陶瓷快速成型机数控雕刻与自动敷料系统的研究与开发

摘要

本课题针对开放式数控技术、运动控制技术和陶瓷快速成型技术的现有技术以及其发展趋势,详细分析了陶瓷快速成型技术的现有工艺、新工艺及其新工艺设备的控制要求,对新型陶瓷零件快速成型机机械系统的构建作了说明,着重研究了基于GT400运动控制器的陶瓷零件快速成型机控制系统的硬件和控制系统软件的设计。
　　 阐述了具有双GT400运动控制器的陶瓷快速成型机数控雕刻与自动敷料系统的研究与开发。借助GT系列运动控制器自带的DLL动态链接库,对数控系统的运动控制进行了深入的研究,通过运动控制器提供的插补运动功能实现了数控雕刻功能,把Visual C++6.0作为开发工具,使用MFC类库实现了加工过程的动态仿真功能。该控制系统能够很好地满足系统开放性和可靠性的要求。
　　 构建IPC+双运动控制器的硬件平台,利用上位机IPC来协调两卡的通信,一个运动控制卡控制伺服交流电机实现具有雕刻功能的数控系统的进给运动,另一个卡实现自动敷料的运动控制。
　　 实现了人机交互界面、手动控制、敷料系统控制及参数设置等功能模块。深入研究了数控代码的译码,实现了数控程序打开、存储查错等程序管理功能,经过处理最终将数控程序转化为直接能控制数控雕刻及其自动敷料系统的运动控制,并实现了点位控制、插补控制、机械回零、手动调试等手动控制功能。探讨了系统软件的质量保障,基于对控制系统的中断响应和实时性问题的研究,利用多线程技术开发实现了坐标显示,运动控制和状态显示,提高了软件系统的稳定性。
　　 开发出了操作方便、运行稳定、加工精度高的开放式陶瓷快速成型机数控雕刻与自动敷料系统。控制系统能够很好地满足系统开放性的要求及产品自动化生产的要求,大大的提高了经济效益。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 开放式数控系统的发展

1.1.1 国内外开放式数控系统的发展现状

1.1.2 数控技术的发展趋势

1.1.3 当今开放式数控系统所面临的课题

1.2 运动控制技术的发展和研究现状

1.3 陶瓷快速成型工艺及其设备的发展

1.3.1 陶瓷快速成形技术的现有工艺方法

1.3.2 陶瓷快速成形技术的新工艺及控制要求

1.4 本课题的研究目的及意义

1.5 小结

2 快速成型机控制系统总体设计

2.1 系统硬件总体结构

2.1.1 硬件总体设计框架

2.1.2 硬件系统总体框架说明

2.1.3 控制系统的硬件构建

2.2 系统软件功能总体设计

2.2.1 总体框架

2.2.2 软件总的执行过程

2.3 小结

3 主控制界面的设计及功能的实现

3.1 主控制界面设计

3.2 数控程序的译码

3.2.1 数控程序的编译与处理

3.2.2 数控程序的查错

3.2.3 数控程序的解释

3.3 轴联动功能实现

3.3.1 三轴坐标映射的建立

3.3.2 多段坐标系轨迹连续运动实现

3.3.3 多轴协调运动轨迹加减速控制速度

3.3.4 连续轨迹运动中断点的响应

3.4 主控制界面图形显示区的实现

3.4.1 动态坐标系的建立

3.4.2 防止屏幕闪烁技术的实现

3.5 主控界面操作控制区的实现

3.6 主控界面运行验证

3.7 小结

4 手动控制界面的设计及其功能的实现

4.1 手动控制界面设计

4.2 点位控制模块功能实现

4.3 基于插补算法的轮廓控制模块的实现

4.4 回机械原点模块和手动调试模块

4.5 小结

5 敷料控制界面的设计及其功能的实现

5.1 敷料控制界面的设计

5.2 料轴控制模块其功能的实现

5.3 小结

6 参数设置

6.1 专用输入信息参数设置

6.2 系统参数设置

6.3 小结

7 多线程在该数控系统中的应用

7.1 VC编程中多线程的应用

7.2 该数控系统的线程规划

7.3 该数控系统的各线程实现

7.4 小结

8 总结与展望

8.1 总结

8.2 展望

致谢

参考文献

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