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三轴数控冲床控制系统的研究与开发

作　者: 张新朋
导　师: 谷安
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 数控冲床 DXF文件自动编程图形绘制运动控制
分类号: TG385.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 39次
引　用: 3次
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内容摘要

随着电力事业的迅猛发展,母排作为一种重要电力传输元件应用日益广泛。母排需要在专用数控冲床上切头、冲孔、切断,最后经过折弯机折弯而成。目前,此类数控冲床主要依靠进口,满足不了企业生产的需求。在此背景下,研制和开发一种成本低、功能齐全、操作方便的专用数控冲床,具有重要的现实意义和实用价值。本文对数控冲床控制系统进行了研究,完成了以下几个方面的工作:1.结合母排专用冲床的结构和原理,确定了冲床控制系统的硬件系统体系结构及其硬件组成,完成了硬件输入输出资源的分配,实现了各硬件间的连接与调试。2.根据系统的控制功能要求,采用模块化设计思想,实现了功能模块的划分,完成了软件系统的总体设计。以VC++为工具开发了控制系统界面,完成了各功能模块的设计,实现了系统的运动控制功能。3.通过分析DXF文件的结构,设计了控制系统与AutoCAD的接口程序,完成了图形信息的提取和处理,并自动生成数控加工代码,实现了基于DXF文件的数控冲床图形交互式自动编程功能。4.设计了图形绘制模块,实现了基本零件图形的绘制和编辑。通过对DXF文件的结构和组码组值含义的分析,实现了DXF格式的零件图形信息的保存。5.对机床的运动控制功能进行了研究,讨论了控制系统的实时性问题。分析了加工控制过程中遇到的问题,提出了解决方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章绪论  10-17
  1.1 数控技术与数控机床  10-11
  1.2 数控冲床的发展现状及趋势  11-13
    1.2.1 数控冲床原理  11-12
    1.2.2 国内外数控冲床发展现状  12
    1.2.3 数控冲床的发展趋势  12-13
  1.3 计算机数控系统概述  13-15
    1.3.1 CNC 系统的组成  13
    1.3.2 CNC 系统的发展  13-15
  1.4 本课题研究概况  15-17
    1.4.1 研究目的和意义  15
    1.4.2 研究的主要内容  15-17
第二章硬件系统的总体设计  17-26
  2.1 数控冲床的组成  17
  2.2 数控系统的结构  17-18
  2.3 本课题采用的硬件系统结构  18-21
    2.3.1 三轴数控冲床的工作原理  18-19
    2.3.2 数控系统的硬件组成  19-21
  2.4 控制系统主要硬件介绍及连接  21-24
    2.4.1 DMC5400 运动控制卡简介  21
    2.4.2 运动控制卡与伺服单元的连接  21-23
    2.4.3 运动控制卡与传感器的连接  23-24
  2.5 输入输出资源分配  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第三章软件系统的总体设计  26-35
  3.1 数控系统软件结构分类  26-27
  3.2 软件开发平台的选择  27-29
    3.2.1 操作系统  27-28
    3.2.2 开发工具  28-29
  3.3 本系统软件结构  29
  3.4 软件主要功能模块的设计  29-34
    3.4.1 参数设置模块  30-31
    3.4.2 信号检测模块  31
    3.4.3 加工控制模块  31-32
    3.4.4 手工编程模块简介  32-33
    3.4.5 自动编程模块简介  33
    3.4.6 图形编辑模块简介  33
    3.4.7 用户密码设计  33-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章 DXF 文件信息处理及自动编程的实现  35-47
  4.1 DXF 文件简介  35-37
    4.1.1 DXF 文件的总体结构  35-36
    4.1.2 DXF 文件中组码和组值的对应关系  36-37
  4.2 DXF 文件图形信息的提取  37-41
    4.2.1 直线信息的提取  38-39
    4.2.2 圆的信息的提取  39
    4.2.3 圆弧信息的提取  39-41
    4.2.4 矩形信息的提取  41
  4.3 图形信息的处理  41-44
    4.3.1 零件的折弯展开计算  41-43
    4.3.2 刀具中心轨迹的生成  43-44
  4.4 后置处理程序设计  44-45
    4.4.1 坐标转换  44
    4.4.2 数控程序的生成  44-45
  4.5 自动编程实例  45-46
  4.6 本章小结  46-47
第五章绘图模块的设计  47-55
  5.1 图形的绘制  47-50
    5.1.1 建立坐标系  47-48
    5.1.2 绘制基本图形  48-50
  5.2 图形的编辑  50-52
    5.2.1 拾取图元  50-52
    5.2.2 编辑图形  52
  5.3 DXF 文件的生成  52-54
  5.4 本章小结  54-55
第六章机床运动控制功能的实现  55-61
  6.1 机床自动加工的实现  55-57
  6.2 控制系统的实时性分析  57-60
    6.2.1 伺服系统的实时性  57-58
    6.2.2 输入输出的实时性  58-59
    6.2.3 加工过程中遇到的实时问题及解决方法  59-60
  6.3 本章小结  60-61
第七章总结与展望  61-63
  7.1 总结  61
  7.2 展望  61-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
在学期间的研究成果及发表的学术论文  67-68
附录  68-73

三轴数控冲床控制系统的研究与开发

内容摘要

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