经济型数控机床主从式控制系统的研制开发

论文摘要

本文以我院的印制电路板数控钻铣床以研究对象,介绍了一种经济型数控机床的主从式控制系统的研制和开发过程。本设计采用Pentium IV IPC 机为上位机,Atmel89c52 为核心的单片机系统作下位机,以打印口为两者间的通讯接口,构成主从式控制系统。机床的加工处理过程为:上位机将经过处理的工件加工控制指令和参数发送到下位机,监控下位机工作。下位机负责控制数控机床各执行机构进行工件的加工,并向上位机发出适时中断,以求应答。微型计算机具有丰富的软硬件资源,可以编制出具有友好的人机界面的系统控制软件;而单片机系统结构相对简单、工作可靠、价格便宜,且可以借助C 语言、汇编语言等编制出执行机构的位置控制软件。上位机采用外部中断,保证了整个主从式系统具有良好的实时性。采用本系统可以使原数控机床的扩充性及开放性更强,可以充分利用当今世界上计算机软件发展的最新成果,使其编程系统的功能更加强大、开放性更强,有利于图形输入、轨迹生成与动态模拟等形象、直观、高效方法的采用以及测量、编程、加工一体化的实现,使数控编程更加方便、高效,也为将来数控机床的网络控制打下基础。本文着重阐述了主从式数控机床的整体结构、硬件设计及软件编程的基本原理和设计思想。全文包括以下五个主要部分:数控机床及本控制系统的概述;下位机的软、硬件设计;计算机控制系统及步进电动机简介;上位机与下位机间通讯接口及通讯模式的选择;上位机软件的总体设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数控机床概述
• 1.1.1 数控机床的概念
• 1.1.2 数控技术的发展与趋势
• 1.1.3 我国数控机床发展的现状
• 1.2 本课题介绍
• 1.2.1 本课题的来源、意义
• 1.2.2 本系统的设计思路与任务
• 第二章 下位单片机系统的设计
• 2.1 下位机硬件设计
• 2.1.1 下位机的硬件结构与工作原理
• 2.1.2 下位机重要芯片的功能与特点
• 2.1.3 单片机的系统扩展与配置
• 2.1.4 下位机的抗干扰措施
• 2.2 下位机的软件设计
• 2.2.1 下位机软件的总体结构
• 2.2.2 下位机程序
• 2.2.3 各功能模块子程序简介
• 第三章 计算机控制的步进电动机
• 3.1 计算机控制系统
• 3.2 步进电动机简介
• 3.3 计算机控制步进电动机的实质
• 第四章 上、下位机间的通讯接口与通讯模式
• 4.1 计算机接口卡开发方案
• 4.2 打印机接口方案
• 4.2.1 打印口分析
• 4.2.2 为何选用并行打印口
• 4.2.3 并行打印机端口及端口信号
• 4.3 打印口的通信模式及选择
• 4.3.1 SPP 端口模式
• 4.3.2 EPP 端口模式
• 4.3.3 ECP 端口模式
• 4.4 上位机、下位机间通讯电路的设计
• 4.4.1 轮询方式与中断方式的比较
• 4.4.2 上、下位机间的通讯电路
• 第五章 上位机的软件设计
• 5.1 操作环境及编程语言的选择
• 5.2 上位机软件的构成
• 5.3 X、Y、Z 步进电动机的测试程序
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1
• 附录2
• 附录3