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1、哈尔演工程大学硕士学位论文摘要数控技术楚先送裁造技零瓣竣心，是镄遗渡实现耋动纯、溺终化、柔性往、黧成亿静基础。数羧梳床是班数控系统为代表的耨技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品。本文通过使用模块化工业控制计算机开发某型数控加工中心控制系统的研制工作，对开发过程的方案、设计、调试等工作进行了详细的论述。文中对此控制系统的缌成、露鞫、工终添建等终了详缨戆麓遮，隰各个囊戆揆涣秀缝藏郝努谨缨分绍了其在熬个控制系统中的劝能、作用和工作藤理。整个工作大致分成两部分；以完成试验为目的的硬件基础和实现工作任务为目的的软件系统。在本课题进行了成功的调试后，验证了本项目所设计控制系统的正确蛙，可纛谯。
2、文孛对瘊搜麓髑蒎系统的骧理，装统对位置貔攘铡，善模块闻数瓣传输，实现系统工作的程序默及调试阶段的实际应焉等律了论述。此外，由于本课题为实践性较强的研制设计开发项目，所以文中也对项目开发过程中实际调试所遇到的问题的解决作了叙述。关建谡：诗冀凝数字控裁；数控系统；模交辱乏。哈尔滨工程大学硕士学位论文A b s t r a c tN u m e r i c a lc o n t r o lt e c h n o l o g yi st h ec o r eo fa d v a n c e dm a n u f a t u r e I ti st h eb a s i ce l e m e n tt
3、oa c h i e v ea u t o m a t i o n ，n e t w o r k ，f l e x i b i l i t ya n di n t e g r a t i o n N u m e r i c a lc o n t r o lm a c h i n ep r o d u c t sa r et h ec o m b i n a t i o no fm e c h a n i s ma n de l e c t r i c i t yw h i c ha r er e p r e s e n t e db yN u m e r i c a lc o n t r o
4、ls y s t e mi n f i l t r a t e di n t ot h et r a d i t i o n a lm e c h a n i c a lm a n u f a t u r e T h i sa r t i c l ed e s c r i b e st h ep r o c e d u r eo fd e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c hw o r ku s i n gac o m p u t e rn u m e r i c a lc o n t r o ls y s t e mc o m p o s e db ym
5、 o d u l a r i z ei n d u s t r yc o n t r o lc o m p u t e r I ti sp a r t i c u l a rd i s c u s s e di nt h ea r t i c l ei n c l u d i n gp r o j e c t ，d e s i g na n dd e b u g A n di t i se x p a i n e dh o wt h ec o n t r o ls y s t e mw o r k sa n di t sc o m p o n e n t s ，s t r u c t u r
6、ea n dt h ef u n c t i o no fe a c hc o m p o n e n t T h i sp r o j e c ti sd i v i d e di n t ot w om a i np a r t s ：t h eh a r d w a r ew h i c ha r ep u r p o s e dt op e r f o r mt h ew h o l ec o n t r o ls y s t e ma n dt h es o f t w a r ew h i c ht om a k et h es y s t e mr u n n i n gp r
7、o p e r l y A f t e rt h es u c c e s s f u lt e s to f t h ep r o j e c t ，i ti sp r o v e dt h ew h o l ec o n t r o ls y s t e mc a np e r f o r mt h ef u n c t i o np r o p e r l ya n ds t a b i l i z a t i o nw h i c hw e r ea n t i c i p a t e d T h es e r v os y s t e mt h e o r y ，p o s i t
8、o nc o n t r o l ，d a t at r a n s f e r r e db e t w e e nc o m p o n e n t s ，w o r k i n gp r o g r a ma n de x a m p l e sa r ed i s c u s s e di nt h i sa r t i c l e B e s i d e s ，b e c a u s et h ed e s i g np r o j e c ti sf u l lo fp r a c t i c e ，t h ea r t i c l ee x p a i n e dh o wt o
