面向航空制造的总线式高档数控系统关键技术的研究
发布时间：2022-02-09 22:19
长期以来,由于国产高档数控系统的发展缓慢,无法在航空制造领域形成批量的配套应用,使得国内航空制造企业对国外数控系统依赖非常严重,处境也变得非常的被动。同时这也在航空企业内埋下了国防安全隐患,直接影响到生产机密和安全性。高档数控系统的自主安全是保证国防安全和高端装备产业链安全的“卡脖子”短板瓶颈要素。在中美贸易战和“中兴事件”大背景下,包括航空制造业在内的高端制造业基础性的高档数控系统的自主可控、安全可靠就显得尤为重要。国家在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》以及《中国制造2025》均将发展具有自主知识产权的高档数控系统作为重要的研究目标之一,同时“高档数控机床与基础装备制造”国家科技重大专项也将高档数控系统列为数控装置任务中的重要内容。本文在分析国内外先进高档数控系统发展现状和趋势的基础之上,针对航空制造领域对高档数控系统的要求,开展面向航空制造的高档数控系统关键技术的研究,研究具有自主知识产权的国产高档数控系统相关技术解决方案,并将其整合到蓝天数控系统中,使其功能和性能满足国内航空制造领域对高档数控系统的加工需求。围绕上述问题,本论文开展的创新性工作如下:1.开放式数控系统体系结构...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PROFINET通信模型
适用于典型的 I/O 应用程序。等时实 PROFINET（PROFINET- IRT）：可以为运动控制等周期性控制供高精度的同步。同步周期在亚毫秒的范围之内，其抖动为微秒级。这项服要与专用 ASIC 芯片支持的硬件设备配套使用。.4.2 Ethernet/IPEthernet/IP 为用户提供了用于工业自动化应用程序部署标准以太网技IEEE 802.3 的 TCP/IP 协议栈）的网络工具，同时支持 Internet 和企业网络时随地提供数据。Ethernet/IP 提供各种网络拓扑以供选项，包括具有标准基础设施设备的传统星形，或启用了 Ethernet/IP 设备的设备级环。符合 I太网标准为用户提供了多种网络接口速度选择（例如 10、100 Mbps 和 1 Gb及与商用以太网安装选项（包括铜缆、光纤、光纤环和无线）兼容的灵活网构。Ethernet/IP 的通信模型如图 1.2 所示。
通用工业协议。CIP 网络遵循开放系统互连模型，该模型定义了一个实现七络协议的框架：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和层。遵循此模型的网络定义了一套完整的网络功能，从物理实现到应用程序户界面层。CIP 包含一套综合的信息和服务，用于各种制造自动化应用，包制、安全、能源、同步与运动、信息和网络管理。CIP 是一个真正独立于协议，得到了世界上数百家供应商的支持，它为用户提供了一个统一的通信结构，遍布整个制造企业。.4.3 SERCOS IIISERCOS III 是 SERCOS 的第三代接口，是一个全球标准化的开放式数，用于工业控制、运动设备、输入/输出设备（I/O）和标准以太网节点之信。它基于并符合以太网标准（IEEE 802.3 和 ISO/IEC 8802-3）。SERCO信模型如图 1.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]历经十年发展,EtherCAT成为真正的市场标准[J]. 顾硕. 自动化博览. 2018(01)
[2]EtherCAT分布时钟机制在数控系统中的研究与应用[J]. 李备备,林浒,郑飂默. 计算机工程与应用. 2018(05)
[3]Robust adaptive cross-coupling position control of biaxial motion system[J]. CHEN Wei,WANG DianDian,GENG Qiang,XIA ChangLiang. Science China（Technological Sciences）. 2016(04)
[4]采用动态扭矩传感器的双电机同步性能检测系统[J]. 段翔兮,佃松宜,向国菲,王延博,刘飞佚. 测控技术. 2016(01)
[5]浅谈FANUC实现双电动机消隙调试方法[J]. 裴俊朋,韩丽伟,张宝雷,周广超. 制造技术与机床. 2015(12)
[6]双电机同步连轴转矩均衡控制策略[J]. 严东超,尹厚军,王传秀. 空军工程大学学报(自然科学版). 2015(04)
[7]基于转矩跟随的双电机同步控制策略研究[J]. 熊海洋,张李超,郭斌,夏伟. 电机与控制应用. 2015(08)
[8]基于AM3358处理器的嵌入式实时EtherCAT主站的构建[J]. 李备备,栾勇,王超,王喆,郑飂默. 组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[9]五轴联动国产数控系统在航空加工中的应用与验证[J]. 刘本刚,赵宁,陈小娟. 制造技术与机床. 2015(02)
[10]EtherCAT时钟同步技术研究[J]. 刘辉,林威,王培盛,张钦宇. 计算机测量与控制. 2014(11)
博士论文
[1]基于PC-SERCOS的开放式数控系统关键技术[D]. 周肖阳.哈尔滨理工大学 2017
[2]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[3]开放式数控系统可重构技术研究[D]. 杜少华.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2012
硕士论文
[1]基于SERCOS的五轴开放式数控系统通信及插补运动控制研究[D]. 孟小超.哈尔滨理工大学 2018
[2]加工中心双驱进给系统动态特性研究[D]. 白茹.兰州理工大学 2014
[3]数控机床齿轮传动消隙机构的设计与仿真研究[D]. 李红.重庆大学 2014
[4]高档数控系统双主轴同步控制的研究[D]. 张孟豪.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2014
[5]多电机同步联动消隙伺服系统动力学建模与控制研究[D]. 袁新星.南京理工大学 2014
[6]数控转台双电机消隙驱动系统的研究与设计[D]. 周东.湖南大学 2013
