基于开放系统的仿形铣床数控系统研究

基于开放系统的仿形铣床数控系统研究

一、基于开放式体系的仿型铣床数控系统研究(论文文献综述)

文翠芳[1](2020)在《教学型数控微型铣床的研究与设计》文中研究指明目前,我国机电类职业技术院校数控加工实训教学多采用工业数控机床设备来进行教学,存在着设备投入大,教学成本高、效率低等方面问题。为解决上述问题,本课题研究开发了用于数控加工实训教学并具有结构简单、操作容易及成本较低特点的教学型数控微型铣床,主要研究工作如下:1.研究总结国内外数控微型铣床相关资料,结合本课题设计要求,对教学型数控微型铣床进行总体方案设计,确定了机床总体布局及立式单立柱结构形式。对机床整机结构以及主轴系统、进给系统、基础部件和辅助装置进行具体设计,并对主轴抱夹、主轴垫块、配套夹具进行了创新设计;采用CAXA设计软件完成机械部分的三维建模,并完成微型铣床的零部件加工装配。进行控制系统方案设计以及控制器与数控系统选型设计、主轴和步进电机驱动器选型设计、控制箱布局及面板设计,并完成控制箱制作及控制系统的搭建。完成了机械系统与控制系统联调。2.运用ANSYS软件对微型铣床的整机及主要机械部件进行静力学分析和模态特性分析,将机床三维模型导入ANSYS软件中,进行静态分析得到其静刚度和静态下的应力分布情况,进行模态分析得到其前六阶模态的固有频率和振型,校验所设计的微型铣床达到静态和动态的设计要求。3.进行了微型数控铣床的精度测试及实际样件加工实验,利用激光干涉仪检测微型机床的定位精度和重复定位精度,利用样件加工实验检验机床的加工精度、可操作性及与数控实训教学的融合性,所设计教学型数控微型铣床机床可满足各职业院校数控专业教学需求,具有较强实用性。

李朋军[2](2013)在《微型磨床数控系统的研究与开发》文中进行了进一步梳理随着科学技术的不断进步,微型精密机械使用越来越多,利用微小型机床进行三维微小零件的切削加工越来越受到人们的亲睐。为了满足微小型化产品的需求,本课题进行了微型磨床体系结构设计,数控系统硬件设计,数控系统软件设计以及伺服系统设计。研究工作将促进微小型机床的发展,填补这个领域的国内空白,同时也将为研究微小零件的加工技术提供一个良好的试验平台。本数控磨床的硬件设计采用了PC+NC的并行双CPU结构,利用基于Windows操作系统的IPC机进行前台控制,以PMAC作为后台的运动控制器,并与高速电主轴、伺服电机、伺服驱动器等共同构成了三轴联动的微型磨床。微磨床数控系统软件操作界面通过可视化编程工具VB6.0进行开发,通过对Pcomm32.dll动态链接库中库函数的调用,实现对微磨床的运动控制和管理。针对微小机床的特殊要求,数控系统还添加了视频显微模块,以实现加工过程的状态监测和精密对刀。整个操作界面采用了模块化设计的思想,能够实现手动操作、自动加工、参数设置、状态显示及视频显微等功能。伺服系统采用全闭环伺服控制结构,以满足微磨床的加工精度及稳定性要求,并且设计了一种自适应模糊PID控制器,在总结了这种控制器的特点以及参数设计规律之后,利用Matlab/Simulink对闭环系统进行仿真得出最佳PID调节参数,提高磨床的定位精度和伺服跟踪精度。

吕元哲[3](2010)在《基于PMAC的微型铣床数控系统的研究》文中研究表明微细切削加工技术在精密三维微小零件制造中的应用,引发了微细制造领域的重大技术变革。其区别于MEMS技术和超精密加工技术,是利用传统机加工方式并针对微米和中间尺度微小零件进行高效率、高精度微细制造的有效途径。微型数控机床是实现微细切削加工技术的重要装备。近年来,国外微型机械加工技术的研究发展很快,已开发出实用系统,但多数仍处于试制阶段且对我国技术保密;国内在微细切削设备专用机床研发方面尚属初期。对于微型数控机床的研制而言,控制系统的设计是保证机床机械加工性能的重点。本文在前期搭建的微型铣床实验台基础上,重点研究了基于PMAC的微型数控铣床开放式数控系统,包括控制系统的硬件搭建及重要组件的选型及配置;伺服系统的建立及数控系统软件开发;最后通过加工微小零件对研发的数控系统的整体性能进行了验证。本文研究工作将为我国微细机械加工技术的研究奠定良好的基础,同时也将促进我国微小型化加工设备的研究、开发和利用。本文主要研究内容如下:(1)采用PMAC多轴运动控制卡及其转接板,配以研华IPC-610H工控机,搭建了PC+NC型上下位机式并行双CPU的数控系统的硬件体系。以PMAC作为运动控制器,与高速电主轴、精密进给台、电子手轮以及强电控制柜等共同构成控制系统的硬件体系。针对微铣床的特殊要求,设计了改进的对刀方法。(2)提出了“直流伺服电机++精密高速滚珠丝杠+精密光栅尺”的进给伺服系统方案。采用复合PID+前馈控制,保证了伺服驱动系统的定位精度和快速响应性能。利用PMAC内置软PLC实现了主轴运行的安全检测。(3)在windows平台下,利用VC++6.0,完成了数控系统软件开发。采用模块化设计的思想,调用PMAC软件通信接口Pcomm32动态链接库,实现了微铣床的运动控制以及系统管理。最后在微型数控铣床上进行了微小平面的铣削试验,并进行了粗糙度测量,试验结果验证了所研发的微铣床数控系统的整体性能。

