文档介绍：,
摘要
本文是以本学院自行研制开发的印制电路板钻铣床为研究对象,以工控机
为硬件平台,以为软件平台,硬件系统采用“嵌入式”结构,
即运用现有的工控机运动控制卡数字量输入输出卡的基本结构,把机床控制
系统开发成基于环境下的数控系统,代替原有的基于操作系统下
的控制系统,从而实现对三坐标数控钻铣床的控制。
本数控系统硬件部分利用工业工机作为主体,智能运动控制卡一
插在其工标准插槽上,通过内部总线实现数据的交换和控制从而达到控制三
座标数控机床的目的,外部数据的输入输出部分采用一和一输
入输出卡软件的开发是采用。为开发工具,由于一智能
运动控制卡具有自行编译功能,而且自行封装了编译软件提供了
大量的可调用的功能函数,使开发者不必重复开发数控代码的编译等工作,减
少了数控系统开发的工作量,同时控制系统软件采用开放式结构,具有可重构、
可扩展的特点,给用户留有二次开发的余地。
该印制电路板数控钻铣床的开放式数控系统要研究开发的模块相当多,工
作量也相当大,一个人不可能全部完成,本课题只研究了硬件部分的结构组成
和实现方法,软件部分的实现方法以及控制仿真界面模块的开发。
关键词三坐标数控钻铣床、开放式数控系统、一运动控制卡、工业控
制机
墓于工控机的三座标数控钻铣床数控系统开发
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新弧大学硕士学位论文
章绪论
数控系统的发展
、数控技术的发展历史
年,公司和合作研制了世界上第一台三座标数控机床。年,第
一台工业用数控机床由美国公司生产出来。
从年至今,机床按系统的发展经历的五代。
第一代年系统以电子管组成,体积大,功耗大。
第二代年系统以晶体管组成,广泛采用印刷电路板。
第三代年系统采用小规模集成电路作为硬件,其特点是体积小,功耗低,
可靠性进一步提高。
以上三代系统,由于其数控功能均由硬件实现,故历史上又称其为“硬线”
第四代年系统采用小型计算机取代专用硬件电路,其部分功能由软件实现,
它具有价格低,可靠性高和功能多等特点。
第五代年系统以微处理器为核心,不仅价格进一步降低,体积进一步缩小,
使实现真正意义上的机电一体化成为可能。这一代又可分为六个发展阶段
年系统以位片微处理器为核心,有字符显示,自诊断功能。
年系统采用显示,,大容量磁泡存储器,可编程接口和遥控接口等。
年具有人机对话、动态图形显示、实时精度补偿功能。
年数字伺服控制诞生,大惯量的交直流电机进入实用阶段。
年采用高性能位机为主机的主从结构系统。
年基于的系统诞生,使系统的研发进入了开放型、柔性化的新时代,新
型系统的开发周期日益缩短。它是数控技术发展的又一个里程碑。
数控技术总的发展趋势
一功能发展方向
用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用
户对界面的要求不同,因而开发用户界面的工作量极大,用户界面成为计算机软件研制中
最困难的部分之一。当前丁、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户
界面提出了更高要求。柔性用户界面极大地方便了非专业用户的使用,人们可以通过窗口
和菜单进行操作,便于蓝图编程和快速编程、二维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图
墓于工控机的三座标数控钻铣床数控系统开发
形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据,使信息交
流不再局限于用文字和语言表达,而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化
技术与虚拟环境技术相结合,进一步拓宽了应用领域如无图纸设计、虚拟样机技术等,
这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域,
可视化技术可用于胡,如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据
的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空
间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、螺旋插补、插补、插补非均
匀有理样条插补、样条插补、、样条、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补
偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温
度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
内装高性能数控系统内装高性能控制模块,可直接用梯形图或高级语
言编程,具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准