基于运动控制卡的开放式数控弯线机系统设计与实现

发布时间：2017-05-10 15:14

  本文关键词：基于运动控制卡的开放式数控弯线机系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国经济发展方式正从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,线材制品行业面临自主创新不强,经济效益下滑,盈利水平下降,企业经营困难,市场竞争激烈的局面。为应对经济发展形势并提升市场竞争力,需加快转型升级,突出自主创新,本论文提出一种基于运动控制卡的开放式数控弯线机系统设计方案,实现对新型专用数控弯线机系统的自主研发。本论文首先通过分析数控系统的发展趋势和开放式数控系统的结构特征,提出基于运动控制卡的开放式数控弯线机系统设计方案。通过系统硬件设备选型,构建数控弯线机系统基础平台,并完成人机交互界面和控制系统的设计开发,实现在三维空间内对金属线材的折弯成形和自动化生产。本论文设计的数控弯线机系统拥有友好的人机交互界面,实现手动、手轮和自动三种控制方式,方便系统调试；集成代码编辑、校验和自动执行功能,提高了系统功能集成化和操作便捷性；采用双模头多模位结构,可同时装载不同的折弯模具并自动切换；支持各轴连续动作和多轴联动,实现对金属线材的三维空间复杂折弯；可执行G代码文件实现对金属线材的自动化生产。针对金属线材折弯过程中存在的弯曲回弹现象,提出基于神经网络模型的回弹补偿控制策略,并通过建模仿真验证其合理性。通过采用面向对象的模块化设计方法,使系统在扩展性、开放性、连续化、自动化和高速化方面有较好性能,便于维护、升级和二次开发。
【关键词】：数控系统 弯线机 开放式 运动控制卡 人机交互界面
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 引言13
• 1.2 研究背景与意义13-14
• 1.3 数控系统的发展和趋势14-17
• 1.3.1 数控系统的发展历史14-15
• 1.3.2 数控系统的发展趋势15-16
• 1.3.3 开放式数控系统的发展16-17
• 1.4 国内外数控弯线机系统研究现状17-19
• 1.4.1 国外数控弯线机系统研究状况17-18
• 1.4.2 国内数控弯线机系统研究状况18-19
• 1.5 论文主要内容及章节安排19-21
• 第二章 开放式数控弯线机系统的总体设计方案21-29
• 2.1 数控弯线机的基本原理21-23
• 2.1.1 数控弯线机的结构21-22
• 2.1.2 数控弯线机的功能22-23
• 2.2 开放式数控弯线机系统的设计方案23-28
• 2.2.1 体系结构设计23-24
• 2.2.2 硬件架构设计24-26
• 2.2.3 软件架构设计26-28
• 2.3 开放式数控弯线机系统的设计目标28-29
• 第三章 开放式数控弯线机系统的基础平台设计29-39
• 3.1 数控弯线机系统的机械结构29-32
• 3.1.1 送线机构29-30
• 3.1.2 旋转机构30
• 3.1.3 换模机构30-31
• 3.1.4 折弯机构31-32
• 3.2 数控弯线机系统的硬件平台设计32-35
• 3.2.1 工控机32-33
• 3.2.2 运动控制卡33-34
• 3.2.3 伺服系统34-35
• 3.3 数控弯线机系统的软件开发平台35-38
• 3.3.1 开发环境35-37
• 3.3.2 开发工具37
• 3.3.3 开发语言37-38
• 3.4 基础平台构建38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 开放式数控弯线机控制系统设计39-57
• 4.1 控制系统设计模型39-42
• 4.2 人机交互界面方案设计42-44
• 4.2.1 人机交互42
• 4.2.2 功能需求分析42-43
• 4.2.3 界面设计43-44
• 4.3 功能模块设计44-52
• 4.3.1 动态信息显示44-45
• 4.3.2 加工程序管理45
• 4.3.3 代码编辑校验45-48
• 4.3.4 模具自动切换48-49
• 4.3.5 开关设备控制49-50
• 4.3.6 代码自动执行50-52
• 4.4 运动控制分析设计52-55
• 4.4.1 单轴运动控制52-54
• 4.4.2 多轴同步控制54-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第五章 弯曲回弹和补偿控制分析57-69
• 5.1 弯曲回弹概述57-59
• 5.1.1 弯曲回弹理论57-58
• 5.1.2 弹影响因素58-59
• 5.1.3 回弹补偿技术59
• 5.2 基于神经网络的回弹补偿控制分析59-67
• 5.2.1 神经网络技术60-61
• 5.2.2 基于神经网络预测模型的回弹补偿控制分析61-65
• 5.2.3 基于模块化神经网络模型的回弹补偿控制分析65-67
• 5.4 本章小结67-69
• 第六章 系统测试69-75
• 6.1 手动操作测试69-71
• 6.2 代码编辑校验测试71-72
• 6.3 自动执行测试72-73
• 6.4 本章小结73-75
• 第七章 总结与展望75-77
• 7.1 论文总结75-76
• 7.2 工作展望76-77
• 参考文献77-79
• 致谢79-80
• 作者简历80

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本文编号：355035