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分析控制器全自动仪表车床制约器设计

收藏本文 2024-01-25 点赞:23854 浏览:107205 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:鉴于目前经济形势走向及国内人力成本不断上升等因素,中国国内制造行业的产业整合速度将进一步加速。原手工制造行业及半手工制造行业将不得不面对产业升级甚至淘汰的难题。但在数控领域,国内长期以来一直偏向于大型数控系统的研发,而在小型、经济型运用场合则缺少大量低成本的自动化生产设备。由此,开发运用于小型、经济型运用场合的低成本全自动车床制约器将具有较大的论述探讨作用和实际经济效益。本论文提出以W78E516单片机与TMS320F2812数字处理芯片作为系统制约及信号处理核心模块的策略,设计了运用于传统仪表车床的全自动数字制约器,实现了对以步进电机为执行机构的仪表车床的精密制约。该制约器不仅包含了传统大型数控系统的主要功能,同时具有运转可靠,精度高,易于操作且成本低等优点。考虑到低成本的工业要求,本课题中采取单片机与DSP构成制约器的核心硬件平台。针对传统小型数控系统界面操作不直观,编程效率低等不足,设计了U盘读入加工代码,液晶汉字提示加工流程,误操作液晶提示及语音蜂鸣等功能,有效帮助操作员工快速熟悉制约器所有的操作方式。文中提出了一种高效的运动插补算法,解决了运用传统算法时插补速度缓慢的不足,并保证了在插补历程中移动部件的运动路径与插补轮廓之间的误差始终保持在一个脉冲当量之内。本论文将主要以系统硬件设计和软件设计两部分详细介绍制约器各个功能模块的实现历程。目前该仪表车床制约器已完成实物原型,正在生产厂家进行性能测试。已完成的测试结果表明,该制约系统案例可行,运转稳定,精度高,操作界面人性化,系统的功能已能满足工业生产的实际需求。关键词:制约器论文DSP论文MCU论文步进电机论文插补算法论文

    摘要3-5

    ABSTRACT5-9

    第一章 绪论9-15

    1.1 课题背景9-10

    1.2 国内外探讨近况和进展走势10-11

    1.2.1 国内外探讨近况10

    1.2.2 数控进展走势10-11

    1.3 论文探讨目标11-13

    1.3.1 数控车床介绍11-12

    1.3.2 数控车床的工作历程12-13

    1.3.3 课题探讨目标13

    1.4 论文探讨内容13-15

    1.4.1 全自动仪表车床制约器设计13-14

    1.4.2 仪表车床数字制约策略14-15

    第二章 系统案例设计15-21

    2.1 系统设计要求15

    2.2 系统的性能和功能指标15-16

    2.3 系统案例设计16-21

    2.3.1 制约器案例设计16-18

    2.3.2 步进电机选择18-20

    2.3.3 步进电机驱动器选择20-21

    第三章 系统硬件设计21-34

    3.1 用户交互单元硬件设计21-26

    3.1.1 W78E516 性能特点21-22

    3.1.2 外部总线设计22

    3.1.3 键盘设计22-24

    3.1.4 USB 模块设计24-25

    3.1.5 液晶显示模块设计25-26

    3.2 运动制约单元硬件设计26-31

    3.2.1 运动制约单元的选择26-28

    3.2.2 TMS320F2812 性能特点28-29

    3.2.3 DSP 电路设计29-30

    3.2.4 系统通讯电路设计30-31

    3.3 I/O 单元硬件设计31-34

    3.3.1 电机制约输出接口31-32

    3.3.2 IO 输入输出接口32-34

    第四章 仪表车床数字制约原理34-53

    4.1 插补算法34-45

    4.1.1 插补算法概述34-36

    4.1.2 数字增量插补原理36-38

    4.1.3 直线插补算法38-40

    4.1.4 圆弧插补算法40-45

    4.1.5 螺纹插补45

    4.2 加工速度制约算法45-51

    4.2.1 加工速度制约算法的提出46-47

    4.2.2 加减速曲线的设计47-48

    4.2.3 单段曲线的速度制约48-49

    4.2.4 曲线段间的速度制约49-51

    4.3 系统补偿功能51-53

    4.3.1 间隙补偿51

    4.3.2 刀具补偿51-53

    第五章 系统软件设计53-67

    5.1 系统软件设计概述53-54

    5.2 运动制约单元软件设计54-62

    5.2.1 G 代码的剖析54-57

    5.2.2 插补算法的实现57-58

    5.2.3 脉冲产生的实现58-59

    5.2.4 速度制约的实现59-61

    5.2.5 补偿功能的实现61-62

    5.3 用户交互单元软件设计62-64

    5.4 通信协议的制定64-65

    5.5 自诊断功能65-67

    第六章 系统性能测试67-74

    6.1 速度测试67-68

    6.2 精度测试68-70

    6.3 补偿功能测试70-71

    6.4 I/O 测试71-72

    6.5 综合加工测试72-74

    第七章 总结与展望74-77

    7.1 总结74-76

    7.2 展望76-77

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