分布式机床运动控制器软件设计与实现

发布时间：2017-09-15 00:23

  本文关键词：分布式机床运动控制器软件设计与实现

  更多相关文章： 分布式控制系统 运动控制器软件 运动控制 C刀补 快钻算法

【摘要】：分布式数控系统能够实现车间数控设备的统一联网管理,支持数控设备的在线加工、在线远程请求和历史追溯等,提高企业数控设备的生产效率。分布式数控系统的主要组成部分有:计算机、分布式数控系统通信接口、机床及机床运动控制器。其中运动控制器负责运动功能的协调、规划和实现,即实现电机的运动控制功能,是整个分布式数控系统的核心部分。运动控制器由运动控制器硬件和运动控制器软件组成。本文完成了运动控制器软件设计。作为运动控制软件,注重软件的实时性、通用性和可维护性。该软件与上位机实时通信接受机床通用控制指令和加工工艺代码,对代码和指令进行解析,实现对数控机床的控制和运动规划,实时响应外部异常输入并及时处理,根据相应的工艺代码加工出符合要求的工艺零件。由于运动控制器的运动控制功能主要包括机床轴运动轨迹的规划,本文对机床运动控制功能的轨迹规划算法进行了研究。1、针对刀具半径对实际运动轨迹的影响,采用C刀补算法进行修正,对C刀补算法进行研究和改进,并实现C刀补算法代码。2、为了提高钻孔机床的钻孔效率,提出了针对孔到孔轨迹优化的快钻算法(本文定为快钻算法),通过减少行程中从当前孔到目标孔的运动时间,将打孔效率提升20%左右。
【关键词】：分布式控制系统 运动控制器软件 运动控制 C刀补 快钻算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 运动控制器发展现状和趋势10-11
• 1.3 论文的主要贡献与创新11-12
• 1.4 论文的内容安排12-13
• 第二章 运动控制器软件的总体架构设计13-25
• 2.1 控制器软件的需求分析13-15
• 2.2 运动控制器的选择15-17
• 2.3 开发平台及工具17-18
• 2.4 控制器软件的总体架构18-23
• 2.5 软件具体功能的划分23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 运动控制器软件的具体功能实现25-67
• 3.1 指令通信模块的实现25-31
• 3.1.1 MODBUS简介25-27
• 3.1.2 MODBUS/TCP协议简介27-28
• 3.1.3 MODBUS/TCP通信方式的实现28-29
• 3.1.4 基于MODBUS/TCP控制器与上位机通信功能的实现29-31
• 3.2 命令代码解释器的实现31-41
• 3.2.1 S&M指令解释器的实现31-34
• 3.2.1.1 S&M指令概述31
• 3.2.1.2 S&M指令的语法格式31-32
• 3.2.1.3 S&M指令的使用方式32
• 3.2.1.4 S&M指令解释器的实现32-34
• 3.2.2 G代码程序解释器的实现34-41
• 3.2.2.1 G代码程序的格式34-36
• 3.2.2.2 G代码程序的功能码分析36-37
• 3.2.2.3 G代码程序段的编写方式37-38
• 3.2.2.4 G代码程序解释器的实现38-41
• 3.3 IO监控模块41
• 3.4 C刀补的实现41-51
• 3.4.1 C刀补算法的简介42
• 3.4.2 C刀补算法的分析42-47
• 3.4.3 C刀补算法的优化47-49
• 3.4.4 C刀补的算法实现49-51
• 3.5 伺服轴的运动控制功能的实现51-52
• 3.6 快钻算法52-66
• 3.6.1 快钻算法的方案分析53-56
• 3.6.2 第一类快钻算法方案的实现56-65
• 3.6.3 第二类快钻算法方案的实现65-66
• 3.7 本章小结66-67
• 第四章 运动控制器软件的测试与验证67-78
• 4.1 软件功能模块的测试和验证67-69
• 4.1.1 通信模块和代码解释器的测试和验证68
• 4.1.2 IO监控模块的测试和验证68-69
• 4.2 软件中算法的测试和验证69-75
• 4.2.1 C刀补算法的测试和验证69-70
• 4.2.2 快钻算法的测试和验证70-75
• 4.3 软件的系统测试和验证75-77
• 4.3.1 软件的总体功能和需求测试75-77
• 4.3.2 软件代码的测试77
• 4.4 本章小结77-78
• 第五章 总结与展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-81
• 攻读硕士学位期间取得的成果81-82
• 附录82-94

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 郗志刚,周宏甫;运动控制器的发展与现状[J];电气传动自动化;2005年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 段卫平;开放式数控系统的研究与设计[D];南京理工大学;2010年

2 殷悦;永磁同步电机全闭环系统研究[D];江南大学;2012年

3 谢万德;基于DSP的多轴运动控制器的研究[D];浙江大学;2002年

4 张克环;片上可重构网络化运动控制器体系结构研究[D];湖南大学;2004年

5 杨光;基于运动控制的开放式数字控制器研究[D];沈阳工业大学;2005年

6 袁世奇;全方向电动轮椅控制部分设计[D];沈阳工业大学;2005年

7 廖永忠;基于DSP运动控制卡及控制算法的设计与研究[D];湖南师范大学;2006年

8 张忠海;语音控制在全方位运动轮椅上的应用研究[D];沈阳工业大学;2006年

9 张云;基于CAN总线的多轴运动控制器的研究[D];哈尔滨理工大学;2006年

10 孙玉敏;基于PMAC的运动控制系统的研究[D];北方工业大学;2007年

，

本文编号：853224