[7]多轴同步控制策略的研究与实践[D]. 季明逸.南京航空航天大学 2012
[8]双电机驱动系统消隙技术研究与实现[D]. 胡晓璐.西安电子科技大学 2012
[9]数控装置的可靠性评估[D]. 张士科.东北大学 2011
[10]基于“龙芯”CPU数控系统通信平台的设计与实现[D]. 高甜容.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2010
本文编号：3617738
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)辽宁省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
PROFINET通信模型
适用于典型的 I/O 应用程序。等时实 PROFINET（PROFINET- IRT）：可以为运动控制等周期性控制供高精度的同步。同步周期在亚毫秒的范围之内，其抖动为微秒级。这项服要与专用 ASIC 芯片支持的硬件设备配套使用。.4.2 Ethernet/IPEthernet/IP 为用户提供了用于工业自动化应用程序部署标准以太网技IEEE 802.3 的 TCP/IP 协议栈）的网络工具，同时支持 Internet 和企业网络时随地提供数据。Ethernet/IP 提供各种网络拓扑以供选项，包括具有标准基础设施设备的传统星形，或启用了 Ethernet/IP 设备的设备级环。符合 I太网标准为用户提供了多种网络接口速度选择（例如 10、100 Mbps 和 1 Gb及与商用以太网安装选项（包括铜缆、光纤、光纤环和无线）兼容的灵活网构。Ethernet/IP 的通信模型如图 1.2 所示。
通用工业协议。CIP 网络遵循开放系统互连模型，该模型定义了一个实现七络协议的框架：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和层。遵循此模型的网络定义了一套完整的网络功能，从物理实现到应用程序户界面层。CIP 包含一套综合的信息和服务，用于各种制造自动化应用，包制、安全、能源、同步与运动、信息和网络管理。CIP 是一个真正独立于协议，得到了世界上数百家供应商的支持，它为用户提供了一个统一的通信结构，遍布整个制造企业。.4.3 SERCOS IIISERCOS III 是 SERCOS 的第三代接口，是一个全球标准化的开放式数，用于工业控制、运动设备、输入/输出设备（I/O）和标准以太网节点之信。它基于并符合以太网标准（IEEE 802.3 和 ISO/IEC 8802-3）。SERCO信模型如图 1.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]历经十年发展,EtherCAT成为真正的市场标准[J]. 顾硕. 自动化博览. 2018(01)
[2]EtherCAT分布时钟机制在数控系统中的研究与应用[J]. 李备备,林浒,郑飂默. 计算机工程与应用. 2018(05)
[3]Robust adaptive cross-coupling position control of biaxial motion system[J]. CHEN Wei,WANG DianDian,GENG Qiang,XIA ChangLiang. Science China（Technological Sciences）. 2016(04)
[4]采用动态扭矩传感器的双电机同步性能检测系统[J]. 段翔兮,佃松宜,向国菲,王延博,刘飞佚. 测控技术. 2016(01)
[5]浅谈FANUC实现双电动机消隙调试方法[J]. 裴俊朋,韩丽伟,张宝雷,周广超. 制造技术与机床. 2015(12)
[6]双电机同步连轴转矩均衡控制策略[J]. 严东超,尹厚军,王传秀. 空军工程大学学报(自然科学版). 2015(04)
[7]基于转矩跟随的双电机同步控制策略研究[J]. 熊海洋,张李超,郭斌,夏伟. 电机与控制应用. 2015(08)
[8]基于AM3358处理器的嵌入式实时EtherCAT主站的构建[J]. 李备备,栾勇,王超,王喆,郑飂默. 组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[9]五轴联动国产数控系统在航空加工中的应用与验证[J]. 刘本刚,赵宁,陈小娟. 制造技术与机床. 2015(02)
[10]EtherCAT时钟同步技术研究[J]. 刘辉,林威,王培盛,张钦宇. 计算机测量与控制. 2014(11)
博士论文
[1]基于PC-SERCOS的开放式数控系统关键技术[D]. 周肖阳.哈尔滨理工大学 2017
[2]开放式数控系统网络化平台关键技术研究与应用[D]. 陆小虎.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2015
[3]开放式数控系统可重构技术研究[D]. 杜少华.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2012
硕士论文
[1]基于SERCOS的五轴开放式数控系统通信及插补运动控制研究[D]. 孟小超.哈尔滨理工大学 2018
[2]加工中心双驱进给系统动态特性研究[D]. 白茹.兰州理工大学 2014
[3]数控机床齿轮传动消隙机构的设计与仿真研究[D]. 李红.重庆大学 2014
[4]高档数控系统双主轴同步控制的研究[D]. 张孟豪.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2014
[5]多电机同步联动消隙伺服系统动力学建模与控制研究[D]. 袁新星.南京理工大学 2014
[6]数控转台双电机消隙驱动系统的研究与设计[D]. 周东.湖南大学 2013
[7]多轴同步控制策略的研究与实践[D]. 季明逸.南京航空航天大学 2012
[8]双电机驱动系统消隙技术研究与实现[D]. 胡晓璐.西安电子科技大学 2012
[9]数控装置的可靠性评估[D]. 张士科.东北大学 2011
[10]基于“龙芯”CPU数控系统通信平台的设计与实现[D]. 高甜容.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2010
本文编号：3617738
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