段卫平[4](2010)在《开放式数控系统的研究与设计》文中研究表明随着我国工业的迅猛发展,企业间的竞争日益加剧。为了在竞争中赢得市场,企业需要不断提升生产效率,降低生产成本,提高产品的质量。机械加工企业中的陈旧数控设备往往都是采用传统封闭式的数控系统,存在着兼容性差、难以扩展、精度较低、效率较低等诸多缺点。为了提高生产效率和产品质量,越来越多的企业尤其是中小企业从经济性考虑,希望通过改造现有的落后数控设备来满足实际生产要求。本文正是基于这样的市场需求,通过对一台老式数控铣床的改造,研究和设计了一种开放式数控系统。该系统包括硬件和软件两部分,硬件部分采用工业控制计算机、DMC-1842数字运动控制卡、伺服驱动器以及交流伺服电机等构成了半闭环结构的硬件系统,硬件系统的开发兼顾了经济型和实用性,具备较广的市场前景。软件部分则利用Visual Basic作为开发工具,基于运动控制卡生产商提供的ActiveX控件等,设计并实现了模块化的数控软件系统,该软件包括运动控制卡的系统设置模块、状态信息显示模块、数控代码处理模块、仿真模块等,软件的设计方法极其思想对于数控系统的终端用户具有一定的参考价值。

肖明,伍衡[5](2008)在《第五届中国数控机床展览会(CCMT2008)国产数控系统展品评述(续二)》文中提出10.江苏仁和(1)CNC-200MC铣床加工中心数控系统CNC-200MC是江苏仁和新技术产业有限公司为了满足市场需要精心开发设计的、基于嵌入式PC平台的开放式体系结构的铣床加工中心数控系统。该系统运行于DOS平台,内存大

冯新文[6](2008)在《八轴开放式数控系统功能软件模块设计研究》文中研究指明随着市场全球化的发展,市场对于适合中小批量加工、具有良好柔性和多功能性的制造系统的需求已超过对大型单一功能的制造系统的需求,这种趋势促成了一个新概念的产生,即模块化、可重构、可扩充的软件与硬件系统,也就是开放式数控系统。论文阐述了国内外数控系统的现状和发展趋势,提出研究和开发开放式数控系统的必要性。在分析目前应用比较广泛的OSACA开放式体系结构的基础上,重点研究了软件的体系结构和各个模块的功能及之间的联系。在Windows系统环境下,采用面向对象的编程语言,利用多线程并行处理的特点,设计开发了基于多轴多通道的数控系统软件结构,并运用软件工程学的思想对软件模块进行了功能划分和设计,构造了多模块的可易扩展的软件平台。并且在原有基础上丰富完善了系统总体调度模块、参数设置模块、软PLC模块、NC模块,状态显示模块等。各个模块之间通过标准的接口协调工作,共同完成数控系统的功能。该系统是一个能够同时完成程序译码、插补运算、系统管理、伺服控制等任务的控制系统,具备了一般商用数控系统的通用功能。如果需要对系统的功能进行调整,只需要增减功能模块即可,体现出了系统开放性、灵活性的特点。最后将开发出的数控系统应用在铣床数控化改造中。实践证明,以工控机和运动控制器为控制系统的核心控制器,不仅可以大大的简化系统的开发周期,实现资源的合理配置,而且,系统开发者和机床用户可以将自己的特殊的加工工艺、管理经验和操作技能纳入控制系统形成自己的产品特色。

刘宏艺[7](2008)在《球冠面反求数据处理方法的研究》文中认为随着航空航天、汽车、船舶及模具等制造工业的发展,自由曲面零部件在整个现代工业系统中越来越受到重视,制造业急切地投入大量人力物力来研究有效的数控仿形加工技术,而其中的依测点数据对自由曲面仿形加工成为目前研究的重点之一。本文首先分析了国内外数控仿形加工技术的发展过程;并在研究现状的基础上,阐述了基于测点数据的直接数控仿形加工算法的重要性;在传统的数控铣床上设计了一套基于测点数据的直接数控仿形加工系统,并通过试验验证其可行性;同时对测点数据的处理、压缩算法等问题进行了深入研究。最后总结了本论文工作,并对后续研究作了展望。本论文的研究工作包括以下几个方面:1.根据项目要求及工件实际特点设计整体数控仿形加工系统。2.仿照数控仿形情况,组建试验测量系统,对试验对象进行分析,制定相应的测量轨迹和测量基准选取方案,从而得到表面测量数据。3.针对非接触式激光测量得到的大量测点数据,探讨测点数据预处理的方法。首先利用毛刺处理的算法,除去粗大误差;分析常用的平滑滤波、高斯滤波以及中值滤波方式适用范围;根据非接触式测量得到的测点数据特点,选用圆率法进行光顺处理;其次在对加工工件的表面特点进行分析后,提出适合本课题的台阶处理方法;最后在比较以往常用的数据压缩算法基础上,提出了一种针对激光测量得到的大量冗余数据的压缩处理算法,在保证特征点的同时实现数据等间隔。4.测量信息数据库的建立完善了整个测量系统的管理。

