基于Windows2000的磁粒光整加工控制系统的研究

摘要

近年来，由于先进制造技术和加工设备的应用，模具加工的大部分工序已经实现了高度的自动化，只有模具的最后一道工序——表面精加工仍停留在手工加工方式上，其工作量占模具加工的30-40％。此外，由于模具型腔的多样性和不规则性，使得精整加工自动化问题仍未得到较好的解决。而磁粒光整加工技术因其良好的柔性、自锐性、可控性、无需磨损补偿和修形等特点，得到国内外专家学者的广泛关注，并出现了种类繁多的加工装置；随着PC机的普及和价格的下调，以PC机和windows为控制平台的工业控制系统为技术人员所青睐，因此发展基于PC的开放式数控系统成为国际数控行业研究的热点，代表着数控技术发展的最新潮流。 正是在上述背景下，本文把基于Windows2000的开放式数控技术与具有良好柔性和自适应性特点的磁粒光整加工技术相结合，用高速旋转的磁极代替刀具、用数字化扫描测量技术自动编制其加工程序、用数控加工的方式对复杂的曲面进行光整加工，实现从数字化扫描测量、NC程序自动生成到数控加工的一体化。 由于Windows系统对底层操作采取了屏蔽的策略，因而如何实现磁粒光整加工的实时控制便成为一个技术难题。本文通过定时中断硬件接口电路的设计以及Windows核心层设备驱动程序和用户层应用程序的开发，解决了windows下磁粒光整加工控制系统的硬件访问和实时控制难的问题。在此基础上，通过开放式CNC系统软件和数字化扫描测量系统的开发，研究了融数字化扫描测量、自动NC编程和数控加工为一体的磁粒光整加工控制系统，为复杂曲面的自动化光整加工提供了一种行之有效的方法。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1磁粒光整加工技术及其发展概况

1.1.1磁粒光整加工的原理及特点

1.1.2磁粒光整加工技术的国内外发展概况

1.2数控技术及其发展现状

1.2.1数控技术的发展历程

1.2.2开放式数控系统及其发展现状

1.2.3开放式数控系统的发展趋势

1.3本文研究的背景和意义

1.4本文研究的主要内容

第二章磁粒光整加工控制系统的硬件设计

2.1系统的硬件组成

2.2磁粒光整加工控制系统的硬件接口设计

2.2.1接口电路的功能要求

2.2.2接口电路的整体设计

2.2.3接口电路的I/O设计

2.2.4接口电路的定时中断设计

2.3控制系统抗干扰设计

2.3.1控制系统中的干扰源

2.3.2控制系统的抗干扰设计

第三章磁粒光整加工开放式CNC软件设计

3.1开放式CNC软件的特点

3.2开放式CNC软件结构设计

3.3开放式CNC软件功能模块设计

3.4开放式CNC软件程序选择模块设计

3.5开放式CNC软件译码模块设计

3.6开放式CNC软件插补模块设计

3.7开放式CNC软件速度控制和加减速控制

第四章磁粒光整加工数字化扫描测量系统的设计

4.1数字化仿形技术及其工作原理

4.2数字化扫描测量头的设计

4.3数字化扫描测量的原理

4.4数字化扫描测量的数据处理

4.5数字化扫描测量软件设计

4.5.1数字化扫描测量软件的结构设计

4.5.2数字化扫描测量软件的功能模块设计

4.6测量区域确定

4.7扫描测量路径生成

4.7.1扫描轨迹点的获取

4.7.2扫描轨迹线的生成

4.7.3扫描轨迹的优化

4.8扫描程序生成

第五章磁粒光整加工控制系统的实时性设计

5.1 WDM驱动程序的特点及工作过程

5.1.1 WDM驱动程序的特点

5.1.2 WDM驱动程序的工作原理

5.2 WDM驱动程序的开发工具及框架生成

5.2.1 WDM驱动程序的开发工具

5.2.2 WDM驱动程序的框架生成

5.3 WDM驱动程序的编译

5.3.1 WDM驱动程序主要模块的设计

5.3.2应用程序对WDM驱动程序的通信

5.3.3 WDM驱动程序对应用程序的通信

5.4 WDM驱动程序的安装

第六章总结与展望

6.1结论

6.2进一步研究和展望

致 谢

参考文献

攻读硕士期间的科研工作与发表论文情况

一、参加的主要科研项目

二、主要学术论文