìn)行了數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)CAD/CAM集成數(shù)控編程軟件研發(fā)。作者介紹了計(jì)算機(jī)輔助編程系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,BMP圖形到G代碼轉(zhuǎn)換的原理和兩種轉(zhuǎn)換方法,部分?jǐn)?shù)字圖像處理功能和標(biāo)記塊技術(shù)。對圖像輪廓矢量化研究也作了一定的介紹。第六章對數(shù)控石材雕刻系統(tǒng)進(jìn)行測試,并對雕刻運(yùn)行實(shí)例進(jìn)行了分析。zui后,作者對本文的研究內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié),并對數(shù)控雕銑系統(tǒng)的發(fā)展做了展望。
數(shù)控雕刻機(jī)機(jī)床身是由厚壁鋼管構(gòu)造而成。床身經(jīng)過有限元分析（FEA）和設(shè)計(jì)，為機(jī)床提供了一個(gè)剛硬穩(wěn)定的加工平臺并且所有床身部件在床身加工前就已經(jīng)消除應(yīng)力。數(shù)控雕刻機(jī)所有定位軸承、滾珠絲杠、線性導(dǎo)軌、齒條，都有機(jī)床控制系統(tǒng)的集中自動(dòng)潤滑系統(tǒng)來保養(yǎng)。這個(gè)是滾珠絲杠和線性導(dǎo)軌制造商一致推薦的方法。
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