凸轮机构是近三十年发展起来的一种新型间歇分度机构,能将凸轮的旋转运动变成从动件有规律的运动。圆柱凸轮机构作为间歇运动机构的发展方向,有着良好的运动性能和动力性能,广泛应用于各种自动机械和自动生产线上。随着计算机数控技术的发展,传统的依据靠模方法加工凸轮廓面,因困难和不经济,已经不再适用。目前,设计加工圆柱凸轮轮廓主要借助于数控成形技术。 数控技术作为先进制造技术的核心,是一个国家制造业现代化的重要标志;是提高产品质量和性能、降低产品成本、缩短生产周期的关键。基于PC的开放式数控系统是当前流行的数控系统开放化途径,其目的是建立一种新型的模块化、可重构、可扩展、全方位开放的体系结构。 论文详细介绍了凸轮机构的运动规律及特性值,深入研究了圆柱凸轮机构的工作原理,根据圆柱凸轮廓面曲线展开图的特征,给出了范成加工原理,对从动件运动规律曲线进行了修正,推导了修正后的刀位中心轨迹坐标,同时对直线轴和旋转轴联动控制中的进给速度进行了修正。 通过分析圆柱凸轮的啮合理论和加工机理,设计开发了经济型、开放式圆柱类凸轮功能曲面数控加工系统,给出了系统控制部分软硬件结构。系统选用工业控制计算机作为系统的上位机,下位机为凌华的运动控制卡(PCI-8132),构建了“IPC+运动控制卡”的开放式数控系统控制部分的模式。 通过对Visual C++编程技术的深入研究和实践,在面向对象方法的基础上,分析、构造了系统的软件功能模块,实现了人机界面、实时动态显示、刀位轨迹的生成与载入以及直线轴和旋转轴联动控制等功能。 开发的经济型、开放式的圆柱凸轮数控加工系统,经仿真和实践的检验是切实可行的。