总线式激光切割机床数控系统设计

发布时间：2017-08-10 20:09

  本文关键词：总线式激光切割机床数控系统设计

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【摘要】：目前,我国数控激光切割机床的产业以及市场需求的前景很可观,具备很大的市场潜力。对激光切割机床的深入研究不仅能够促进其发展,还能有效地满足当前的市场需求,促进低碳环保业和相关产业链的发展,可以产生良好的社会与经济效益,同时也能够满足可持续发展的社会要求。本课题设计旨在打破传统传统激光切割机床信号传输线繁多、传输距离短、传输速度慢的缺点,是对数控激光切割机床进一步精细化、网络化以及智能化研究的一个新的尝试。本课题设计采用数字积分法研究了数控系统的插补。本课题设计的数控系统使用的控制软件平台是Windows XP。根据数控系统硬件平台基础和控制软件的功能需求,考虑到市场开发、程序的兼容性和网络功能的扩展,采用c++作为主要编程开发工具,进行数控系统控制软件的开发与设计。本课题设计的重点包括三个方面。数控系统对外接口模块的研究设计,数控系统插补的研究,数控系统、激光器与调高器之间协同工作的研究。具体的研究成果如下:1.对数控系统与激光器以及调高器的接口模块进行了设计研究。设计出的模块可以嵌入市场上大部分品牌的光纤激光器内部,与外部控制系统以总线的方式进行连接通信,实现了数字通信以及较长距离通信,安全可靠,极大地提高了光纤激光器应用的灵活性。2.对数字积分法插补算法进行了研究,并使用c++编程实现了数字积分法的直线与圆弧插补。3.制定了数控系统与调高器、光纤激光器、CO2激光器之间的通信协议,并使用c++编写它们之间的通信程序实现了数控系统、激光器以及调高器之间的协同工作。文章的最后对本课题设计的内容进行了总结,并对本课题设计需要改进和完善的地方进行了展望。
【关键词】：激光切割 数控系统 数字积分法插补 以太网 光纤激光器接口模块
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG485
【目录】：

• 致谢3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题研究背景及意义8
• 1.2 国内外发展现状8-11
• 1.2.1 国外发展现状8-9
• 1.2.2 国内发展现状9-11
• 1.3 数控系统发展趋势11-12
• 1.4 课题的主要研究工作12-13
• 第二章 激光切割数控机床传动系统设计13-20
• 2.1 传动方式13-14
• 2.2 电机参数14-16
• 2.2.1 控制方式14-15
• 2.2.2 伺服驱动器参数15-16
• 2.3 减速机16
• 2.4 机床参数16-17
• 2.5 机床架构及参数17-19
• 2.6 本章小结19-20
• 第三章 接.模块的总体设计20-34
• 3.1 数控系统与光纤激光器接.模块设计20-27
• 3.1.1 技术方案20-21
• 3.1.2 实施方式21-22
• 3.1.3 硬件设计及实物22-27
• 3.1.3.1 硬件设计22-26
• 3.1.3.2 实物26-27
• 3.1.4 设计效果27
• 3.2 数控系统与调高器接.模块设计27-29
• 3.2.1 以太网芯片选择27-29
• 3.2.2 调高器外部接29
• 3.3 数控系统与PLC接29-32
• 3.3.1 信号接.概述30
• 3.3.2 常用接.信号30-32
• 3.3.2.1 输入CNC的接.信号30-31
• 3.3.2.2 CNC输出的接.信号31-32
• 3.4 数控系统总体结构设计32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 插补算法研究34-46
• 4.1 半闭环控制系统34
• 4.2 数字积分法34-45
• 4.2.1 直线插补35-39
• 4.2.2 圆弧插补39-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第五章 激光器输出功率与速度关系算法研究46-51
• 5.1 两点式46-47
• 5.2 三次样条插值47-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第六章 数控系统与各功能模块的通信程序设计51-62
• 6.1 与调高器的通信51-55
• 6.2 与光纤激光器接.模块的通信55-58
• 6.3 与CO2激光器的通信58-61
• 6.4 本章小结61-62
• 第七章 总结与展望62-64
• 7.1 总结62
• 7.2 展望62-64
• 参考文献64-66
• 附录一 电机控制模式接线图66-67
• 附录二 控制系统接线实物图67-68
• 附录三 数模转换电路与通信模块68-69
• 附录四 数控系统与光纤激光器接口模块部分代码69-77

【参考文献】

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本文编号：652421