张霖[8](2007)在《数控微细铣削机床系统构建及性能研究》文中提出微细切削加工技术在精密三维微小零件制造中的应用,引发了微细制造领域重大的技术变革。其区别于MEMS技术和超精密加工技术,是利用传统机加工方式并针对微米和中间尺度微小零件进行高效率、高精度微细制造的有效途径。超精密机床是实现微细切削加工技术的重要装备,目前国内在微细切削设备专用机床研发方面尚属初期,欠缺对从系统设计构建到性能评估的一系列深入研究,而国外虽已开发出实用系统,但多数仍处于试制阶段且对我国技术保密。本文针对微细铣削加工,对数控微细铣削机床系统设计过程中的关键技术进行深入的研究,并对影响加工精度的机床主要性能特点进行评估和验证,主要创新性成果如下:1)设计并构建了一台专用于微细铣削加工的小型三轴数控微细铣削机床系统。机床的本体尺寸为300mm×400mm×500mm,机床的工作空间尺寸为50mm×50mm×20mm,全闭环数控系统分辨率为0.05μm,能实现亚微米级加工精度。关键部件采用高速空气静压电主轴、精密滑台、直线电机以及基于IPC的多轴运动控制卡,结合优化的插补控制策略及误差补偿机制,能实现包括微直槽、微同心圆槽、薄壁、微齿轮及微球体的数控微细铣削加工,加工试验结果显示,该铣床已经具有加工三维大深宽比meso尺度三维零件的能力。2)对构建的微细铣削机床机械本体结构空间误差特性进行分析,运用多体系统运动学理论和齐次变换矩阵,根据微铣床误差特性,建立了微铣床空间综合误差模型。通过实际测量对微铣床空间误差参数进行辨识,并采用综合动态补偿方法进行误差补偿。3)提出了利用机床空间误差模型并基于损失模型的微铣床结构参数优化方法,为实现机床结构参数最优化设计提供了数学依据,运用该法实现了在机床设计阶段实现空间误差的最小化。4)对微细铣削系统直接驱动工作台微进给系统的伺服控制特性进行研究,建立了直线电机直接驱动伺服系统数学模型,并以此为基础分析了微细铣削系统单轴伺服控制特性,提出以PI控制算法为基础,结合速度、加速度前馈和陷波滤波器相结合的的控制策略,达到满意的控制性能。进一步分析多轴联动轮廓误差成因,提出采用交叉耦合轮廓控制方法提高直线电机驱动微进给工作台轮廓精度的控制策略,为微细铣削加工奠定了控制方面的基础。5)对微细铣削机床系统的切削加工性能进行研究,提出基于最小切削厚度理论的微细铣削加工机理分析过程。通过微细铣削表面粗糙度实验分析验证该机理分析过程的正确性,并考察了重要切削工艺参数对微细铣削零件表面粗糙度的影响规律,为后续生产奠定了工艺方面的基础。进一步通过一系列微小零件的铣削加工实验验证该微细铣削机床系统的切削加工性能。

祁若龙[9](2008)在《开放式数控伺服模型及位置控制技术的研究》文中指出先进数控机床是机床产业中能够衡量一个国家制造水平、最具代表性、附加值最高的产品。伺服系统的位置控制技术是决定数控机床加工精度的核心技术之一。在剖析了开放式数控系统特征的基础上,设计和构建了数字化仿形技术和三轴联动数控加工一体的,以工业计算机(IPC)和通用工业接口卡为核心的硬件平台。该平台支持4路正交编码器脉冲计数,4路D/A输出,16通道单端或8通道差分A/D输入和48路I/O。对控制电路进行了高度集成,增加了抗干扰技术,为高速高精加工数控系统的实现提供了强有力的支持和保证。本文根据现代高精度数控系统的功能需求,研究并优化了数控系统软件关键技术的内核算法。通过建立缓冲区和代码分流技术对G指令实行逐行译码。应用数据采样插补技术处理G指令中的直线、圆弧信息。采用了先进的五次样条插补技术和前瞻控制方法处理自由复杂曲线的轮廓信息。对各模块进行了优化,最大限度地实行增量运算和迭代求解,在运用高精度算法的同时,显着地提高了运算速度。基于优化后的数控软件算法,用C语言在VC平台下开发了一种基于开放式体系结构的数控系统软件内核。本文的开放式体系数控内核已经实现模块化,具有较强的可换性、可伸缩性、可移植性、可扩展性,不仅简化了硬件结构,而且显着地降低了系统成本。基于所建立起来的数控系统平台,构建并研究了高速运行条件下的伺服系统四阶模型。采用阶跃响应对具有相同位置控制器参数的高速四阶模型与低速一阶模型和中速二阶模型进行响应特性的比较。发现随着伺服系统运行速度的提高,系统性能会由于原有位置控制器参数设置的误差而发生恶化。本文通过极点配置的方法,对高速伺服系统的四阶模型进行了参数优化,得到了响应速度快、没有震荡和超调的系统响应特性。为了增加系统稳定性,利用所得到的优化参数对神经元PID控制器进行初始化,构建了以优化后参数为基础的神经元PID控制器。仿真试验表明,这种方法可以使系统在保持优化后系统特性的基础上,将系统的干扰峰值降低10%以上。

