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面向并联机床数控系统运动控制器的研究与实现

作　者: 哈韬
导　师: 杨东升；刘荫中
学　校: 中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所）
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 开放式数控系统并联机床运动控制器全软件控制运动轨迹规划
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 288次
引　用: 3次
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内容摘要

并联机床完全打破了传统机床结构的概念,采用了多杆并联机构驱动,即机床的主轴与机座之间为多杆并联连接,从而大大提高了机床的刚度,使加工精度和加工质量都有较大的改进。另外,其进给速度的提高,也使高速加工更容易实现。它克服了传统机床刀具只能沿固定导轨进给,刀具作业自由度偏低等固有缺陷。并联机床数控系统基于开放式数控系统体系结构,增加了软件的可重用性,方便用户进行二次开发。本文针对并联机床坐标空间的运动是关节空间伺服轴运动的非线性映射的特点,根据东北大学设计的新型三杆五自由度并联机床的特殊结构,在分析传统机床数控系统运动控制器的体系结构的基础上,提出了一种适应其并联机床运动特性的新型数控系统运动控制器的设计。采用PC机平台的全软件控制系统,给出运动控制器的整体框架,并在RTLinux系统平台上加以实现。本文通过对运动控制器原理以及运动轨迹规划算法的研究,完成对并联机床数控系统运动控制器的功能设计,以及运动控制器的软件模块的设计,实现了符合并联机床运动要求的运动控制器。并重点对并联机床运动控制中存在的相关问题提出了解决方法,并在仿真试验中进行了简单的验证。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
引言  6-8
第一章绪论  8-17
  1.1 并联机床数控系统概述  8-14
    1.1.1 并联机床  8
    1.1.2 开放式数控系统  8-9
    1.1.3 并联机床数控系统的特点  9-14
  1.2 运动控制器的介绍  14-15
  1.3 本文的研究背景  15
  1.4 本文的主要工作  15-17
第二章基于PC 的并联机床数控系统整体结构  17-27
  2.1 并联机床数控系统的硬件平台  17-18
  2.2 并联机床数控系统的软件平台  18-20
    2.2.1 RTLinux 特征  19
    2.2.2 RTLinux 实现原理  19-20
  2.3 并联机床数控系统的体系结构  20-24
    2.3.1 数控系统的工作原理  21
    2.3.2 数控系统软件结构  21-23
    2.3.3 数控系统各部分功能  23
    2.3.4 数控系统参数配置  23-24
  2.4 数控系统内的信息传送和访问  24-26
    2.4.1 概述  24
    2.4.2 控制命令信息  24-26
    2.4.3 状态信息  26
  2.5 本章小结  26-27
第三章并联机床数控系统运动控制器的设计与实现  27-42
  3.1 并联机床的机构特性  27-28
  3.2 运动控制器的结构原理  28-29
  3.3 运动控制器的功能设计  29-30
  3.4 运动控制器主控程序的控制流程  30-32
  3.5 运动控制器的软件设计  32-35
    3.5.1 各软件模块功能  32-33
    3.5.2 参数配置  33-35
  3.6 运动轨迹规划的实现  35-39
    3.6.1 轨迹规划算法  36-39
    3.6.2 接口设计  39
  3.7 并联机床运动控制过程的处理  39-41
  3.8 本章小结  41-42
第四章并联机床运动控制相关问题的分析与解决  42-50
  4.1 虚拟‘九轴’的控制策略  42-43
    4.1.1 问题的提出  42
    4.1.2 解决的方法  42-43
  4.2 并联机床插补过程的实现  43-45
  4.3 加工方式的转换及回零  45
  4.4 各种加工方式的换刀运动  45-48
    4.4.1 问题的提出  46
    4.4.2 解决的方法  46-48
  4.5 主轴准停控制  48-49
  4.6 点动、点进控制—jog  49
  4.7 小结  49-50
第五章运动控制器的仿真测试  50-52
  5.1 仿真模块的实现  50-51
  5.2 测试总结  51-52
结束语  52-53
参考文献  53-55
发表文章目录  55-56
致谢  56

面向并联机床数控系统运动控制器的研究与实现

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