开放式陶瓷快速成型机数控系统及自动敷料装置开发

摘要

基于运动控制器的开放式数控系统具有灵活的软硬件结构，它是一种新型的模块化、可扩充、可重构的控制系统，整体系统能快速响应新的加工工艺要求，已成为目前数控技术开发的主要方法。将PC的灵活性与DSP运算的高速性进行系统集成，代表了数控技术的发展方向。 结合研华IPC(IndustryPersonalComputer)和深圳固高公司GT400SV运动控制器，基于WINDOWS操作系统，以VC++6.0为工具，对具有双运动控制器数控及其敷料系统进行了研究开发。主要探讨了双运动控制卡的硬件体系构架，开发了人机交互界面、数控代码查错解释、图形仿真及敷料系统控制等功能模块。 构建IPC+双运动控制器的硬件构架，利用上位机IPC来协调两卡的通信控制，一个运动控制卡控制伺服交流电机实现数控系统的进给运动，另一个卡通过I/O端子板控制步进电机实现敷料系统的运动控制。 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研究，开发出通过运动控制器提供的插补运动功能实现的数控系统三轴联动控制。 研究数控代码的编译和实现方法，实现数控程序打开、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控制数控及其敷料系统的运动控制，并实现了点动/增量控制单轴运动功能。 探讨了系统软件的质量保障，基于对整个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，改善了软件系统的健壮性。 最后，利用三维设计软件Solidworks，采用自上向下的设计方法，对陶瓷敷料系统的机械结构进行了开发设计，并进行了传动系统设计。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1开放式数控技术概述

1.1.1开放式数控技术的发展及其特点

1.1.2数控系统的发展趋势

1.2陶瓷制件快速成型技术及其设备发展现状

1.2.1快速成型技术

1.2.2陶瓷制件快速成型装置发展现状

1.3课题研究内容及意义

1.3.1课题研究内容

1.3.2本课题研究的核心技术

1.3.3本课题的研究目的及意义

1.4小结

2开放式快速成型数控系统的结构框架

2.1快速成型数控系统硬件结构

2.1.1硬件系统总体架构

2.1.2硬件系统框架说明

2.2快速成型数控系统的软件结构与功能模块

2.2.1系统软件结构

2.2.2软件系统模块划分

2.3 小结

3硬件系统

3.1进给伺服系统

3.2控制系统的硬件构建

3.2.1快速成型数控系统的硬件构建

3.2.2敷料系统的硬件构建

3.3控制系统初始化

3.3.1运动控制器初始化

3.3.2设置专用输入信息参数

3.3.3运动控制轴初始化

3.3.4快速成型数控系统三轴联动的实现

3.3.5敷料系统初始化

3.4小结

4系统软件设计

4.1人机界面

4.2软件总体要求

4.3数控程序的编译与处理

4.3.1数控程序的管理

4.3.2数控程序的查错与解释

4.3.3坐标指令的处理显示

4.4敷料运动控制模块

4.4.1软件控制界面说明

4.4.2软件的执行过程

4.5中断控制实现

4.6辅助功能控制

4.7软件工程质量保障

4.7.1整个系统线程规划

4.7.2坐标显示线程的实现

4.8小结

5基于Solidwork的陶瓷自动敷料机械系统设计

5.1陶瓷快速成型敷料功能分析

5.2方案选择

5.3陶瓷快速成型自动敷料机械结构装配设计

5.3.1零部件

5.3.2组件及子装配

5.3.3总装及机构动作模拟

5.4传动设计

5.4.1纵向U轴升降运动的传动实现

5.4.2横向V轴水平运动的传动实现

5.4.3陶瓷浆料搅拌辊的传动实现

5.5 小结

6总结及展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录