王瑞[10](2007)在《6-TPS并联平台型数控铣床关键技术的研究》文中认为为了实现5坐标加工能力,充分利用大量传统立式铣床的资源,同时积累相应的铣床数控改造的经验,本文提出了两种改造方案,并对方案的可行性及相关理论进行了研究分析,最终采用其中的一种方案,研制出6-TPS并联平台型数控铣床,为以后传统立式铣床的多自由度数控改造提供一种可行方案。建立了6-TPS并联平台型数控铣床需要的三个必要的坐标系(工件、上平台、基座坐标系),给出了坐标系之间的转化关系,采用合适的上平台姿态角表示方法,实现了从刀位文件到最终支路驱动量之间的转变,同时也给出了由支路驱动量到刀具加工点位姿的求解,针对刀位文件速度校验的需要,进行了数控铣床的运动学分析,针对结构参数的设计需要,对铣床进行了姿态灵活度、位置灵活度的推导求解。考虑到倒置和正置式铣床布局结构的不同,采用刀头点在上平台上的可达空间作为铣床的工作空间。为了快速对刀位文件进行校验,本文采用记录不同高度对应的工作空间的内切圆柱体的半径、高度、刀具姿态角,形成相应刀具对应的工作空间表单,利用极坐标求解的方法确定工作空间具有求解速度快,数据存储量小的特点,而且有利于数据量大的刀位文件进行快速校验,提高工作效率。合理设计并联平台的结构参数,在工作空间范围内考虑驱动支路的惯量、上平台质量及主轴质量对动力学性能的影响。针对6-TPS并联平台型铣床刀具刀头点位置参数与并联工作台的结构参数存在较大的耦合性,采用了加权分类隔离的标定方法,把结构参数分为两大类,在工作台上加工一辅助工艺孔,借助该工艺孔,固定一类参数,标定另一类参数,在并联工作台的结构参数标定过程中,采用了二次优化和改进后的共轭梯度法进行标定,提高了标定效率。通过多轮标定,最终可以提供一套结构参数,使其能够保证工件的加工精度,考虑立式铣床的主轴独立于并联平台,获取主轴中心线的倾斜方向角,采用修正刀位文件姿态参数的方法,消除刀具加工过程中可能产生的“搓板”现象。为了改进传统数控软件存在的诸如软件结构复杂、升级困难、不易维护等缺点,考虑目前用软件复用,软件重构等软件开发新技术对开放式数控系统进行研究的趋势,采用了COM组件技术,开发一系列铣床加工需要的底层组件、中间组件,形成由文档与数据库层、中间自动化组件层、上层数控软件应用层组成的三层结构。中间组件层采用了聚合技术,可以实现组件的高效应用,这种结构有利于数控软件的快速并行开发、组件的快速替换、便于升级和维护,可在较高层次上满足开放式数控系统的要求。对第二种数控改造方案XY-RPS型铣床本文第二章也进行了相关理论的分析推导,其中推导出合理的姿态角表示方式,给出了RPS并联机构简洁的约束方程,利用约束方程可以方便地进行运动学分析求解,文章还提出了改进的杆长逼近正解算法,该算法较传统数值算法以及封闭正解算法更加方便快捷。分析了加工过程中离散时间、步长对两种铣床上平台运动性能的影响,另外也对两种方案刀具的工作空间进行了分析比较。本文最终采用6-TPS并联平台型数控铣床作为改造方案,成功实现了铣床必需的手控模块、定位模块、过程监控等模块,完成了铣床50个结构参数的标定工作,验证了各章节理论推导的正确性。

二、基于开放式体系的仿型铣床数控系统研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于开放式体系的仿型铣床数控系统研究(论文提纲范文)

(1)教学型数控微型铣床的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究背景
        1.1.3 课题研究意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 国外研究状况
        1.2.2 国内研究状况
    1.3 本课题的主要研究内容
第二章 教学型数控微型铣床总体方案
    2.1 机床技术参数确定
    2.2 机床总体结构方案
        2.2.1 微型数控铣床机械结构方案
        2.2.2 微型数控铣床控制系统方案
    2.3 本章小结
第三章 数控微型铣床本体及控制系统设计
    3.1 数控微型铣床主轴系统设计
        3.1.1 机床Z轴总成
        3.1.2 机床主轴组件设计
        3.1.3 机床电主轴设计
        3.1.4 机床主轴夹具结构创新设计
    3.2 数控微型铣床进给系统设计
        3.2.1 进给系统驱动电机设计
        3.2.2 导轨及丝杠设计
    3.3 数控微型铣床基础支承件和辅助部件设计
        3.3.1 XY轴工作台设计
        3.3.2 底座及立柱设计
        3.3.3 辅助部件设计
    3.4 数控机床控制系统设计
        3.4.1 数控系统整体方案
        3.4.2 控制器方案及数控系统选型设计
        3.4.3 电主轴驱动器及步进电机驱动器选型设计
        3.4.4 控制箱布局与面板设计
    3.5 微型机床样机制作与调试
    3.6 本章小结
第四章 教学型数控微型铣床结构有限元分析
    4.1 有限元分析方法
    4.2 主轴垫块的有限元分析
        4.2.1 主轴垫块的静态分析
        4.2.2 主轴垫块的模态分析
    4.3 机床立柱的有限元分析
        4.3.1 立柱的静态分析
        4.3.2 立柱模态分析
    4.4 机床部件有限元分析
        4.4.1 主轴组件的模态分析
        4.4.2 Z轴总成部件模态分析
    4.5 机床整机有限元分析
        4.5.1 整机的静态分析
        4.5.2 整机模态分析
    4.6 本章小结
第五章 教学型数控微型铣床精度测试及加工实验
    5.1 微型数控铣床实验样机定位误差检测
        5.1.1 定位精度测量基本原理
        5.1.2 实验样机定位精度检测
        5.1.3 实验样机定位精度实验数据处理及结果
        5.1.4 误差分析
    5.2 微型数控铣床加工实验
        5.2.1 手工编程加工实验
        5.2.2 自动编程加工实验
    5.3 微型数控铣床在教学中的运用
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
附录

