基于trio运动控制平台的三棱磨床开放式数控系统设计.doc

基于Trio运动控制平台的三棱磨床开放式数控系统设计

摘    要

随着现代制造业的快速发展，传统数控系统兼容性差、功能不易扩展、人机界面不灵活等缺点日益显现，数控系统的开放化成为数控技术发展的主流，其研究目的是建立一种新型的模块化、可重构、可扩展的控制系统体系结构从而高效高质地构造专用的数控系统。本论文研究并开发了一套基于TRIO运动控制平台的三棱形内外圆磨床开放式数控系统。
系统采用了当今国际上比较流行的“PC+运动控制器”体系结构。以工业PC机为硬件平台，采用了TRIO MC206型运动控制器，配以永磁交流伺服电机，构建了高性能的系统硬件结构。
论文详细定义了数控程序的编写格式与规范，并对数控系统功能与系统工作流程进行了分析。选用Visual C++ 6.0为系统软件的开发环境，运用面向对象化、模块化的程序设计技术，成功开发了基于Windows操作系统的数控系统软件。最后，为了方便地进行系统功能验证，编写了专用的仿真软件进行理论轮廓仿真与实际加工轮廓的仿真。

关键词：开放式数控系统，三棱形，运动控制器，仿真

ABSTRACT

With the rapid development of modern manufacturing, the weakness of traditional CNC system becomes apparent increasingly, such as, compatibility, expandability, inflexible human-machine interfaces and so an, the research of open architecture CNC system is becoming one of the most important directions of CNC technology. The goal of open architecture CNC system is to build a modular, reconfigurable and expandable architecture of CNC system. This paper studies and develops an internal and external three prism grinder open CNC system based on TRIO motion control platform.
The system uses the contemporary international very fashionable "PC + motion controller" architecture. A PC for industrial is used for hardware platform, and the TRIO MC206-motion controller is choose, supported by permanent magnet AC servo motors, a high-performance hardware structure is built.
In this paper, the format and criterion of NC program is defined detailedly, the flow and function of the CNC system is analyzed. Visual C++ 6.0 is selected for system software development environment, by object-oriented, modular program design technology, a Windows-based NC system software have been developed successfully. Finally, to facilitate system function verification, the simulation software is developed for the theoretical simulation and the actual outline of simulation.

Key words: open CNC system, three prism curve, motion controller, simulation

目   录

中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1绪论 1
  1.1 国内外数控技术的发展现状及趋势 1
    1.1.1数控技术的发展 1
    1.1.2开放式数控系统 2
  1.2课题来源及其研究目的与意义 3
  1.3论文主要研究内容 3
 2系统总体方案设计 4
 2.1系统需求分析 4
  2.2系统总体方案确定 4
  2.3本章小结 5
 3系统硬件结构设计 6
  3.1硬件平台和系统总线选择 6
  3.2系统总体硬件结构 8
  3.3伺服系统 9
  3.4内嵌式PLC 11
  3.5本章小结 12
 4 NC程序的编写格式与规范 13
  4.1坐标系定义 13
    4.1.1坐标轴的方向定义 13
    4.1.2坐标系定义 13
  4.2 NC程序段格式 14
    4.2.1程序段的构成要素 14
    4.2.2段内指令字说明 14
  4.3准备功能G代码 14
  4.4辅助功能M代码 18
  4.5程序举例 18
  4.6本章小结 20
 5数控系统软件总体设计 21
  5.1系统软件开发平台与开发工具的选择 21
  5.2软件开发技术 21
    5.2.1面向对象化技术 21
    5.2.2动态链接库（DLL）技术 22
    5.2.3多线程技术 22
  5.3数控系统加工流程 23
  5.4数控系统软件结构 24
    5.4.1软件模块划分 24
    5.4.2系统信息流分析 25
    5.4.3数控系统软件的结构特点 26
  5.5本章小结 27
 6数控系统软件具体实现 28
  6.1系统软件总体框架搭建 28
    6.1.1系统软件层次结构 28
    6.1.2系统软件总体框架搭建 28
    6.1.3主窗口与子窗口调用机制 29
6.1.4建立自定义对话框基类 30
6.2系统初始化 31
  6.3当前状态模块 32
    6.3.1加工程序选择 32
    6.3.2加工进度刷新与坐标刷新 33
  6.4程序管理模块 33
    6.4.1三棱形截面的参数 33
    6.4.2自动编程 35
    6.4.3程序导入 36
  6.5系统界面 37
  6.6本章小结 38
 7系统功能调试及验证 39
   7.1系统模块化功能调试 39
   7.2系统功能验证 39
   7.3轮廓仿真 39
    7.3.1理论轮廓 40
    7.3.2加工轮廓 41
   7.4本章小结 42
8 结论 43
参考文献 44
致谢 46