基于YK8A04-P运动控制卡的数控教学平台的研制

发布时间：2017-07-26 09:11

  本文关键词：基于YK8A04-P运动控制卡的数控教学平台的研制

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【摘要】：随着数控技术的快速发展和更新换代,许多数控生产厂商利用PC机的软硬件资源开发了开放式的数控系统。开放式数控系统具有互操作性、移植性、伸缩性和互换性等特点。本文基于芯钰科YK8A04-P运动控制卡提出了开放式数控系统的构建方案和实现技术,并构建一个开放式数控实验教学平台。学生不仅可以利用该平台进行数控加工实验的操作,还可以利用该平台的软硬件资源进行数控系统的二次开发,提高动手能力,有利于培养出高素质数控人才,改善高校数控人才培养中设备不足的现状。本文主要基于芯钰科YK8A04-P运动控制卡的数控教学实验平台进行了系统研究。首先,通过设计计算选择机械部件、电器驱动部件,包括滚珠丝杠、导轨、直线轴承、伺服电机、伺服驱动器等;然后,运用三维造型软件对教学平台进行实体建模,并进行了结构可行性分析;最后,根据三维实体模型编制零件工序并进行加工、制作和装配教学实验平台实体。其次,通过YK8A04-P运动控制卡的输入输出端口配置PC机和控制电路,完成对伺服驱动器和伺服电机的安装调试。应用YK8A04-P运动控制卡的控制函数,通过LabVIEW编程语言编制了控制系统,实现了教学平台的手动控制、G代码程序的执行等操作。最后,进行了教学应用的实践,编制了G代码程序并在教学平台上进行执行。利用该平台进行学生实验应用,解决了高校数控教学设备相对紧张的问题。经过实验教学实验可知,该数控教学平台设计合理、可靠,能够为数控人才的培养产生作用。
【关键词】：开放式数控系统 运动控制卡 数控教学实验平台 LabVIEW
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659;TS951.7
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 选题背景及相关技术发展现状8-14
• 1.1.1 数控系统的发展历程8-9
• 1.1.2 开放式数控系统产生的背景和功能特点9-10
• 1.1.3 运动控制卡技术的发展10-12
• 1.1.4 我国数控人才现状及需求分析12-13
• 1.1.5 数控教学现状13-14
• 1.2 选题的意义和主要研究内容14-15
• 1.2.1 选题的意义14-15
• 1.2.2 本课题研究的主要内容15
• 1.3 本章小结15-16
• 第二章 三自由度数控教学实验平台机械系统设计与制造16-22
• 2.1 三自由度数控教学平台机械系统整体设计目标16
• 2.2 数控教学平台机械系统总体设计。16-21
• 2.2.1 机械系统的结构16-17
• 2.2.2 机械系统设计及建模17-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 教学实验平台控制系统的搭建22-34
• 3.1 运动控制卡的介绍22-23
• 3.1.1 运动控制卡的开放性22-23
• 3.1.2 运动控制卡应用范围23
• 3.2 基于PC机开放式数控系统总体设计23
• 3.3 开放式数控系统硬件构成23-24
• 3.4 开放式数控系统硬件选择24-26
• 3.4.1 运动控制卡YK8A04-P24-26
• 3.4.2 伺服电机的选择26
• 3.4.3 伺服驱动的选择26
• 3.5 控制系统硬件连线26-32
• 3.5.1 运动控制卡YK8A04-P与PC机连接26-27
• 3.5.2 运动控制卡YK8A04-P与系统的连接27-28
• 3.5.3 伺服驱动器的线路连接28-32
• 3.6 教学实验平台控制电柜设计32-33
• 3.7 本章小结33-34
• 第四章 数控教学实验平台软件设计与实现34-48
• 4.1 运动控制系统的编程语言选择34-37
• 4.1.1 Visual Basic编程语言34-36
• 4.1.2 LabVIEW编程语言36-37
• 4.2 LabVIEW程序设计的步骤37
• 4.3 运动控制模块的设计37-44
• 4.3.1 用户界面的设计38-39
• 4.3.2 手动模块的开发39-40
• 4.3.3 自动模块的开发40-44
• 4.4 图形显示模块的设计44-45
• 4.5 译码模块的设计45-47
• 4.5.1 译码模块的功能45
• 4.5.2 译码方式的选择45-46
• 4.5.3 译码程序的设计46-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第五章 教学实验平台实验验证48-53
• 5.1 教学实验平台在教学中的应用48-49
• 5.2 教学实验平台的教学基本应用49-52
• 5.3 本章小结52-53
• 第六章 结论与展望53-55
• 6.1 结论53-54
• 6.2 展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 个人简历59

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