直驱转塔刀架智能控制器研究

发布时间：2017-11-07 13:36

  本文关键词：直驱转塔刀架智能控制器研究

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【摘要】：随着信息技术的飞速发展,信息化与工业化相融合成为了发展趋势,应运而生了智能制造、智慧工业等应用物联网和互联网技术的新型工业时代。在这个大的时代背景下,集成了智能化、数字化和网络化技术,能够感知、监视和优化运行状态,并且具有自学习和故障预警功能的智能机床得到了深入研究和高速发展。作为机床关键功能部件之一的数控转塔刀架,也必然向着智能化方向发展。数控直驱转塔刀架是一种采用直接驱动技术的新型转塔刀架,是江南大学与生产企业合作研发、目前在国内市场刚刚上市的新产品。针对直驱转塔刀架网络化、智能化的发展需求,本文研究开发了直驱转塔刀架智能控制器,完成了智能控制器样机的软硬件设计调试。本文首先详细分析了直驱转塔刀架智能控制器的功能需求,在此基础上将智能控制器划分为三个功能模块:CNC信息交互模块、驱动器信息交互模块、人机界面信息交互模块。通过与CNC信息交互得到换刀信号,再通过与驱动器信息交互完成换刀动作,换刀完成后将信息反馈回CNC,参数与故障报警可在人机界面显示和更改。详细介绍了以Raspberry Pi(树莓派)为硬件核心的智能控制器的硬件结构,树莓派通过控制扩展电路的方式实现了三个模块的硬件功能。在智能控制器硬件系统的基础上,给出了智能控制器的软件系统架构,除了传统数控转塔刀架所具有的基本换刀功能外,着重介绍了基于REST框架的远程监控系统的设计。使用B/S架构、WEB浏览器作为人机界面,符合信息化时代下人们操作习惯,不需要额外的客户机,更不需要客户在客户机上安装应用程序,节约了成本。并且,本文设计开发的智能控制器可通过电脑终端、IPAD、手机等人机界面完成直驱转塔刀架的状态显示、数据统计、参数优化和故障报警等操作,充分体现出直驱转塔刀架整体系统的智能化、网络化特点。进行了直驱转塔刀架智能控制器的硬件设计和软件开发,并且在样机制作、现场调试和试运行中发现智能控制器硬件存在的不足和软件系统的BUG,经过三版的改进最终形成了智能控制器的样机,经过现场使用验证了智能控制器各功能模块的有效性和正确性。完成的产品样机在2015年4月北京国际机床展览会上成功展出。
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659

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本文编号：1152653