基于多类型伺服并行结构的五坐标联动智能数控系统

摘要

该论文——基于多类型伺服并行结构的五坐标联动系统，深入地研究了第三代CNC系统的核心技术，并应用于实践.多坐标精密联动的关键，一是自动编程系统，它要解决根据运行的轨迹情况自动编程，以生成相应的位置命令代码;二是控制系统，它要完成代码的准确解释与可靠执行.自动编程系统现在国内外发展的技术已比较成熟，如我们可用Unigraph、Pro/ENGINEER、Cimatron、Mastercam等软件来完成自动编程工作，因此该系统的重点是控制系统.机械运动机构方面，开发出了五坐标运动的机械系统;运动控制方面，实现了CNC五联动系统.这个五联动CNC系统是含有步进与交流两种伺服驱动方式，含有开环、半闭环、全闭环三种控制方式组合的系统.控制系统基于IPC平台，采用上、下位机控制方式实现分层插补：粗插补和精插补.软件方面，采用了分层插补的思想，开发出了基于上、下位机的二次插补算法：粗插补和精插补.该系统的设计还充分考虑柔性要求.硬件设计采用模块化设计，可根据需要搭建出任意轴的组合联动.软件几乎不需改动就可成功地移植，用于控制一轴运动，二轴、三轴或四轴联动数控系统.

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1选题背景

1.2本系统概述

1.3主要内容

1.4本论文要解决的问题

第二章 系统总体方案

2.1系统要求

2.2五坐标精密运动智能控制系统的机械结构设计

2.3五坐标精密运动智能控制系统的控制系统设计

2.3.1控制系统的硬件设计

2.3.2控制系统的软件设计

第三章系统的机械部分设计

3.1五坐标精密运动智能控制系统的机械结构的初次设计

3.2以Z轴为例进行机械部分设计

3.2.1传动系统功能部件的选取——滚珠丝杠螺母副

3.2.2交流伺服电机的计算和选型

第四章智能控制系统的硬件设计

4.1数控系统硬件结构及工作原理

4.2本系统以工控机(IPC)作为硬件平台

4.3智能运动控制器

4.3.1智能运动控制器PCL839

4.3.2智能运动控制器DMC204

4.3.3智能运动控制器GM-400

4.4伺服系统

4.4.1交流伺服控制平台及其性能分析

4.4.2步进伺服控制平台及其性能分析

4.4.3交流伺服系统和步进伺服系统的比较

第五章控制系统的软件设计

5.1控制系统的软件设计的重要性

5.2本系统的软件设计思想

5.3本系统的开发工具

5.4本系统输入的轨迹代码格式

5.5插补模块的设计

5.5.1常用的插补方法

5.5.2本系统的插补算法就是采用二次插补法来实现分层插补

5.6二次插补算法中的粗插补算法

5.6.1空间直线的粗插补算法

5.6.2圆弧的粗插补算法

5.7二次插补算法中的精插补

5.7.1数字积分法中的直线插补法

5.7.2精插补中的闭环控制算法

5.8插补的误差估算

5.8.1直线的粗插补误差

5.8.2圆弧的粗插补误差

5.8.3精插补误差分析

5.8.4误差结论

5.9二次插补法和逐点比较法、数字积分法的比较

5.10取送轨迹参数

5.10.1两种方式取送轨迹参数

5.10.2中断源的选择

5.10.3中断方式的选择

5.11扩充内存的使用

5.11.1扩充内存技术

5.11.2运行本系统软件所需内存大小的论证

第六章数据传输系统的设计

6.1串行通信RS-232

6.2下位机的通信

6.3上位机的通信

第七章 人机界面的设计

7.1用户界面的设计原则

7.2汉字显示技术

7.2.1国标汉字字符集与区位码

7.2.2汉字的内码

7.2.3字模显示技术

7.2.4小型字库的建立

7.3菜单设计

7.4菜单驱动程序

第八章 结论

参考文献

致 谢

作者简历