(2)微型磨床数控系统的研究与开发(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题的研究目的及意义
    1.2 微型机床的产生与国内外研究现状
    1.3 机床微型化研究的必要性及需解决的问题
    1.4 数控系统的产生与发展
    1.5 开放式数控系统
        1.5.1 开放式数控系统的定义
        1.5.2 开放式数控系统的国内外研究现状
        1.5.3 开放式数控系统的结构形式
    1.6 课题研究的主要内容
第2章 微磨床数控系统硬件设计
    2.1 数控系统的总体要求
    2.2 微磨床数控系统的工作原理
    2.3 数控系统的方案选择
    2.4 数控系统的总体结构
    2.5 数控系统的硬件配置
        2.5.1 运动控制器
        2.5.2 伺服驱动器和伺服电机
        2.5.3 PC 机
        2.5.4 主轴
        2.5.5 视频显微系统
        2.5.6 光栅系统
    2.6 PMAC 硬件结构及连线
        2.6.1 PMAC 硬件结构
        2.6.2 PMAC 卡的基本跳线设置
        2.6.3 PMAC 卡的系统连线
    2.7 本章小结
第3章 微磨床数控系统软件设计
    3.1 软件开发环境及方法
        3.1.1 系统开发环境
        3.1.2 Pcommon32
        3.1.3 与 PMAC 通讯的实现
        3.1.4 PMAC 的 4 种变量介绍
    3.2 数控系统功能模块化设计
        3.2.1 主窗口界面
        3.2.2 加工程序管理模块
        3.2.3 状态显示模块
        3.2.4 手动操作模块
        3.2.5 自动加工模块
        3.2.6 参数设置界面
        3.2.7 视频显微模块
    3.3 本章小结
第4章 微磨床伺服系统设计
    4.1 PID 控制器简介
        4.1.1 PID 控制器的现状
        4.1.2 PID 控制器的基本原理
        4.1.3 PID 控制器各参数的作用
        4.1.4 控制系统的评价指标
    4.2 伺服系统的稳定性
        4.2.1 伺服控制系统的方案选择
        4.2.2 模糊控制系统的设计
        4.2.3 PID 控制系统仿真设计
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢

(3)基于PMAC的微型铣床数控系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源和研究意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 微型机床研究现状
        1.2.1 国外微型机床的发展概况
        1.2.2 国内微型机床的发展概况
    1.3 开放式数控系统的研究现状
    1.4 PC+NC型数控系统介绍
    1.5 课题的主要研究内容
2 数控系统硬件体系设计
    2.1 硬件架构与元件选择
        2.1.1 PMAC卡与转接板
        2.1.2 工控机
        2.1.3 电主轴及配套件
        2.1.4 进给轴及配套件
    2.2 PMAC与电主轴的接口技术
        2.2.1 变频器接口说明
        2.2.2 ACC-34AA使用方法
        2.2.3 变频器连接方法
    2.3 PMAC与PI进给台的接口技术
        2.3.1 C-809接口说明
        2.3.2 ACC-8E使用方法
        2.3.3 C-809连接方法
    2.4 手轮与对刀装置
        2.4.1 手轮接口说明与使用方法
        2.4.2 对刀的实现
    2.5 控制系统电柜的设计
    2.6 本章小结
3 伺服系统建立
    3.1 PMAC硬件设置
    3.2 PEWIN使用介绍
    3.3 伺服系统设计
        3.3.1 I变量
        3.3.2 电机I变量设置
        3.3.3 编码器和回零I变量设置
        3.3.4 坐标系I变量设置
    3.4 控制模型与实现
        3.4.1 控制模型
        3.4.2 Tuning PRO
        3.4.3 控制参数的确定
    3.5 PLC程序设计
        3.5.1 PMAC内置PLC介绍
        3.5.2 PLC的使用实例
    3.6 本章小结
4 数控系统软件开发
    4.1 主机程序界面设计
    4.2 动态链接库PComm32
        4.2.1 PComm32简介
        4.2.2 PComm32使用
    4.3 双端口RAM
        4.3.1 双端口RAM简介
        4.3.2 双端口RAM的使用实例
    4.4 系统功能设计与实现
        4.4.1 控件技术
        4.4.2 多线程技术
        4.4.3 代码编辑处理
        4.4.4 代码仿真
        4.4.5 文件管理
    4.5 控制系统的性能测试
        4.5.1 加工设备及实验材料
        4.5.2 实体建模与加工代码生成
        4.5.3 试验结果
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)开放式数控系统的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 概述
        1.2.1 数控系统概述
        1.2.2 开放式数控系统概述
        1.2.3 开放式数控系统的优势
    1.3 开放式数控系统在国内外的现状
        1.3.1 在国外的研究现状
        1.3.2 在国内的研究现状
    1.4 开放式数控系统的发展趋势
    1.5 课题研究意义及主要内容
    1.6 论文结构安排
2 开放式数控系统硬件设计
    2.1 硬件结构模式
    2.2 硬件组成及功能
    2.3 工控机
    2.4 运动控制器
        2.4.1 运动控制器的分类
        2.4.2 GALIL运动控制卡
    2.5 进给伺服系统
        2.5.1 伺服系统结构类型的选定
        2.5.2 电机和驱动器
        2.5.3 编码器
    2.6 其它
        2.6.1 限位及主轴调速
        2.6.2 硬件连接
    2.7 本章小结
3 开放式数控系统软件设计
    3.1 软件整体设计
        3.1.1 软件结构规划
        3.1.2 软件开发环境介绍
    3.2 界面设计
    3.3 系统设置模块设计
        3.3.1 注册与连接子模块
        3.3.2 复位与数据清空子模块
        3.3.3 固件刷新子模块
        3.3.4 数字滤波参数设置子模块
        3.3.5 等待时间设置子模块
    3.4 状态信息模块设计
        3.4.1 运动轴坐标及速度信息
        3.4.2 中断信息
        3.4.3 其它信息
    3.6 本章小结
4 系统测试
    4.1 测试实例
    4.2 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献

