机械数控技术论文提纲

论文题目：数控电子锯人机交互界面的设计与实现

摘要：随着数控技术被引入到木工机械制造领域，数控木工机械在行业中备受关注。数控电子锯是一种应用于木材初加工阶段的木工机械设备，本课题中设计的数控电子锯的控制系统采用了上下位机模式。下位机搭载了华中8型数控系统，上位机主体是一台配置有Windows XP简易版操作系统的工业计算机，用户通过安装其上的控制软件完成与设备间的人机交互。 本课题在Visual Studio2008开发平台上使用了MFC编程对数控电子锯的人机交互界面进行设计，包括用户操作界面设计和系统功能实现两个方面。具体的设计内容主要有以下几个方面： 1)针对于控制软件的功能模块化特点和工业生产具有较大不确定性的特点，本课题综合了软件工程中的结构化方法和原型化方法，创新出具有针对性的结构扩展方法对数控电子锯的人机交互界面进行设计开发。 2)在实际生产中，用户往往需要对数控电子锯进行综合性操作，所以设备的人机交互界面采用了多窗口化设计，本课题引入了动态链接库（DLL）技术来实现多窗口操作的设计。DLL是一种适用于模块化设计的技术，它是将某种完整的功能进行封装，并为外部调用提供了接口。DLL技术还可以很好的为系统节省内存和存储空间，因此非常适合应用在工业计算机的系统中。 3)数控电子锯人机交互的界面设计主要有5个部分：其中执行界面包括自动模式和手动模式，监控界面则分别是参数设置、I\O监控和报警信息。数控电子锯主要工作在自动模式下，自动模式界面中还包含有多个功能窗口，绘板编辑窗口是其核心功能操作窗口，用户可以通过该窗口对仿真板材图形进行图形化编辑，然后系统将图形编辑结果转化成数据信息，并按照工艺流程和编码规则将数据信息进行整理并生成G代码程序，最后系统将G代码程序下传至下位机进行编译并通过程序指令控制伺服驱动装置驱动可执行元件来完成指定动作。 4)在实际生产环境中，结合硬件设备对人机交互界面及功能模块进行了测试及完善。 综合上述内容，完成了对本课题的设计，并且数控电子锯在实际生产中被投入了使用。

关键词：数控技术;电子锯;人机交互;DLL

学科专业：计算机技术

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景及来源

1.2 数控技术及在木工机械中的应用

1.2.1 数控技术

1.2.2 数控木工机械

1.2.3 数控电子锯

1.3 人机交互界面的发展

1.3.1 人机交互与人机界面的关系

1.3.2 发展史及趋势

1.3.3 人机交互界面的类型演变及重要性

1.4 本文的研究内容及组织结构

第二章 数控系统的体系结构及控制策略

2.1 数控系统的体系结构

2.1.1 开放式体系结构

2.1.2 基于 PC 架构的体系结构

2.2 数控系统的控制策略

2.2.1 系统控制方式

2.2.2 系统控制策略

2.3 数控系统的软件框架

2.4 小结

第三章 数控电子锯需求分析

3.1 工艺流程分析

3.2 安全保护分析

3.3 上位机需求分析

3.4 人机交互界面需求分析

3.4.1 自动界面

3.4.2 手动界面

3.4.3 参数设置及 I/O 状态监控

3.4.4 安全报警

3.5 小结

第四章 上位机控制软件的总体设计

4.1 设计思路与框架

4.2 自动模式模块

4.2.1 板材信息输入窗口

4.2.2 程序选择窗口

4.2.3 设备状态监控窗口

4.2.4 绘板编辑窗口

4.3 手动模式模块

4.3.1 功能控制区

4.3.2 绘板编辑窗口

4.4 参数设置及 I/O 状态模块

4.4.1 参数设置模块

4.4.2 I/O 状态模块

4.5 安全报警模块

4.6 小结

第五章 控制软件设计的关键技术分析

5.1 采用结构扩展方法的软件设计

5.1.1 结构化方法的利弊

5.1.2 原型化方法的利弊

5.1.3 结构扩展方法的应用分析

5.2 多窗口人机交互界面的实现

5.2.1 动态链接库技术的引入

5.2.2 动态链接库技术实现多窗口操作

5.2.3 多窗口间信息交互

5.3 板材绘图编辑模型

5.3.1 逻辑判断

5.3.2 数据处理与 G 代码转换

5.4 小结

第六章 测试结果及分析

6.1 执行模块界面

6.2 管理模块界面

6.3 小结

第七章 总结与展望

7.1 课题研究总结

7.2 展望

致谢

参考文献