基于DMC的双CPU开放式数控系统开发

摘要

本课题是基于南通牌X6325铣床的数控仿形铣系统开发中的一个子项目——数控系统的开发设计.该系统采用了工业控制计算机(IPC)和可编程多轴数字运动控制器(DMC)构成主从分布式双CPU结构,以此作为系统的控制中心,配以Panasonic MINAS A系列交流伺服系统,并在此平台上自主开发了数控软件,从而构成了模块化、可扩展性好的开放式数控系统.在硬件结构上,着重在以下几个方面作了深入的研究:开放式数控系统结构方案的选定;电气元件与伺服的选型;系统电气电路和控制电路的设计;伺服系统控制方式选择;绝对零点的设计.这样构成的系统硬件体系结构具有开放式、模块化、可嵌入的特点,经济实用,系统可靠性与运行精度有保障,非常适合于组成中小规模的仿形铣数控系统.在软件结构上,系统以Windows2000作为操作系统平台.系统软件分为主机(IPC)程序和客户机(DMC)程序,主机程序主要完成非实时任务的处理,而对实时性要求较高的任务交给客户机去处理.结合模块化的设计方法,较成功的实现了数控代码的译码解释、编译、刀补处理、翻译以及系统管理和用户界面设计.从实际应用情况来看,能够达到CNC系统软件对实时性、多任务并发处理与协调能力、开放性和模块化、界面友好等要求.本系统在南通牌X6325铣床上得到了较好的应用效果.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

1.1数控技术的发展概况

1.2开放式数控系统的发展趋势

1.2.1数控系统开发体系结构的研究进展

1.2.2基于PC机的开放式数控系统

1.3我国数控系统的发展现状

1.4课题来源及意义

1.5本文的研究内容

第二章研究方案及技术路线

2.1研究开发的目标

2.2数控系统的结构方案选定

2.2.1基于PC的开放式数控系统的两种典型结构方案比较

2.2.2本数控系统的结构方案选定

2.3数控系统开发的主要工作和技术路线

第三章数控系统的硬件设计

3.1数控的硬件装置配置

3.1.1系统IPC机的选用

3.1.2运动控制器的选用

3.1.3伺服电机及其驱动器的选用

3.2数控的硬件结构及其工作原理

3.3系统电气电路设计

3.3.1强电控制部分电路

3.3.2弱电控制电路设计

3.4位置伺服系统的控制方式研究

3.4.1位置伺服系统概述

3.4.2位置伺服系统的控制类型

3.4.3伺服驱动的控制模式

3.5数控系统的绝对零点设计

3.5.1绝对零点的设置方法及工作原理

3.5.2本系统的绝对零点设置的硬件及软件处理

第四章数控系统的软件设计及实现

4.1操作系统及软件开发平台的选择

4.2 CNC系统软件的结构及工作原理

4.3 CNC系统软件的模块化设计及实现

4.4开放式数控系统程序译码解释的实现

4.4.1译码程序

4.4.2编译程序

4.4.3解释程序

4.5开放式数控系统中刀具半径补偿方法的实现

4.5.1刀具半径补偿的理论基础

4.5.2刀补模块的设计

4.6代码翻译模块的设计

4.7数控系统管理及其用户界面的设计

第五章系统调试与实例加工

5.1系统调试

5.2加工实例

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读学位期间公开发表的论文

致谢

论文说明