基于CAN总线的激光冲击成形装置控制系统研究

论文摘要

具有五坐标工作台结构的智能激光冲击加工系统是在光机电一体化、先进制造技术和材料/制造工艺力学的概念下由江苏大学提出的。它结合了激光加工与柔性制造的特点,符合当今先进制造技术和激光加工技术的发展潮流,有很好的应用前景。在本论文中,对该课题计算机控制系统和软件技术方面进行了详细的研究,内容主要包括: 1.激光冲击控制系统硬件系统的研究与开发。对开放式CNC的体系结构进行了详细讨论,针对激光冲击控制系统提出了一种基于CAN总线的分布式数控的开放体系结构。分析了伺服驱动的原理,提出了一种基于伺服接口卡的电机驱动方案,并对伺服接口卡硬件部分进行了详细的设计。 2.激光冲击控制系统软件系统的研究与开发。研究了激光冲击控制系统的控制体系,在仔细分析该系统的功能的基础上,提出了激光冲击软件系统的设计方案,包括软件的模块体系结构、软件主要流程等,初步实现了基于Windows NT系统的激光冲击软件系统。 3.CAN总线技术的研究。深入研究了CAN总线的通信原理和CAN总线通信元器件的使用,制定了符合激光冲击控制系统控制要求的通信协议,编写了伺服接口卡CAN通讯模块的程序。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.1.1 激光加工技术的发展
• 1.1.2 激光冲击成形技术简介
• 1.1.3 国内外数控技术的发展趋势
• 1.1.4 激光冲击成形对控制系统的要求
• 1.2 研究的目的及主要内容
• 第二章 激光冲击控制系统关键技术原理
• 2.1 现场总线简介
• 2.1.1 现场总线的定义与发展
• 2.1.2 现场总线的特点
• 2.2 网络协议的选择
• 2.2.1 现场总线和以太网的比较
• 2.2.2 CAN总线与几种常见的现场总线比较
• 2.3 CAN总线原理与特点
• 2.3.1 CAN总线技术简介
• 2.3.2 CAN的分层结构
• 2.3.3 CAN报文帧类型
• 2.3.4 CAN错误检测
• 2.3.5 CAN节点模块的结构
• 2.4 基于Windows NT的程序应用原理
• 2.4.1 Windows平台与DOS平台的比较
• 2.4.2 Windows的调度机制与中断机制
• 2.4.3 利用多媒体定时器进行实时控制
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于CAN总线接口的激光冲击控制系统结构
• 3.1 开放式数控系统的体系结构及特征
• 3.1.1 开放性结构的概念
• 3.1.2 基于PC的开放式体系结构
• 3.1.3 开放体系结构CNC系统平台
• 3.2 激光冲击控制系统的硬件结构
• 3.2.1 激光冲击控制系统的硬件逻辑设计
• 3.2.2 控制系统硬件平台
• 3.2.3 硬件结构的功能设计
• 3.3 激光冲击控制系统的软件结构
• 3.3.1 软件平台
• 3.3.2 软件模块的划分
• 3.3.3 各软件模块的功能设计
• 3.3.4 激光冲击系统软件结构设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 激光冲击系统硬件设计及实现
• 4.1 概述
• 4.2 CAN适配卡的原理与使用
• 4.2.1 CAN适配卡的原理
• 4.2.2 CAN适配卡的使用
• 4.3 伺服接口卡的设计与实现
• 4.3.1 CAN总线接口电路设计
• 4.3.2 伺服接口电路设计
• 4.4 伺服接口卡硬软件设计
• 4.4.1 监控软件的设计
• 4.4.2 通讯模块硬软件设计
• 4.4.3 伺服模块硬软件实现
• 4.5 本章小结
• 第五章 激光冲击系统软件设计与实现
• 5.1 激光冲击系统的控制信息流程概述
• 5.2 激光冲击系统软件结构设计
• 5.2.1 后台任务的设计
• 5.2.2 前台程序的设计
• 5.2.3 前台程序的实现
• 5.3 译码的实现
• 5.3.1 译码的功能
• 5.3.2 激光冲击数控代码的特点及格式
• 5.3.3 译码的过程
• 5.4 插补的实现
• 5.5 CAN通信的实现
• 5.5.1 通信协议的制定
• 5.5.2 上位机侧通信模块的实现
• 5.6 激光冲击成形装置人机界面的设计
• 5.6.1 界面的显示区
• 5.6.2 参数设置
• 5.7 应用
• 5.8 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 伺服接口卡通信程序清单
• 附录B 伺服接口卡原理图
• 附录C 读研期间发表的论文