(6)八轴开放式数控系统功能软件模块设计研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 数控系统的发展状况
    1.2 开放式数控系统概述
        1.2.1 开放式数控系统定义
        1.2.2 开放式数控系统的体系结构
    1.3 开放式数控系统发展状况
        1.3.1 国外开放式数控系统发展状况
        1.3.2 国内开放式体系结构的发展
    1.4 基于运动控制器的开放式数控系统的关键技术
        1.4.1 数控系统平台构建技术
        1.4.2 开放式数控系统API的研究开发
        1.4.3 开放式数控系统平台逻辑控制功能研究
    1.5 课题的产生及意义
    1.6 本课题的研究方法和内容
第二章 开放式数控系统整体规划
    2.1 系统设计目标
    2.2 开放式数控系统试验平台的硬件结构及选型
        2.2.1 开放式数控系统硬件结构
        2.2.2 工控机选型
        2.2.3 运动控制卡选型
    2.3 开放式数控系统中软件的设计规划
        2.3.1 数控软件开发环境
        2.3.2 数控系统软件结构整体规划
第三章 软件结构分析与研究
    3.1 系统软件的总体设计
    3.2 多线程编程方法在系统中的应用
        3.2.1 多线程定义
        3.2.2 系统中线程划分
        3.2.3 多线程编程应用实例
    3.3 动态链接技术在系统中的应用
        3.3.1 动态链接技术定义
        3.3.2 动态链接库在系统中应用实例
    3.4 内存映射文件在系统中的应用
第四章 系统功能模块设计
    4.1 参数模块设计
    4.2 软PLC模块设计
    4.3 NC模块设计
第五章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(7)球冠面反求数据处理方法的研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
    1.3 课题来源
    1.4 论文工作内容
2 数控加工和测试方案设计
    2.1 工件描述及系统设计依据的主要指标
    2.2 整体方案概述
    2.3 椭球冠状面数控加工机床本体结构组成
        2.3.1 工件安装与支撑
        2.3.2 旋转传动系统
    2.4 椭球冠状面数控加工机床本体的设计
        2.4.1 定义坐标
        2.4.2 椭球冠状面数控加工机床本体结构组成
    2.5 椭球冠状表面数据传感检测系统设计方案
    2.6 数控操作系统方案设计
    2.7 本章小结
3 试验测量系统设计
    3.1 测量系统概述
    3.2 测量轨迹规划
        3.2.1 射线型
        3.2.2 横线型
        3.2.3 同心圆型
    3.3 试验对象
    3.4 测量取点方式及比较
        3.4.1 测量取点方式
        3.4.2 取点方式比较
    3.5 测量对象特殊性分析
    3.6 测量基准选取
    3.7 边界扫描
    3.8 本章小结
4 测量技术的实现
    4.1 激光传感器选型及原理分析
        4.1.1 激光传感器及其配件选型
        4.1.2 三角测量法原理分析
    4.2 影响激光三角法测量精度的因素
        4.2.1 内部因素
        4.2.2 外部因素
    4.3 控制系统
    4.4 圆弧运动原理分析
        4.4.1 逐点比较法
        4.4.2 数据积分法(DDA)
    4.5 测量系统误差分析
    4.6 本章小结
5 测量数据处理
    5.1 测量数据生成
    5.2 数据预处理及结果
        5.2.1 去除毛刺
        5.2.2 数据滤波
        5.2.3 数据光顺
        5.2.4 去除台阶
        5.2.5 数据压缩
        5.2.6 测量结果
    5.3 测量信息数据库
    5.4 本章小结
6 试验结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(8)数控微细铣削机床系统构建及性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微细切削技术发展现状
        1.2.1 微细切削技术概述
        1.2.2 微细切削技术发展
        1.2.2.1 微细切削设备
        1.2.2.2 微细切削加工
    1.3 微细铣削机床系统关键技术
        1.3.1 高速主轴技术
        1.3.2 微进给驱动技术
        1.3.3 CNC 控制技术
        1.3.4 伺服控制技术
        1.3.5 机床整机空间误差控制技术
    1.4 本文的选题背景及研究内容
第二章 微细铣削系统设计与构建
    2.1 引言
    2.2 总体方案
        2.2.1 微细铣削加工对机床系统的要求
        2.2.2 微细铣削加工系统的总体结构
    2.3 机械结构设计及分析
        2.3.1 床身机械结构设计
        2.3.2 床身机械结构模态分析
        2.3.3 运动平台安装垂直度测量
    2.4 开放式数控系统设计
        2.4.1 硬件配置
        2.4.2 软件配置
        2.4.3 接口功能设计
    2.5 微细铣削主轴-刀具系统设计
        2.5.1 高速主轴的选择
        2.5.1.1 主轴支承的选择
        2.5.1.2 主轴电机最高转速的要求
        2.5.1.3 主轴回转精度的要求
        2.5.1.4 主轴电机与主轴的配合
        2.5.1.5 主轴冷却系统
        2.5.1.6 主轴单元的动平衡
        2.5.2 微型铣刀的选择
        2.5.3 主轴-刀具接口设计
    2.6 微进给伺服系统设计
        2.6.1 直接驱动技术原理
        2.6.2 直线电机驱动微进给伺服系统控制方案设计
        2.6.3 直线电机参数选择及安装
        2.6.4 直线电机驱动微进给滑台结构设计
        2.6.5 直线电机位置检测技术
        2.6.6 工作台重复定位精度测量
    2.7 床身振动隔离系统设计
        2.7.1 机床床身隔振原理
        2.7.2 自平衡充气式隔振系统设计
    2.8 过程监测系统设计
    2.9 本章小结
第三章 微铣床综合空间误差分析
    3.1 引言
    3.2 基于多体系统理论的微铣床综合空间误差建模
        3.2.1 多体系统理论
        3.2.1.1 多体系统拓扑结构
        3.2.1.2 多体系统描述方法
        3.2.1.3 相邻体间的坐标变换矩阵
        3.2.1.4 多体系统的运动方程
        3.2.2 微铣床综合空间误差建模
        3.2.2.1 拓扑结构建立及描述
        3.2.2.2 坐标系的设定
        3.2.2.3 相邻体之间坐标变换矩阵构造
        3.2.2.4 机床空间误差模型建立
        3.2.2.5 机床综合空间误差描述
    3.3 微铣床空间误差辨识及补偿
        3.3.1 空间误差模型参量辨识
        3.3.2 空间误差补偿
    3.4 基于空间误差模型的微铣床结构优化
        3.4.1 参数设计的损失模型优化方法
        3.4.2 机床结构参数设计
        3.4.3 正交试验设计
        3.4.4 试验结果分析
    3.5 本章小结
第四章 直线电机微进给伺服系统控制特性研究
    4.1 引言
    4.2 直线电机微进给伺服系统模型建立
        4.2.1 直线电机伺服驱动系统结构
        4.2.2 直线电机伺服单元数学模型
    4.3 微细铣削系统单轴伺服控制研究
        4.3.1 直线电机伺服系统位置控制器算法选择
        4.3.2 直线电机伺服系统前馈控制器设计
        4.3.3 陷波滤波器设计
        4.3.4 伺服性能试验
    4.4 微细铣削系统多轴联动轮廓控制策略研究
        4.4.1 研究轮廓控制方法的必要性
        4.4.2 轮廓误差模型
        4.4.2.1 轮廓误差定义
        4.4.2.2 轮廓误差模型
        4.4.3 多轴交叉耦合控制方法
        4.4.3.1 交叉耦合控制方法概述
        4.4.3.2 二轴交叉耦合轮廓控制方案
        4.4.3.3 仿真实验及结果
    4.5 本章小节
第五章 微细铣削加工实验研究
    5.1 引言
    5.2 微细铣削加工机理分析
        5.2.1 最小切削厚度
        5.2.2 最小切削厚度对微细铣削影响分析
        5.2.3 最小切削厚度值的确定
    5.3 微细铣削表面粗糙度实验
        5.3.1 试验方案设计及条件准备
        5.3.2 表面粗糙度测量
        5.3.3 实验结果分析
        5.3.3.1 每齿进给量对表面粗糙度的影响
        5.3.3.2 切削线速度对表面粗糙度的影响
        5.3.3.3 刀具直径和切削深度对表面粗糙度的影响
        5.3.3.4 刀具跳动对表面粗糙度的影响
    5.4 微小零件微细铣削加工实验
        5.4.1 微直槽铣削实验
        5.4.2 复杂二维结构件微细铣削试验
        5.4.3 三维结构微细铣削试验
    5.5 本章小节
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 对继续研究工作的展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表的论文和参加的科研项目