9、s o l v et h ep r o b l e m so c c u r r e dd u r i n gt h ed e v e l o p m e n tw o r k ，t o o K e yW o r d s ：C o m p u t e rn u m e r i c lc o n t r o l ；N u m e r i c a lc o n t r o ls y s t e m ；M o d u l a r i z a t i o n 哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文
10、中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注踞引用豹内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表静雅晶成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果囱本人承担。作者( 签字) 筮亟型日期：2 口p 占年2 月2 牛网晗尔滨工程大学硕士学位论文第1 耄绪论1 ，1 课题背景和意义为适应市场发展和技术更新的需要，哈尔滨某机床生产厂拟开发一套适殿于中小企业进行加工生产用的数控聪力机床。此机床产品的开发项鹜对控制部分的主要技术要求如下：X 、Y 、T 三轴交流伺服驱动控裁，x 、Y 涎麓荛窳乎瑟移麓辘，显兵弯联髓动能，T 辘为更换刀爨辘。承平筒愆
11、动县各插补功能( 线性插补、圆弧橱补等) ，手动模式下的各种基本功能，重复定位功能，各轴极限限位黪保护功能，可采用I S OG 语言M 代码直接编写操作程序，数控机床精腱为l O g m 。本课题即为使用横块豫的可编程工业控制计算机开发此机床产品的控制部分。 。 计算飙数字羧涮系统数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品【l 】；其技术范围覆盏很多领域：( 1 ) 机械制造技术；( 2 ) 信恩处理、加工、传输技术：( 3 ) 自动控制技术；( 4 ) 伺服驱动技术；( 5 )传感器技术：( 6 ) 软件技术等。计算瓿对传统枫攘剑造产韭酶渗透，完全改交了裁
12、缝翌。麓造鼗不但成鬼工韭毒乏鹣象锰，恧量出予信爨技术戆渗透，使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。数控技术是先进制造技术的核心，是制造业实现自动化、网络化、柔性化、集成化的基础。数控装备的整体水平标志着一个国家工业现代纯水平和综合国力的强弱。数控机床的发鼹程稷大程度上取决予数控系统静拣携帮承平，瑟数羟系绞耱发震及冀蔽塞基疆离不开锾魄予菠豢帮计算机技术。随着计算机及其软硬件技术酌飞速发展，数控系统的硬件平台越于一致化，而控制系统软件的竞争曰益加剧。计算机数控 9 l ( C o m p u t e r i z e dN u m e r i c a lC o n t r 0 1 ) ，简称C N
13、 C ，是用计算机控制加工机床，执行数值控制的系统。C N C 系统根据计辣帆存储器孛存赣戆控裁程序，辩瓤床运魂送嚣实簿羧疆，实瑷蘩分凌众灏数篷控毒l 功能。哈尔滨工程大学硕士学位论文C N C 系统由程序、输入装置、输出装置、数控装置、可编程控制器( P U C ) 、主轴驱动装置和进给( 伺服) 驱动装置组成，如图所示。由于使用了C N C 装置，使系统具有软件功能，又用P L C 取代了传统的机床继电器一一接触器控制装置，使系统更小巧，灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维修也方便，并且具有与上位机连接及进行远程通信的功能。圈1 1c N C 控制系统随着科学技术不
14、断发展，数控机床的发展也越来越快，数控机床也正朝着高性能、高精度、高速度、高柔性化和模块化方向发展。高性能：随着数控系统集成度的增强，数控机床也实现多台集中控制，甚至远距离遥控。高精度：数控机床本身的精度和加工件的精度越来越高，而精度的保持性要好。高速度：数控机床各轴运行的速度将大大加快。高柔性：数控机床的柔性化将向自动化程度更高的方向发展，将管理、物流及各相应辅机集成柔性制造系统。模块化：数控机床要缩短周期和降低成本，就必然向模块化方向发展，这既有利于制造商又有利于客户。为加快我国数控机床工业的发展，更好地满足国民经济发展的需要，国家计委、机械工业部在制定颁发的机械工业振兴纲要中已将重要基础
15、机械列为振兴的四个重点领域之一，而重要基础机械主要就是发展数控机床。1 1 2 数控系统发展趋势从1 9 5 2 年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在2哈尔滨工程大学硕士学位论文己走过了5 2 年历程。数控系统由当初的电子管式起步，经历了以下几个发展阶段J ：分立式晶体管式小规模集成电路式大规模集成电路式小型计算机式超大规模集成电路微机式的数控系统。到8 0 年代，总体发展趋势是：数控装置由N C 向C N C 发展：广泛采用3 2 位C P U组成多微处理器系统；提高系统的集成度，缩小体积，采用模块化结构，便于裁剪、扩展和功能升级，满足不同类型数控机床的需要；驱动装置向交流、
16、数字化方向发展；C N C 装置向人工智能化方向发展；采用新型的自动编程系统；增强通信功能；数控系统可靠性不断提高。总之，数控机床技术不断发展，功能越来越完善，使用越来越方便，可靠性越来越高，性能价格比也越来越高。当今世界上的数控系统大致可分为4 种类型：1 传统数控系统如F A N U C0 系统、M I T S U B I S H IM 5 0 系统、S i e m e n s8 1 0 系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。尽管也可以由用户做人机界面，但必须使用专门的开发工具( 如S i e m e n s 的W S 8 0 0 A ) 耗费较多的人力，而对它的功能扩展、改变和维修，都必须求助于系统供应商。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。2 “P C 嵌入N C ”结构的开放式数控系统如F A N U C l 8 i 、1 6 i 系统、S i e m e n s8 4 0 D 系统、N u m l 0 6
