基于STM32数控系统研究及在激光切割机中的应用
发布时间：2022-01-26 04:15
数控系统技术是机械制造和控制技术结合的产物,是当今高端装备制造业的核心技术之一。实现高效化、节能化、数控化、网络化、智能化的数控系统,是国外和国内必然的发展方向。当然作为核心的运动控制系统,其发展直接影响到数控系统的性能。传统的数控系统已经不能满足现在的工业需求,本课题设计了一款基于STM32的高速运动控制嵌入式数控系统,并在激光切割机中进行应用。本文围绕主控板以运动控制专用芯片MCX314为核心,采用STM32F427ZIT7微控制器作为主控器设计的一款控制器、基于Pcap01的电容采集模块、S曲线加减速控制算法、插补、切割头随动系统跟随算法等方面进行展开研究。对比了目前市场上的运动控制系统,在多轴联动、功能复合、网络化、智能化和开放性等领域还不够完善,通过深入研究,提出了基于ARM的高速运动控制嵌入式数控技术的总体设计方案,设计了相应的硬件和软件。在Qt开发环境下,基于开源绘图软件Libre CAD的基础上进行了二次设计,开发出了一款人机交互界面。实现了在软件上直接绘图,PC机直接将必要的点位信息和参数通过网络的通信方式传送给下位机,下位机进行分析与逻辑处理,转化为驱动电机的脉冲波...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TFLLW-1000WDR水冷机
机之间采用高速的 SPI 同步串行通信方式，并且芯通信速率达 80MHz，满足课题设计要求。基于以为 MCU 连接上位机的通信芯片。 RFL-C1000 激光发生器的功率和光闸控制采用串口统扩展了一个 RS232 模块，选用 ADM3251EARWZ。到模拟信号的采集，AD7606 具有 8 路-10V 到+10V拟输入保护、对输入信号进行二阶滤波、对原有信均可以达到 200kSPS 的吞吐速率采样。另外电路内可达 16.5V。这样很好的提高了电路的稳定性。基题采用了此模拟信号采集芯片。硬件电路结构如下所示
第二TM32 和、下位机 驱动程序送相应的状态返回软件方案二章 激光切割机MCX314A机控制激光序。的命令，达回给应用程案设计图如机运动控制器AL 的并行总光发生器的达到对硬件程序，实现如下所示：系统总体方案总线 FSMCRS232 串件进行控制，现上位机和底设计C 驱动口通信，此外底层硬
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控技术在避免激光切割工件烧损上的研究与应用[J]. 杨英. 时代农机. 2017(12)
[2]三维激光切割在机械加工机床中的集成研究[J]. 王舜鑫. 现代职业教育. 2017(30)
[3]德国工业4.0对《中国制造2025》的创新驱动研究[J]. 王莉. 科学管理研究. 2017(05)
[4]德国工业4.0技术和中国制造2025完美结合——德国工业4.0技术无线数据传输与控制系统[J]. 黑龙江冶金. 2017(02)
[5]基于PLC的灌溉系统的应用与研究[J]. 易勇帆,汤中山,杨昌铸,阮亚文,王书易,尹雪妍. 工业控制计算机. 2017(03)
[6]高速激光切割数控机床的控制参数选取[J]. 刘睿. 激光杂志. 2017(03)
[7]基于STM32的伺服电机控制系统设计[J]. 易勇帆,栾伟,王钦若,汪俊岭,王磊. 工业控制计算机. 2017(02)
[8]浅议我国数控激光切割技术的发展趋势[J]. 王天勇. 中国设备工程. 2017(04)
[9]基于EtherCAT总线的高速高精度多轴伺服运动控制器[J]. 栾伟,易勇帆,王钦若. 电子世界. 2017(02)
[10]数控激光切割机床开发及其关键技术分析[J]. 文彦. 企业技术开发. 2016(20)
博士论文
[1]网络化运动控制系统的关键技术研究[D]. 姬帅.山东大学 2014
[2]高性能激光加工控制关键技术研究[D]. 王世勇.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]基于EtherCAT总线的多轴运动控制系统研究与开发[D]. 栾伟.广东工业大学 2017
[2]利用激光雕刻技术与拼布结合诠释新图像研究[D]. 柴岩.天津工业大学 2017
[3]基于PC的三维激光切割数控系统研究[D]. 吕占喆.哈尔滨工业大学 2016
[4]电容式激光切割头高度跟随控制系统的研究与实现[D]. 王海.华中科技大学 2016
[5]多轴数控系统的运动控制算法研究与开发[D]. 许东伟.广东工业大学 2015
