PLC型PCB数控机床上位机软件系统设计

论文摘要

电子工业的迅猛发展给人民的生产、生活带来了根本的变革。印制电路板行业是电子工业的基础,而PCB是各种电子原件的载体。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统,其中集成电路中的电子元器件间的电气互连,都要使用印制电路板。随着PCB的广泛应用,使得PCB钻床的市场需求量大大增加。研制高性能、高精度的PCB钻床已势在必行。本论文分析了现在PCB数控机床的发展方向以及市场需要,提出了控制系统总体方案以及设计框架,即以SIMOTION D运动控制系统作为主控制器,以传感器(温度传感器、压力传感器、光栅尺、断刀检测系统和位置检测等)作为检测元件,以电机(伺服电机和高速主轴电机)、电磁阀、气动压脚和机械手作为执行元件来实现这个系统的功能。SIMOTION D通过TCP/IP接口从上位机接收数据和指令,通过PROFIBUS从扩展I/O接收外部信号指挥这个系统运行。本论文详细叙述了基于Windows的PCB数控机床系统上位微机软件系统设计。该软件系统是PCB数控机床的重要组成部分。用户最终依靠通过上位机的软件系统来实现对PCB机床的运动控制,从而完成PCB印制板钻孔加工任务。该软件系统从功能上主要分成八个模块:数据信息接口模块、图形显示模块、加工文件处理模块、通信模块、参数设置模块、加工过程管理模块、动态模拟加工模块、美化界面模块。PCB机床上位机通过8个模块协调工作,共同完成任务。机床样机研制和实验表明,本论文设计的PCB数控机床上位机软件系统是成功的和实用的,经过完善,可以投入实际应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 印制电路板概况
• 1.1.1 印制电路板的定义
• 1.1.2 PCB的广泛应用
• 1.1.3 印制电路板行业的发展现状
• 1.1.4 印制电路板的制造工艺
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 问题的提出
• 1.2.2 国内外研究现状
• 第2章 PLC型数控钻床的总体设计
• 2.1 设计目标
• 2.2 机械部分总体设计
• 2.3 控制部分方案选择
• 2.3.1 典型的数控机床控制方式
• 2.3.2 “PC+运动控制器”数控系统
• 2.3.3 控制方式的选择
• 2.3.4 系统功能
• 2.4 控制系统组成
• 2.4.1 上位机
• 2.4.2 SIMOTION控制器
• 2.4.3 电源模块
• 2.4.4 电机模块
• 2.4.5 伺服电机
• 2.4.6 光栅尺
• 2.4.7 变频器
• 2.4.8 高速主轴
• 2.4.9 扩展I/O ET200M
• 2.4.10 其他传感器
• 2.5 控制系统工作原理
• 2.6 软件技术方案
• 第3章 PLC型PCB钻床软件部分的设计
• 3.1 软件开发平台的选择
• 3.2 数据信息接口模块
• 3.2.1 文件格式
• 3.2.2 程序中的处理
• 3.2.3 在软件中的操作
• 3.3 图形显示模块
• 3.3.1 图形显示方法
• 3.3.2 程序中的处理
• 3.4 加工文件处理模块
• 3.4.1 视图变换
• 3.4.2 走刀路径的优化
• 3.5 通信模块
• 3.5.1 硬件实现
• 3.5.2 IP地址
• 3.5.3 网络协议
• 3.5.4 端口号
• 3.5.5 套接字的引入
• 3.5.6 客户机/服务器模式
• 3.5.7 软件具体实现过程
• 3.6 参数设置模块
• 3.6.1 刀库信息设置
• 3.6.2 主轴设置
• 3.6.3 泊车位设置
• 3.6.4 加工原点设置
• 3.7 加工过程管理模块
• 3.8 动态模拟加工模块
• 3.9 美化界面模块
• 3.9.1 对软件界面的整体布置
• 3.9.2 对标题栏的操作
• 3.9.3 对按钮的处理
• 第4章 调试方案
• 4.1 在 PC机上进行软件调试
• 4.1.1 静态检查
• 4.1.2 动态调试
• 4.1.3 运行可执行文件
• 4.1.4 排查错误
• 4.2 软件部分和电气部分的联合调试
• 4.2.1 地面电机空载调试
• 4.2.2 通信调试
• 4.3 机械、电器、软件三部分的联合调试
• 4.3.1 限位开关和回零开关的调试
• 4.3.2 电机带载调试
• 4.3.3 光栅尺闭环调试
• 4.3.4 传感器的调试
• 4.3.5 主轴调试
• 4.3.6 自动换刀调试
• 4.3.7 加工逻辑调试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文