基于Windows2000的开放式数控系统研究

论文摘要

开放式数控系统逐渐成为当今数控系统发展的主流。开放式数控系统研究的目地是开发一种模块化的、可重构的、可扩充的控制系统的结构,以增强数控系统的柔性,在体系结构上给用户二次开发留有更多的余地,从而可以快速地响应新的加工需求。数控系统的产生和发展与计算机技术的发展是紧密相连的,当前数控技术研究的热点之一就是在PC机操作系统上构建在硬件和软件上都具有良好的开放性的数控系统。WINDOWS操作系统是PC机上的主流操作系统,它具有开放性、易操作性、集成开发环境的多样性,所以开发基于WINDOWS平台的数控系统已是必然趋势。该课题的目的是开发一套以PCI-1240U运动控制器为核心,工业PC机为系统支撑,运行在Windows平台下的开放式数控系统,包括硬件和软件两大部分。硬件结构利用工业PC机作为主体,智能运动控制卡插在其PCI标准插槽上,通过PC内部总线实现数据的交换和控制。外接步进电机驱动模块、主轴变频调速模块、I/O模块等构成硬件总体结构。软件开发的是一个基于Windows操作系统的应用软件,采用Visual C++作为开发工具。该软件的主要功能是实现数控加工过程的计算机控制及友好的人机界面。由于该系统是以Windows 2000作为运行平台,界面仿真SINUMERIK 802 S数控系统的操作面板,具有良好的人机界面和简便的操作性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第1章 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状及课题研究的意义
• 1.3 论文的研究目标及内容
• 1.4 基于 Windows2000 的开放式数控系统需要解决的问题
• 1.4.1 系统硬件结构的分析研究
• 1.4.2 系统应用软件的设计
• 1.5 论文所使用的开发工具及研究方法
• 第2章 系统硬件的结构设计与分析
• 2.1 引言
• 2.2 系统各功能模块的结构分析与设计
• 2.2.1 电气模块
• 2.2.2 电源模块
• 2.2.3 进给模块
• 2.2.4 主轴模块
• 2.3 XK5020 数控铣床上的电气元件
• 2.4 PCI-1240U 智能运动控制卡
• 2.4.1 PCI-1240U 智能运动控制卡的特点
• 2.4.2 硬件安装
• 2.4.3 PCI-1240U 卡的引脚分配
• 2.4.4 PCI-1240U 卡的命令设置
• 2.4.5 PCI-1240U 卡的寄存器
• 2.5 PCI-1240U 智能运动控制卡与机床电气的配接
• 2.5.1 PCI-1240U 与步进驱动器的连接
• 2.5.2 PCI-1240U 与限位开关的连接
• 2.5.3 PCI-1240U 与参考点开关的连接
• 2.5.4 PCI-1240U 与急停开关的连接
• 2.5.5 PCI-1240U 与变频器的连接
• 2.6 本章小结
• 第3章 开放式数控系统中的插补运算
• 3.1 数控插补算法简述
• 3.2 逐点比较插补法
• 3.2.1 逐点比较插补法的原理
• 3.2.2 直线插补运算
• 3.2.3 圆弧插补运算
• 3.3 本章小结
• 第4章 系统应用软件设计
• 4.1 系统操作主界面
• 4.1.1 开发环境
• 4.1.2 系统主界面
• 4.2 系统控制软件设计
• 4.2.1 开发环境
• 4.2.2 主要控制程序流程图
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论
• 5.1 论文的总结
• 5.2 开放式数控系统的展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果