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基于C#的多轴联动石材桥切机控制系统开发

发布时间:2018-02-27 20:05

  本文关键词: 石材桥切机 控制系统 路径优化 DXF图形文件 遗传算法 出处:《华侨大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:我国石材材料数控加工技术起步较晚,石材桥切机控制系统的研究成果主要是开发了基于PLC的控制系统,技术相对落后,实现的功能单一,存在如下几个缺点:(1)石材桥切机控制系统开放性、兼容性差;(2)对于通用CAD图形兼容性不佳,特别是CAD图形可读取性可修改性差;(3)无法对加工整体过程中的轮廓间空轨迹行程进行路径优化;(4)人机交互体验不够好。论文针对这些问题,搭建了由工业PC机和运动控制卡组成的控制系统,并在微软.NET Framework框架上开发了一套石材桥切机控制软件。论文先是对石材桥切机的硬件结构和接口连接做了系统的介绍,对国内外石材桥切机装备做了比较,分析了研发石材桥切机控制系统的重要性同实际意义以及前景,并继续介绍Visual C#语言的优点和其面向对象的软件工程的方法。随后论文从系统的CAD图形数据提取、图形轮廓识别、NURBS样条曲线绘制与加工、加工路径优化方法等方面做详细的介绍,着重介绍了石材桥切机控制系统的各部分功能实现与主要算法:CAD图形的数据提取过程中图形识别和显示方法,包括了对CAD的DXF文件的实体段中各图形元素数据提取和识别绘制功能;特别是针对CAD图形文件中的非均匀有理B样条曲线(NURBS曲线),使用了的德布尔递推算法实现该曲线的绘制和加工;针对加工过程中轮廓与轮廓之间空行程的路径优化问题,将该问题转换为旅行商问题,通过遗传算法进行迭代求解从而得到最优的加工路径。论文最终给出了石材桥切机控制系统的软件界面、使用方法、参数设定、加工效果等运行情况,图文并茂的介绍了软件各个模块,并验证了开发的石材桥切机控制系统的基本功能,能够达到本课题的设计目标。
[Abstract]:China's stone material NC processing technology started late, the research results of stone bridge cutting machine control system is mainly based on the development of PLC control system, the technology is relatively backward, the function is single. There are several disadvantages: 1) the control system of stone bridge cutting machine is open, and the compatibility is poor. In particular, the poor readability and modifiability of CAD graphics are not good enough to optimize the path of the empty path between contours in the whole process of machining, and the human-computer interaction experience is not good enough. A control system composed of industrial PC and motion control card is built, and a set of control software of stone bridge cutting machine is developed on the framework of Microsoft. Net Framework. Firstly, the hardware structure and interface connection of stone bridge cutting machine are introduced systematically in this paper. This paper compares the equipment of stone bridge cutting machine at home and abroad, and analyzes the importance, practical significance and prospect of developing control system of stone bridge cutting machine. The advantages of Visual C # language and the method of object-oriented software engineering are also introduced. Secondly, the drawing and processing of Nurbs spline curve based on CAD data extraction and contour recognition are introduced in this paper. The methods of machining path optimization are introduced in detail. The function realization of the control system of stone bridge cutting machine and the method of graph recognition and display in the process of data extraction of main algorithm: CAD are emphatically introduced. It includes the function of extracting and recognizing the data of each graphic element in the entity segment of DXF file of CAD. Especially for the non-uniform rational B-spline curve and Nurbs curve in the CAD graphics file, we use the de Boer recursive algorithm to realize the drawing and processing of the curve, and to solve the problem of the path optimization between the contour and the contour in the machining process. The problem is transformed into a traveling salesman problem, and the optimal processing path is obtained by iterating through genetic algorithm. Finally, the software interface, usage method and parameter setting of the control system of stone bridge cutting machine are given. Processing effect and so on, this paper introduces each module of the software, and verifies the basic function of the control system of the stone bridge cutting machine, which can reach the design goal of this subject.
【学位授予单位】:华侨大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU632

【参考文献】

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本文编号:1544122

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