基于DMC的数控系统设计与应用

论文摘要

在当今社会,众多制造企业面临着提高产品质量、降低生产成本的竞争压力,越来越多的生产厂商开始通过对现有生产设备进行升级改造,以此来提高自己的竞争力。另外,工厂在大批量生产某一特定产品时,采用专用机床往往比采用复杂昂贵的加工中心具有更好的经济性。因此,对旧设备进行数控化改造很有必要。本文对一加工纺织机械产品的老式机床进行了改造,采用基于PC机的开放式数控结构,其主要包括硬件部分和软件部分。硬件部分中,根据控制系统各元器件的结构原理,选用合适的器件类型,开发出专用数控系统的硬件结构。该系统的控制对象包括主轴电机,进给系统的两轴电机以及特定刀具电机四部分,文章采用由PC机、DMC数字运动控制器和伺服电机组成的开放式数控系统结构实现了四轴联动。在硬件电路连接中,使用互联模块完成数字运动控制器与伺服系统之间的信息传输。软件部分中,在VB6.0开发环境下,应用API功能函数实现开放式专用数控系统的软件设计。本软件系统从整体上可以分为三个大的功能模块:控制器参数设置模块、控制器指令语言编译模块和国际标准NC代码转换模块。其中,国际标准NC代码转换模块又可分为四个小的模块:点定位指令G00的编译、直线插补指令G01的编译、顺时针圆弧插补G02及逆时针圆弧插补G03的编译。为了完善软件系统的功能,本文还给出一些辅助功能,如手动操作、运动信息反馈显示和急停等功能。目前,该开放式专用数控系统已经在企业中投产使用,并取得了很好的加工效果,能够满足实际需要。此外,该系统在体系结构上给用户留有二次开发的更多余地,能够快速而经济地响应新的加工需求,应用前景广阔。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 开放式数控系统技术
• 1.1.1 开放式数控机床的组成
• 1.1.2 数控系统的分类
• 1.2 数控系统技术的发展
• 1.2.1 数控技术的发展过程
• 1.2.2 数控技术的发展趋势
• 1.3 课题的提出及研究意义
• 1.4 课题研究的主要内容
• 1.5 本文的内容结构安排
• 第二章 GALIL 数字运动控制器
• 2.1 概述
• 2.2 GALIL 运动控制器的结构参数分析
• 2.2.1 经典参数调整方法
• 2.2.2 双闭环补偿方法
• 2.2.3 运动控制器输入/输出接口
• 2.3 DMC-18X2 系列运动控制器基本功能
• 2.3.1 基本功能原理
• 2.3.2 运动方式
• 2.3.3 其它功能
• 2.4 本章小结
• 第三章 四轴联动机床控制系统硬件设计
• 3.1 控制系统基本组成
• 3.2 伺服系统硬件装置
• 3.2.1 检测反馈装置
• 3.2.2 交流伺服电动机
• 3.2.3 伺服驱动放大装置
• 3.3 外部保护电路设备
• 3.4 本章小结
• 第四章 开放式数控系统软件设计
• 4.1 数控系统软件平台及总体结构
• 4.1.1 软件开发环境
• 4.1.2 软件系统的功能模块结构
• 4.2 控制器参数设置模块
• 4.2.1 控制器注册连接模块设计
• 4.2.2 数字滤波参数界面的设计
• 4.2.3 更新控制器固件功能
• 4.2.4 设置/获得等待时间
• 4.2.5 还原控制器参数功能
• 4.2.6 控制器操作数显示模块
• 4.3 控制器指令语言编译模块
• 4.3.1 程序编写与发送界面的设计
• 4.3.2 ASCII 码与二进制码的转换
• 4.4 标准数控代码编译模块
• 4.4.1 NC 代码程序段格式
• 4.4.2 点定位和直线插补指令的译码
• 4.4.3 圆弧插补指令的译码
• 4.5 辅助功能模块设计
• 4.5.1 运动轴信息反馈模块
• 4.5.2 手动操作模块
• 4.5.3 急停功能模块
• 4.6 本章小结
• 第五章 系统应用实例分析
• 5.1 横动凸轮加工实例
• 5.2 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文