高档数控系统的功能规划和关键技术研究

发布时间：2017-05-06 19:06

  本文关键词：高档数控系统的功能规划和关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 数控技术是现代装备制造业的基础,关系到国家战略地位和体现一个国家综合科技水平,也是国家中长期科技计划十六个重大专项中的关键技术。具有高速高精度控制、五轴联动插补、多通道控制和车铣复合技术的高档数控系统更是上升到战略物资的高度,成为发达国家限制中国进口的产品,在国内还没有相应的产品。对高档数控系统的功能进行完整的规划,并研究其各种功能的工艺方法和计算机软件的规划成为开发高档数控系统的重要工作。 本文对国外著名的高档数控系统的各项控制功能、编程体系和工艺特点、对高档数控系统体系结构、编程标准规范、高档数控功能的工艺及算法进行了深入地研究,主要完成了如下的工作: 一、对高档数控系统的整体系统功能进行规划,提出了开发高档数控系统需要实现的五个重要组成技术:数控系统的软件结构、高级编程功能、复合循环功能、复杂运动控制和多通道控制。 二、分析了数控系统软件结构的总体规划,给出了基于PC及通用操作系统的数控系统的控制过程,数控系统软件的功能需求以及软件特点。 三、分析了数控系统中的高级语言(宏程序)的功能特点,通过SIEMENS840D的@语句和控制结构的分析,描述了开发宏程序的计算机软件流程,为数控系统高级编程功能的实现提供了基础。 四、分析了数控系统中的复合循环功能,通过对SIEMENS840D的钻孔、铣削、车削、螺纹指令的工艺实现分析,描述了复合循环的软件开发流程。 五、研究了高档数控系统中的五轴联动加工、复合加工、斜轴加工等复杂运动控制的功能,给出了解决这些复杂运动控制所必须的多坐标变换、直角坐标系转换的数学模型。 六、研究了数控系统中的多通道控制的实现方法,提出了多通道逻辑级干涉控制的解决方案,并通过实例进行了过程描述,可为多通道控制功能的开发提供借鉴。 通过上述研究工作的开展,为自主高档数控系统的开发以及高档系统的产业化奠定了良好的基础。
【关键词】：高档数控系统 宏程序 复合循环 后置处理 车铣运动 斜轴功能 多通道控制
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 目录9-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 选题背景及意义13-15
• 1.1.1 选题背景13-14
• 1.1.2 研究的意义14-15
• 1.2 高档数控系统的功能性分析15-19
• 1.3 国内外高档数控技术的发展现状及趋势19-25
• 1.3.1 国内高档数控系统的发展现状19-20
• 1.3.2 国外的数控技术的发展现状20-25
• 1.4 课题论文的主要研究内容25-27
• 1.4.1 课题的来源25
• 1.4.2 本论文主要研究内容25-27
• 第二章 高档数控系统的关键功能规划27-35
• 2.1 数控系统的软件结构28-29
• 2.2 数控系统的高级编程语言29-30
• 2.2.1 宏程序编程的技术特点29
• 2.2.2 宏程序编程的意义29-30
• 2.3 复合循环功能30-31
• 2.4 复杂运动控制功能31-33
• 2.4.1 五轴加工31-32
• 2.4.2 复合加工32-33
• 2.4.3 斜轴加工33
• 2.5 多任务通道控制33-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 数控系统软件结构分析与设计35-44
• 3.1 数控系统的软件结构分析35-40
• 3.1.1 CNC 装置软件硬件的界面35-36
• 3.1.2 系统软件的内容及结构类型36
• 3.1.3 数控系统软件的特点36-40
• 3.1.4 数控系统的软件功能需求40
• 3.2 数控系统的软件设计40-43
• 3.2.1 人机界面模块40-41
• 3.2.2 数据预处理模块41
• 3.2.3 插补计算模块41
• 3.2.4 PLC 模块41-42
• 3.2.5 运动控制模块42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 高级编程语言的功能规划44-59
• 4.1 高级语言—宏程序概述44-45
• 4.2 宏程序@指令的功能分析45-48
• 4.2.1 主组0 的指令结构46
• 4.2.2 程序分支—主组1 的指令结构46
