数控切割机工艺控制系统设计与制作

论文摘要

现代金属加工业中,数控切割机以其套料快捷、节省材料、切割质量高和操作方便等显著优点已成为板材加工的重要装备。近年来,国内数控切割机产量迅速扩大,但切割机数控系统的研究明显滞后,尚处于初级阶段,与国外有明显差距。本文所涉及的研究项目来源于我省著名切割机生产厂家,研究的主要内容是数控火焰／等离子切割机控制系统中的工艺控制部分,论文主要包括：●分析了数控切割机的应用领域、技术现状和发展趋势；从所研发产品的市场需求及开发的必要性入手,结合切割机加工的工作流程,确定所研发产品的各项性能指标。●从开放式数控系统的多种组成结构、不同软件开发平台的特点和差异出发,确定了整个切割机控制系统的软硬件设计方案,并从以下两方面进行了阐述：其一,分析了数控切割机控制系统硬件平台的结构和组成,简要描述了各个核心模块和部件的功能及作用。其二,对控制系统总体软件的组成进行了描述,说明整体控制软件的层次结构和主要控制功能,以体现工艺控制部分在其中的作用。●对所设计的加工工艺控制系统中的硬件电路进行了详细的阐述,包括主控电路板结构及接口、总线地址译码电路、隔离输入／输出接口电路的结构和功能、电路的相关抗干扰措施。●详细阐述了工艺控制系统软件的整体结构和具体的设计任务。主要解决了加工工艺参数管理,加工复合指令编辑、语法检查、解释及执行,I/O端口的自诊断、加工时序的实现等控制功能。●结合所研发的样机在实验室进行模拟运行以及在工业现场所测试的情况,对工艺控制系统的功能和特点进行了总结,并对系统今后的升级提出了相应的解决意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 产品的研发背景
• 1.2 目前国内外数控火焰/等离子切割机的技术状况
• 1.3 数控切割机的发展趋势
• 1.3.1 开放式数控系统的背景及发展趋势
• 1.3.2 开放式数控系统的几种结构
• 1.3.3 数控切割机的发展趋势
• 1.4 项目研发目标
• 1.4.1 总体项目研发目标
• 1.4.2 本论文主要研究内容
• 第2章 项目总体方案
• 2.1 项目需求分析
• 2.1.1 数控火焰/等离子切割机加工流程
• 2.1.2 经济型数控火焰/等离子切割机的功能和技术指标
• 2.2 切割机控制系统总体硬件设计方案
• 2.2.1 数控单元（NCU）
• 2.2.2 外围接口及辅助设备
• 2.3 切割机控制系统总体软件设计方案
• 2.3.1 软件开发环境
• 2.3.2 控制系统软件总体结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 加工工艺控制系统硬件设计
• 3.1 工艺控制系统硬件电路
• 3.1.1 工艺控制系统硬件电路结构
• 3.1.2 总线地址译码电路
• 3.1.3 16路隔离输入接口电路
• 3.1.4 16路隔离输出接口电路
• 3.2 工艺控制系统硬件电路的抗干扰设计
• 3.3 本章小节
• 第4章 工艺控制系统软件设计
• 4.1 工艺控制系统软件总体结构
• 4.2 系统时间基准程序
• 4.3 复合指令编辑界面程序
• 4.3.1 复合指令编辑及语法检查程序
• 4.3.2 单一代码指令语法检查程序
• 4.4 工艺加工参数的编辑和读取程序
• 4.4.1 不同加工工艺的参数
• 4.4.2 工艺参数文件的编辑和保存
• 4.4.3 工艺参数文件的读取
• 4.5 复合指令中单一代码的执行程序
• 4.5.1 M代码的执行
• 4.5.2 S代码的执行
• 4.5.3 T代码的执行
• 4.5.4 I代码的执行
• 4.6 切割工艺起始/结束的执行程序
• 4.6.1 火焰切割工艺及执行程序
• 4.6.2 等离子切割工艺及执行程序
• 4.6.3 喷粉/画线工艺及执行程序
• 4.6.4 加工起始/结束代码的执行程序
• 4.7 系统诊断程序
• 4.7.1 输入/输出接口的自诊断
• 4.7.2 其他状态诊断程序
• 4.8 本章小结
• 第5章 系统测试和结果分析
• 5.1 工艺控制系统软件功能测试
• 5.1.1 切割工艺的选择及参数设置
• 5.1.2 复合指令的编辑及执行
• 5.1.3 系统自诊断功能
• 5.2 控制系统电路性能测试
• 5.2.1 基本环境测试
• 5.2.2 电磁兼容测试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果