(9)开放式数控伺服模型及位置控制技术的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 数控机床的研究现状
        1.2.1 数控机床的发展概况
        1.2.2 数控机床的国外发展现状
        1.2.3 数控机床的国内发展现状
    1.3 论文的主要研究内容
2 基于IPC的开放式数控系统体系结构
    2.1 系统总体结构
        2.1.1 开放式数控体系
        2.1.2 数控系统结构
    2.2 伺服系统结构
        2.2.1 伺服控制系统
        2.2.2 伺服系统控制方式
    2.3 硬件接口设计
        2.3.1 强电回路
        2.3.2 信号电路
        2.3.3 接口板外围电路
        2.3.4 伺服控制器外围电路
    2.4 软件系统结构
        2.4.1 软件系统的功能规划
        2.4.2 软件模块组织结构
3 数控系统软件关键技术研究
    3.1 G代码处理
        3.1.1 译码处理模块
        3.1.2 数据采样插补模块
        3.1.3 柔性加减速控制模块
    3.2 仿形数据反求及轨迹控制技术
        3.2.1 五次样条插补
        3.2.2 前瞻控制
4 伺服系统建模
    4.1 数控系统整体建模
        4.1.1 伺服控制器的建模
        4.1.2 电机部分的建模
        4.1.3 机械部分的建模
        4.1.4 伺服系统整体模型
    4.2 低阶伺服系统模型
        4.2.1 伺服系统低速一阶模型
        4.2.2 伺服系统中速二阶模型
    4.3 数控系统四阶模型
        4.3.1 四阶模型的建立
        4.3.2 四阶模型的规范化
5 高速伺服系统PID控制器的设计
    5.1 经典PID控制器
        5.1.1 PID控制原理
        5.1.2 PID控制算法
    5.2 低阶模型PID控制器的四阶模型适应性分析
    5.3 伺服PID控制器参数优化
    5.4 基于神经元的PID控制器的构建
        5.4.1 人工神经网络的原理
        5.4.2 神经元PID控制
        5.4.3 神经元PID控制器的初始化
        5.4.4 神经元PID控制器性能分析
结论
参考文献
附录A1 中转接口板原理图
附录A2 PCI-1756外围电路原理图
附录A3 PCI-1710/1784/1721外围电路原理图
附录B PID控制器Simulink仿真比较图
附录C 开放式数控平台照片
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(10)6-TPS并联平台型数控铣床关键技术的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 并联机床的研究概况
        1.2.1 并联机床的国外研究现状
        1.2.2 并联机床的国内研究现状
        1.2.3 传统铣床数控改造的国内外研究现状
    1.3 并联机床相关理论研究
        1.3.1 并联机床的位置学与动力学分析
        1.3.2 并联机床的工作空间分析
        1.3.3 并联机床的刚度分析
        1.3.4 并联机床的灵活度分析
        1.3.5 并联机床的标定
        1.3.6 并联机床的数控系统研究
    1.4 课题来源及本文研究的主要内容
第2章 两种铣床方案的运动学分析
    2.1 方案的提出
    2.2 6-TPS并联平台型铣床的位姿分析
        2.2.1 动平台位姿描述
        2.2.2 6-TPS并联平台型铣床的位姿逆解
        2.2.3 6-TPS并联平台型铣床的位姿正解
    2.3 6-TPS并联平台型铣床的运动学分析
        2.3.1 刀具相对速度分析
        2.3.2 刀具相对加速度分析
        2.3.3 位姿灵活度和姿态灵活度
    2.4 XY-RPS 型铣床的位姿分析
        2.4.1 上平台姿态参数的确定
        2.4.2 XY-RPS型铣床的位姿逆解
        2.4.3 XY-RPS型铣床的位姿正解
    2.5 XY-RPS 型铣床的运动学分析
        2.5.1 刀具相对速度分析
        2.5.2 刀具相对加速度分析
    2.6 两种方案的运动学仿真
    2.7 本章小结
第3章 6-TPS并联平台型铣床的工作空间与动力学分析
    3.1 上平台运动可达空间分析
    3.2 刀头点在上平台坐标系中的可达空间
    3.3 两种方案刀头点工作空间比较
    3.4 刀头点工作空间的快速校验
        3.4.1 刀头点工作空间数据库的生成
        3.4.2 刀位文件的快速校验
        3.4.3 刀位的速度校验
    3.5 6-TPS并联平台型铣床的动力学分析
        3.5.1 动力学模型
        3.5.2 动力学仿真对比
    3.6 静力学刚度分析
    3.7 本章小结
第4章 6-TPS并联平台型数控铣床的标定方法
    4.1 并联机床结构参数的标定方法
    4.2 6-TPS并联平台型数控铣床结构参数及标定方法
    4.3 工作台水平度参数(2个)标定
    4.4 工作态厚度参数(1个)和刀具水平位置参数(2个)标定
    4.5 铣床刀头点高度参数(1个)标定
    4.6 并联机构参数(42个)标定
        4.6.1 驱动杆的回零过程
        4.6.2 回零时驱动杆长度(6个)标定
        4.6.3 铰点位置参数(36个)标定
    4.7 刀具相对工作台面姿态参数(2个)标定
    4.8 结构参数的最终标定
    4.9 本章小结
第5章 数控系统的结构设计
    5.1 当前数控系统存在的问题
    5.2 组件软件
        5.2.1 组件的定义
        5.2.2 组件的优点
    5.3 利用ATL开发组件模块
        5.3.1 组件的开发途径
        5.3.2 6-TPS型铣床的数控软件结构
        5.3.3 6-TPS型铣床数控软件的开发过程
    5.4 数控软件组件间的数据流
    5.5 数控软件开发实例
        5.5.1 利用IDL语言描述杆长转换组件及代码的实现
        5.5.2 实现对数学工具等组件的聚合
        5.5.3 客户端数控软件的编写
    5.6 本章小结
第6章 6-TPS并联平台型数控铣床的试验研究
    6.1 6-TPS并联平台型数控铣床的结构组成
    6.2 数控系统的硬件结构
    6.3 数控系统软件开发
        6.3.1 手控模块
        6.3.2 定位模块
        6.3.3 刀位文件转换模块
        6.3.4 加工仿真模块
        6.3.5 运动执行模块
        6.3.6 过程监控模块
    6.4 6-TPS并联平台型数控铣床实际标定
        6.4.1 上平台初始参数水平度标定
        6.4.2 刀头点水平位置参数和上平台厚度参数标定
        6.4.3 并联机构铰点位置参数标定
    6.5 6-TPS并联平台型数控铣床实际切削试验
    6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
个人简历

