多自由度切割机器人的控制系统设计与实现

摘要

本文以实际的工程项目为背景，完成了小直径开孔数控火焰切割机和管端数控火焰切割机的控制系统设计，分别实现了在圆柱型耐压壳体上开相贯圆孔，及管端相贯线的切割。小直径开孔数控火焰切割机的控制系统是基于MCU的嵌入式系统，使用高性能单片机及外围扩展电路实现了对四自由度步进电机的控制，该系统具有参数输入，显示，远控等功能。管端数控火焰切割机的控制系统是基于PC的开放式数控系统，以工业控制计算机为通用的硬件平台，选择了基于ISA总线的三轴运动控制板，及输入输出板卡，完成了该数控系统硬件平台的设计。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1课题提出的背景及其意义

1.2数控切割机的发展现状

1.3数控技术发展概况

第2章机械主体结构设计

2.1小开孔切割机的机械设计

2.2管端切割机的机械主体结构设计

2.3本章小结

第3章小开孔切割机的硬件平台设计

3.1控制方案的确定

3.2硬件平台的搭建

3.2.1微控制器简介

3.2.2参数输入接口设计

3.2.3显示接口电路的设计

3.2.4数据存储器的接口设计

3.2.5步进电机驱动控制设计

3.2.6接近传感器的信号输入电路设计

3.3电磁兼容设计

3.4硬件平台设计改进展望

3.5本章小结

第4章小开孔切割机的软件结构设计

4.1基于单片机的数控系统的控制软件内容

4.2数学处理

4.2.1相贯线及其展开的离散节点的计算

4.2.2坡口线计算

4.2.3切割速度

4.3示教数据补偿与切割数据生成存储

4.4软件控制部分

4.4.1软件控制部分功能实现

4.4.2数控系统插补技术

4.5本章小结

第5章基于PC的数控系统硬件平台的设计

5.1开放式数控系统

5.2基于PC+运动控制板的数控系统

5.2.1工业控制计算机(IPC)的特点

5.2.2运动控制板(运动控制器)概述

5.3控制系统组成

5.3.1运动控制板及其选型

5.3.2输入输出板卡及其选型

5.3.3其它端子板

5.4系统硬件抗干扰设计

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