• 4.2.3 通用数据传输—主组2 的指令结构46-47
• 4.2.4 系统内存到R 参数的数据传输—主组3 的指令结构47
• 4.2.5 R 参数到系统内存的数据传输—主组4 的指令结构47-48
• 4.2.6 算数功能—主组6 的指令结构48
• 4.2.7 NC 特定功能—主组7 的指令结构48
• 4.3 SIEMENS840D 高级语言的控制结构描述48-50
• 4.4 译码解释的作用50
• 4.5 译码方式的选择50-51
• 4.5.1 解释方式50-51
• 4.5.2 编译方式51
• 4.6 译码解释程序的框架构建51-54
• 4.7 宏功能指令的译码实现54-58
• 4.7.1 R 函数的流程描述54-55
• 4.7.2 “CASE”和“@1K_11”语句的流程描述55-56
• 4.7.3 “IF”和“@1K_12”语句的流程描述56-57
• 4.7.4 “WHILE”和“@1K_13”语句的流程描述57-58
• 4.7.5 “REPEAT”和“@1K_14”语句的流程描述58
• 4.8 本章小结58-59
• 第五章 固定复合循环功能59-72
• 5.1 固定复合循环译码的意义59
• 5.2 调用条件和返回条件59
• 5.3 钻削循环59-60
• 5.3.1 钻孔指令分析60
• 5.3.2 钻孔的工作流程60
• 5.4 铣削循环加工60-61
• 5.4.1 模腔循环指令分析60
• 5.4.2 模腔循环的工作流程60-61
• 5.4.3 实例说明61
• 5.5 车削循环加工61-71
• 5.5.1 车削循环的含义及分类61
• 5.5.2 车削循环译码流程分析61-62
• 5.5.3 毛坯切削循环—CYCLE9562-66
• 5.5.4 螺纹切削—CYCLE9766-71
• 5.6 本章小结71-72
• 第六章 复杂运动控制中的坐标系转换72-98
• 6.1 五轴加工72-79
• 6.1.1 工作台双转动机床运动计算74-76
• 6.1.2 刀具双摆动机床的运动计算76-78
• 6.1.3 刀具摆动与工作台转动机床运动计算78-79
• 6.2 车铣复合加工的复杂运动控制79-92
• 6.2.1 框架部件80-85
• 6.2.2 轴向车铣运动85-89
• 6.2.3 正交车铣运动89-92
• 6.3 斜轴功能92-97
• 6.3.1 一般车铣运动的分析93-94
• 6.3.2 斜轴功能分析94-95
• 6.3.3 斜轴实例分析95-97
• 6.4 本章小结97-98
• 第七章 高档数控系统的多通道功能98-107
• 7.1 面向复合加工的多通道控制98-99
• 7.2 双通道在高档数控系统中的应用99-106
• 7.2.1 双通道的概念99
• 7.2.2 双通道机床对数控系统的要求99
• 7.2.3 双通道的框图99-100
• 7.2.4 双通道功能的指令分析100-101
• 7.2.5 双通道指令的编程译码流程101-103
• 7.2.6 双通道指令的应用实例103-106
• 7.3 本章小结106-107
• 第八章 总结与展望107-109
• 8.1 总结107
• 8.2 展望107-109
• 参考文献109-112
• 致谢112-113
• 攻读学位期间发表的论文113-115

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘娜;;浅析我国五轴数控机床的发展现状[J];企业技术开发;2012年26期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 吴卫东;数控系统多通道控制技术的开发[D];华中科技大学;2011年

2 冉同欢;非球面研抛加工运动控制的研究[D];长春工业大学;2012年

3 罗祖平;基于COMET的嵌入式五轴联动数控系统软件架构设计[D];合肥工业大学;2012年

4 白江;基于Windows的软PLC研究与开发[D];上海交通大学;2010年

5 郭博;基于运动控制器的大型铝锭加工装备数控系统研究[D];河南科技大学;2012年

6 侯傲;基于PMAC多轴组数控系统参数化编程技术研究[D];沈阳理工大学;2013年

7 谢志明;数控系统多通道技术的研究与实现[D];华南理工大学;2013年

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本文编号：348958