基于Trio運動控制平臺的三棱磨床開放式數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計

摘    要

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)兼容性差、功能不易擴展、人機界面不靈活等缺點日益顯現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)的開放化成為數(shù)控技術(shù)發(fā)展的主流，其研究目的是建立一種新型的模塊化、可重構(gòu)、可擴展的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)從而高效高質(zhì)地構(gòu)造專用的數(shù)控系統(tǒng)。本論文研究并開發(fā)了一套基于TRIO運動控制平臺的三棱形內(nèi)外圓磨床開放式數(shù)控系統(tǒng)。
系統(tǒng)采用了當今國際上比較流行的“PC+運動控制器”體系結(jié)構(gòu)。以工業(yè)PC機為硬件平臺，采用了TRIO MC206型運動控制器，配以永磁交流伺服電機，構(gòu)建了高性能的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。
論文詳細定義了數(shù)控程序的編寫格式與規(guī)范，并對數(shù)控系統(tǒng)功能與系統(tǒng)工作流程進行了分析。選用Visual C++ 6.0為系統(tǒng)軟件的開發(fā)環(huán)境，運用面向?qū)ο蠡?、模塊化的程序設(shè)計技術(shù)，成功開發(fā)了基于Windows操作系統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)軟件。最后，為了方便地進行系統(tǒng)功能驗證，編寫了專用的仿真軟件進行理論輪廓仿真與實際加工輪廓的仿真。

關(guān)鍵詞：開放式數(shù)控系統(tǒng)，三棱形，運動控制器，仿真

ABSTRACT

With the rapid development of modern manufacturing, the weakness of traditional CNC system becomes apparent increasingly, such as, compatibility, expandability, inflexible human-machine interfaces and so an, the research of open architecture CNC system is becoming one of the most important directions of CNC technology. The goal of open architecture CNC system is to build a modular, reconfigurable and expandable architecture of CNC system. This paper studies and develops an internal and external three prism grinder open CNC system based on TRIO motion control platform.
The system uses the contemporary international very fashionable "PC + motion controller" architecture. A PC for industrial is used for hardware platform, and the TRIO MC206-motion controller is choose, supported by permanent magnet AC servo motors, a high-performance hardware structure is built.
In this paper, the format and criterion of NC program is defined detailedly, the flow and function of the CNC system is analyzed. Visual C++ 6.0 is selected for system software development environment, by object-oriented, modular program design technology, a Windows-based NC system software have been developed successfully. Finally, to facilitate system function verification, the simulation software is developed for the theoretical simulation and the actual outline of simulation.

Key words: open CNC system, three prism curve, motion controller, simulation

目   錄

中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1緒論 1
  1.1 國內(nèi)外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 1
    1.1.1數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 1
    1.1.2開放式數(shù)控系統(tǒng) 2
  1.2課題來源及其研究目的與意義 3
  1.3論文主要研究內(nèi)容 3
 2系統(tǒng)總體方案設(shè)計 4
 2.1系統(tǒng)需求分析 4
  2.2系統(tǒng)總體方案確定 4
  2.3本章小結(jié) 5
 3系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
  3.1硬件平臺和系統(tǒng)總線選擇 6
  3.2系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu) 8
  3.3伺服系統(tǒng) 9
  3.4內(nèi)嵌式PLC 11
  3.5本章小結(jié) 12
 4 NC程序的編寫格式與規(guī)范 13
  4.1坐標系定義 13
    4.1.1坐標軸的方向定義 13
    4.1.2坐標系定義 13
  4.2 NC程序段格式 14
    4.2.1程序段的構(gòu)成要素 14
    4.2.2段內(nèi)指令字說明 14
  4.3準備功能G代碼 14
  4.4輔助功能M代碼 18
  4.5程序舉例 18
  4.6本章小結(jié) 20
 5數(shù)控系統(tǒng)軟件總體設(shè)計 21
  5.1系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺與開發(fā)工具的選擇 21
  5.2軟件開發(fā)技術(shù) 21
    5.2.1面向?qū)ο蠡夹g(shù) 21
    5.2.2動態(tài)鏈接庫（DLL）技術(shù) 22
    5.2.3多線程技術(shù) 22
  5.3數(shù)控系統(tǒng)加工流程 23
  5.4數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 24
    5.4.1軟件模塊劃分 24
    5.4.2系統(tǒng)信息流分析 25
    5.4.3數(shù)控系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)特點 26
  5.5本章小結(jié) 27
 6數(shù)控系統(tǒng)軟件具體實現(xiàn) 28
  6.1系統(tǒng)軟件總體框架搭建 28
    6.1.1系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu) 28
    6.1.2系統(tǒng)軟件總體框架搭建 28
    6.1.3主窗口與子窗口調(diào)用機制 29
6.1.4建立自定義對話框基類 30
6.2系統(tǒng)初始化 31
  6.3當前狀態(tài)模塊 32
    6.3.1加工程序選擇 32
    6.3.2加工進度刷新與坐標刷新 33
  6.4程序管理模塊 33
    6.4.1三棱形截面的參數(shù) 33
    6.4.2自動編程 35
    6.4.3程序?qū)?nbsp;36
  6.5系統(tǒng)界面 37
  6.6本章小結(jié) 38
 7系統(tǒng)功能調(diào)試及驗證 39
   7.1系統(tǒng)模塊化功能調(diào)試 39
   7.2系統(tǒng)功能驗證 39
   7.3輪廓仿真 39
    7.3.1理論輪廓 40
    7.3.2加工輪廓 41
   7.4本章小結(jié) 42
8 結(jié)論 43
參考文獻 44
致謝 46