学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于运动控制器的开放式数控平台的研究

作　者: 董正凯
导　师: 李建刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 开放式平台架构运动控制器路径优化
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 116次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

数控系统已朝着开放式方向发展,而基于运动控制器结构的开放式系统更是近年来数控技术发展的热点,目前在国内许多系统集成上采用运动控制器开发自己的数控系统,但由于运动控制器只是提供底层的运动控制功能,用户要开发数控系统的话还需要做许多工作。本文的目的是利用运动控制器建立一个开放式的数控平台,该平台提供数控系统一些基本功能模块以及开放式接口,方便用户进行数控系统开发。本文主要包括两个方面的内容:平台架构的研究及平台关键模块的研究。本文提出了一种分层的数控系统架构,将数控系统的各功能模块按其特点分成实时控制层、NC平台层以及应用层,各层之间通过API接口函数进行通讯。然后基于此架构利用固高公司GTS运动控制器构建了一个开放式数控平台,并且对该平台的主要功能、架构以及模块之间的通信模型和数据接口进行了分析与设计。本文还对该平台的主要功能模块进行了深入的研究,包括代码解析、刀具补偿和加工路径优化等。代码解析模块利用正则表达式进行词法分析,极大方便了代码解析过程,该模块实现了对ISO规定的常用G代码的支持;刀具补偿功能模块对各种转接模型进行了分析与建模,实现了对加工路径的C功能刀补;加工路径优化模块利用基于多尺度的尖角检测方法实现了对加工路径的准确分段,然后用最优双圆弧拟合的方法对各段进行光顺处理,结果证明该方法对那些带有噪音的加工路径有明显的改善。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-11
  1.3 课题目的与意义  11-12
  1.4 本文内容安排  12-14
第2章数控系统  14-21
  2.1 数控机床的基本结构  14-15
  2.2 数控加工流程  15-17
  2.3 开放式数控系统  17-20
    2.3.1 开放式数控系统的定义及其特点  17-18
    2.3.2 基于PC 的开放式数控系统的常见结构形式  18
    2.3.3 研究开放式数控的几个基本问题  18-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章基于运动控制器的开放式数控平台  21-30
  3.1 数控系统功能分析  21-22
  3.2 数控系统的参考架构  22-24
  3.3 基于GTS 运动控制器的开放式数控平台的设计  24-29
    3.3.1 GTS 运动控制器的功能介绍  25
    3.3.2 开放式平台的总体结构设计  25-27
    3.3.3 NC 平台层主要功能设计  27-29
  3.4 本章小结  29-30
第4章 NC 平台层的设计  30-40
  4.1 NC 平台层架构  30-32
  4.2 NC 平台层的通信模型  32-34
  4.3 自动加工流程管理  34-37
  4.4 自动加工过程中关键数据接口设计  37-39
  4.5 本章小结  39-40
第5章 NC 平台层中关键功能模块的实现  40-60
  5.1 代码解析功能  40-44
    5.1.1 ISO G 代码格式  40-41
    5.1.2 G 代码解析流程  41-44
  5.2 路径优化功能  44-55
    5.2.1 路径分段  44-48
    5.2.2 最优双圆弧拟合  48-54
    5.2.3 路径优化结果  54-55
  5.3 刀具补偿功能  55-59
    5.3.1 刀具半径补偿模型  55-59
    5.3.2 刀具补偿的流程  59
  5.4 本章小结  59-60
结论  60-62
参考文献  62-67
致谢  67

基于运动控制器的开放式数控平台的研究

内容摘要

全文目录

相似论文