四、基于开放式体系的仿型铣床数控系统研究(论文参考文献)

  • [1]教学型数控微型铣床的研究与设计[D]. 文翠芳. 广西大学, 2020(07)
  • [2]微型磨床数控系统的研究与开发[D]. 李朋军. 沈阳理工大学, 2013(09)
  • [3]基于PMAC的微型铣床数控系统的研究[D]. 吕元哲. 大连理工大学, 2010(05)
  • [4]开放式数控系统的研究与设计[D]. 段卫平. 南京理工大学, 2010(02)
  • [5]第五届中国数控机床展览会(CCMT2008)国产数控系统展品评述(续二)[J]. 肖明,伍衡. 设备管理与维修, 2008(12)
  • [6]八轴开放式数控系统功能软件模块设计研究[D]. 冯新文. 沈阳工业大学, 2008(03)
  • [7]球冠面反求数据处理方法的研究[D]. 刘宏艺. 北京交通大学, 2008(09)
  • [8]数控微细铣削机床系统构建及性能研究[D]. 张霖. 南京航空航天大学, 2007(05)
  • [9]开放式数控伺服模型及位置控制技术的研究[D]. 祁若龙. 大连理工大学, 2008(05)
  • [10]6-TPS并联平台型数控铣床关键技术的研究[D]. 王瑞. 哈尔滨工业大学, 2007(01)

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基于开放系统的仿形铣床数控系统研究
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