[6]基于840Dsl CNC的三维激光切割系统集成及软件设计[D]. 孙晓.华中科技大学 2015
[7]循环单向走丝电火花线切割加工装置研制[D]. 余辉庆.上海交通大学 2015
[8]激光切割路径优化方法研究及应用[D]. 张青锋.华中科技大学 2014
[9]基于EtherCAT总线的焊接机器人控制系统研究[D]. 金林.华南理工大学 2013
[10]连续小线段前瞻插补算法的设计与实现[D]. 田林.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3609795
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TFLLW-1000WDR水冷机
机之间采用高速的 SPI 同步串行通信方式，并且芯通信速率达 80MHz，满足课题设计要求。基于以为 MCU 连接上位机的通信芯片。 RFL-C1000 激光发生器的功率和光闸控制采用串口统扩展了一个 RS232 模块，选用 ADM3251EARWZ。到模拟信号的采集，AD7606 具有 8 路-10V 到+10V拟输入保护、对输入信号进行二阶滤波、对原有信均可以达到 200kSPS 的吞吐速率采样。另外电路内可达 16.5V。这样很好的提高了电路的稳定性。基题采用了此模拟信号采集芯片。硬件电路结构如下所示
第二TM32 和、下位机 驱动程序送相应的状态返回软件方案二章 激光切割机MCX314A机控制激光序。的命令，达回给应用程案设计图如机运动控制器AL 的并行总光发生器的达到对硬件程序，实现如下所示：系统总体方案总线 FSMCRS232 串件进行控制，现上位机和底设计C 驱动口通信，此外底层硬
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控技术在避免激光切割工件烧损上的研究与应用[J]. 杨英. 时代农机. 2017(12)
[2]三维激光切割在机械加工机床中的集成研究[J]. 王舜鑫. 现代职业教育. 2017(30)
[3]德国工业4.0对《中国制造2025》的创新驱动研究[J]. 王莉. 科学管理研究. 2017(05)
[4]德国工业4.0技术和中国制造2025完美结合——德国工业4.0技术无线数据传输与控制系统[J]. 黑龙江冶金. 2017(02)
[5]基于PLC的灌溉系统的应用与研究[J]. 易勇帆,汤中山,杨昌铸,阮亚文,王书易,尹雪妍. 工业控制计算机. 2017(03)
[6]高速激光切割数控机床的控制参数选取[J]. 刘睿. 激光杂志. 2017(03)
[7]基于STM32的伺服电机控制系统设计[J]. 易勇帆,栾伟,王钦若,汪俊岭,王磊. 工业控制计算机. 2017(02)
[8]浅议我国数控激光切割技术的发展趋势[J]. 王天勇. 中国设备工程. 2017(04)
[9]基于EtherCAT总线的高速高精度多轴伺服运动控制器[J]. 栾伟,易勇帆,王钦若. 电子世界. 2017(02)
[10]数控激光切割机床开发及其关键技术分析[J]. 文彦. 企业技术开发. 2016(20)
博士论文
[1]网络化运动控制系统的关键技术研究[D]. 姬帅.山东大学 2014
[2]高性能激光加工控制关键技术研究[D]. 王世勇.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]基于EtherCAT总线的多轴运动控制系统研究与开发[D]. 栾伟.广东工业大学 2017
[2]利用激光雕刻技术与拼布结合诠释新图像研究[D]. 柴岩.天津工业大学 2017
[3]基于PC的三维激光切割数控系统研究[D]. 吕占喆.哈尔滨工业大学 2016
[4]电容式激光切割头高度跟随控制系统的研究与实现[D]. 王海.华中科技大学 2016
[5]多轴数控系统的运动控制算法研究与开发[D]. 许东伟.广东工业大学 2015
[6]基于840Dsl CNC的三维激光切割系统集成及软件设计[D]. 孙晓.华中科技大学 2015
[7]循环单向走丝电火花线切割加工装置研制[D]. 余辉庆.上海交通大学 2015
[8]激光切割路径优化方法研究及应用[D]. 张青锋.华中科技大学 2014
[9]基于EtherCAT总线的焊接机器人控制系统研究[D]. 金林.华南理工大学 2013
[10]连续小线段前瞻插补算法的设计与实现[D]. 田林.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3609795
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