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激光切割机开放式数控系统的研究

作　者: 张宏伟
导　师: 王刚
学　校: 天津大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 激光切割机工业 PC 机 DMC 开放式数控系统
分类号: TG48
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 6次
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内容摘要

激光是上世纪最重要的发明之一。在过去的 20 年里，它在工业领域内的应用不断增长并取得了很大的成功。尤其在制造业，这里集中了工业领域中绝大多数的激光切割机。激光切割是激光加工应用领域的一部分，是当前世界上先进的切割工艺。由于它具备很多优点，在工业生产中解决了许多常规方法无法解决的难题。激光能切割大多数金属材料和非金属材料。但激光切割机仍然相对昂贵。近年来，对于经济型激光切割机的市场需求的增长引起了人们的关注。本文针对发展新型激光切割机的需求，分析了激光切割控制的特殊性，构建了基于工业 PC 机，以 DMC 多轴运动控制卡为核心的激光加工数控系统的开放式的体系结构,给出了关键环节的实现技术。并在此基础上开发了数控系统的软件部分。基于 Windows 的数控软件部分充分利用了丰富的软件资源，利用面向对象的编程方法实现了良好的人机操作界面和方便高效的多任务工作环境。为进一步开发奠定了基础。此外还开发了将国际标准 NC 代码转换为 DMC 指令的模块，以及基于 AutoCAD 的图形自动编程模块，极大地提高了系统的工作效率和实用价值。这种新型数控系统具有可靠性高、开放性能好、功能强和成本低等显著特点，具有广阔的应用前景。

全文目录

第一章绪论  8-15
  1.1 引言  8-9
  1.2 激光切割技术发展现状趋势及特点  9-11
    1.2.1 激光切割机国内发展概况  9
    1.2.2 激光切割机发展趋势  9-11
  1.3 数控技术的发展  11
  1.4 国内外数控技术的现状  11-12
  1.5 开放式数控系统  12-14
    1.5.1 开放式数控系统及其基本特征  12-13
    1.5.2 基于工业PC机的开放数控系统的提出  13-14
  1.6 课题的提出及其内容和意义  14
  1.7 结束语  14-15
第二章开放式激光切割机总体设计及实现  15-27
  2.1 激光切割原理和激光器  15-17
    2.1.1 激光切割的工作机理  15
    2.1.2 激光输出功率与切削速度的调整  15-17
    2.1.3 激光器的选用和连接  17
  2.2 数控激光切割机的构成  17-19
  2.3 基于PC机的开放式激光切割机数控系统分析和构造  19-21
    2.3.1 基于PC机的数控系统的引入  19-21
    2.3.2 数控系统主要部件的选用  21
  2.4 DMC多轴运动控制器介绍  21-23
    2.4.1 运动控制器的出现  21
    2.4.2 运动控制器与运动控制技术的特点  21-22
    2.4.3 DMC运动控制器  22-23
  2.5 开放式数控系统的硬件结构  23-26
  2.6 小结  26-27
第三章激光切割机数控系统软件的总体设计  27-32
  3.1 基于PC机的数控系统软件的总体结构  27-28
  3.2 多任务并行处理功能的实现  28
  3.3 数控系统的实时性要求及多媒体定时器的实现  28-29
  3.4 G代码转换模块和图形数控编程模块  29
  3.5 手动操作和系统监控模块  29-30
  3.6 系统软件用户操作界面系统设计  30-31
  3.7 小结  31-32
第四章数控代码编译模块的编程实践  32-47
  4.1 NC代码处理方法分析  32-33
  4.2 词法分析部分  33-35
  4.3 语法分析部分  35
  4.4 语义分析部分  35-39
  4.5 数控代码转换部分  39-44
    4.5.1 点定位和直线插补指令的转换  39-40
    4.5.2 圆弧插补指令的转换  40-44
      4.5.2.1 起始角(NSTARTANGLE)的计算  40-41
      4.5.2.2 经历角(NTRAVERSANGLE)的计算  41-44
  4.6 编译模块中多线程技术的采用  44-46
  4.7 小结  46-47
第五章基于AUTO CAD的图形数控编程系统的开发  47-55
  5.1 DXF图形交换文件的总体结构  47-49
  5.2 DX F图形信息的读取  49-52
  5.3 数控切割路线的自动确定  52-54
  5.4 代码转换编程  54
  5.5 小结  54-55
第六章结论  55-56
参考文献  56-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58-59
致谢  59

激光切割机开放式数控系统的研究

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