基于Windows的车床开放式数控系统研究与设计.pdf

电子科技大学
硕士学位论文
基于Windows的车床开放式数控系统研究与设计
姓名:李再银
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:黄大贵
20060201
摘要开放式数控系统是当今数控技术发展的必然趋势。本文着重对下的车床数控系统进行了研究与软件设计。采用工控机硕刂破鞯挠布峁剐问剑低车娜砑治I衔换刂迫砑运动控制器驱动软件两部分。针对车床系统实现过程中的关键技术和主要问题,本文在以下几个方面进行了详细的研究和探讨:在分析了车床的加工特性和现有几种典型系统的基础上,提出了一种适用于车床系统的软件体系结构和功能模块划分,对系统的数据流向和控制过程进行了详细研究。设计了一种适用于程序的编译过程和存储结构。将编译过程划分为词法分析、语法分析、数据提取、调用处理、循环处理五部分,实现了程序中的复杂加工功能。把大量复杂的运算放在预处理阶段,采用一种灵活的数据结构对加工信息进行存储,解决了代码的多样性问题。利用三角片离散方法建立了零件的三维模型,设计了一种简单的数据结构对零件几何信息进行存储。采用逐点比较法预先生成刀具轨迹,将零件信息的更新与图形的显示独立开,在动态遍历轨迹的过程中,结合技术和定时器,实现了车削过程的三维图形仿真。深入研究了运动控制器主控芯片的特性,设计了其驱动程序的层次化结构模型。详细分析了僮飨低车奶逑到峁购虸/砘疲发出了运动控制器的内核模式驱动部分,并最终实现了不同级别的驱动函数。设计了一种简易的自动控制线程模型。实现了手动控制、刀具回零、参数配置等功能模块。结合系统运行实例,说明了本系统的工作过程。关键词:开放式数控,开放式图形库,,驱动程序,疧请求包
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癌两猖日期:洳晗缭戮廊独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明签名:扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
第一章引言开放式数控系统的特点自年世界上诞生第一台数控机床以来,数控技术经过五十多年的发展已日趋完善。由最初的硬件数控,经过计算机数控⒄沟浇裉煲晕型计算机为基础的数控⒅苯邮、柔性制造系统龋并正朝着更高水平迈进。随着制造业的飞速发展,用户对数控系统的功能要求越来越高,需求也变得多样化和个性化。传统的数控系统采用专用封闭的结构,越来越不能满足市场的需求。具体表现为结构复杂,一旦系统发生故障,往往要找生产厂家来进行维护;兼容性差,不同厂家的系统不兼容,甚至同一厂家的不同产品也不兼容;升级困难,难于进行进一步开发。传统数控系统的这些缺点严重制约着数控技术的发展,针对这一矛盾,人们在年代提出了开放式控制系统的关于开放式数控系统,目前还没有一个统一的,公认的定义。但是,根据多年来人们对它的研究,开放式数控系统一般应具有以下特点:整个系统应该按照一定规则划分为若干个子模块,各模块相互独立,实现自己的功能,模块之间通过简单的接口联系起来。模块化是开放式数控系统实现开系统各个构成要素之间应该有完善的,统一的接口标准。来自不同厂商的产品,只要遵循这个标准,就可以方便地集成到系统当中。接口标准是实现系统集用户可以根据自己的需要定义系统的功能,决定系统的复杂程度,并且可以选用不同厂商的产品,配置出具有个性化特征的数控系统。奖愕纳队胛当系统中的某~个模块出现问题时,可以很方便地选用新的模块替换它;当概念【?榛奶逑到峁放的基础。骋坏慕涌诒曜成的关键。南低撑渲
盟稩项目计划。该计划共分为三个阶段,’。其后有许多相关的研究计划在世界各国相继启动,其某一模块的功能需要增强时,只要保证原有接口不变,添加新的接口即可;当系统需要添加新的功能时,只需保证原有模块不变,增加新的功能模块即可。能与其它的数控系统甚至是企业的其它软件如珻仁迪只ゲ僮鳌早在世纪年代,为了拟订并推进关于新一代开放式控制系统的详细分析与规范,美国国防部就开始了名为下一代控制器的计划闪⒘嗣拦中较有影响的有美国的计划,