面向工藝需求的軟件化數(shù)控系統(tǒng)研究及應用.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國面臨著由制造業(yè)大國向制造業(yè)強國轉變的嚴峻形勢。當前，先進制造業(yè)向著精密化、柔性化、網(wǎng)絡化、智能化和全球化方向發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)作為制造設備的靈魂，將直接影響著我國制造業(yè)的發(fā)展水平。本論文采用理論研究和現(xiàn)場試驗的方法，研究了面向工藝需求的軟件化數(shù)控系統(tǒng)。
　　 首先，介紹了通訊總線和運動控制接口模塊兩個關鍵技術，并搭建數(shù)控系統(tǒng)運動控制部分的硬件平臺。具體介紹了通訊總線采用的EtherMAC實時以太網(wǎng)總線通訊

2、協(xié)議及應用。以兩軸接口板EM7202為例，介紹了運動控制接口模塊中常用的接口，比如伺服電機接口模塊、PLC模塊、DA/AD轉換模塊和外部編碼器接口模塊等。
　　 其次，主要討論了數(shù)控系統(tǒng)軟件部分。介紹了操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境和開發(fā)語言，提出了“人機交互界面+共享內存數(shù)據(jù)交互模塊+實時運動控制內核”的軟件架構，討論了開發(fā)過程中所應用的幾項關鍵技術。
　　 再次，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的智能化無圖紙加工的發(fā)展趨勢，提出了基于加工工藝需求的

3、圖形化加工代碼自動生成系統(tǒng)。通過訪問零件設計環(huán)節(jié)中常用的CAD平臺，設計開發(fā)了自動編程系統(tǒng)。
　　 最后，以適用于活塞銷孔加工的數(shù)控鏜床為例，對數(shù)控系統(tǒng)的現(xiàn)場應用進行探討。歷時兩年，分別對面向活塞銷孔加工工藝需求的自動編程、氣液伺服系統(tǒng)的非線性標定、系統(tǒng)穩(wěn)定性控制、前瞻性連續(xù)速度規(guī)劃等問題進行現(xiàn)場試驗和理論分析，進一步完善數(shù)控系統(tǒng)。
　　 本論文提出了數(shù)控系統(tǒng)模塊化開發(fā)思想，并進行了功能模塊獨立化封裝。通過實驗驗證，這種

4、開發(fā)思路可以進一步提高數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)的準確率和高效性，數(shù)控系統(tǒng)的可移植性較高。
　　 本論文根據(jù)高端數(shù)控系統(tǒng)智能化發(fā)展要求，提出了面向工藝需求的圖形化自動編程，并進行了設計開發(fā)?，F(xiàn)場實驗表明，自動編程系統(tǒng)提高了數(shù)控系統(tǒng)加工代碼的編程效率和準確率，減輕了數(shù)控機床操作人員的工作量，降低了數(shù)控機床的操作難度。
　　 本論文根據(jù)現(xiàn)場調試情況，詳細探討了氣液伺服系統(tǒng)的準確控制問題，分別針對系統(tǒng)的準確標定、高精度穩(wěn)定性和線段銜接等問題