基于CAN总线的分布式伺服系统通信协议的研究

提出了一种基于CAN总线的分布式伺服运动控制方案,针对数控系统对多轴运动控制严格的同步要求,设计了一种“分时通信、同步执行”协议模型,有效地降低了同步运动控制对现场总线带宽的依赖。文章对分布式运动控制的网络拓扑结构、数据通信和运动同步协议模型、数据帧格式以及通信的实时性等关键技术问题进行了比较详细的论述。最后将上述协议模型用于CAN总线分布式三轴数控系统进行实验,结果证明该系统在通信实时性和运动同步控制方面具有良好的性能。     

机电一体化创新设计与实验的柔性平台的研究

针对当前国内工科高等院校机电一体化实验设备存在的问题,同时为满足高校对新型机电一体化实验设备的迫切需求提出了一种新型的创新设计与实验的柔性平台的设计方法.首先提出了柔性平台的设计思想与结构模型,然后分层次对该柔性平台的运动控制模块、服务器控制系统和客户机软件及仿真系统的详细设计进行了介绍.该柔性平台具有开放式、模块化、柔性化和网络化的特点,具有良好的软硬件可重构性,真正实现了数控系统的开放性设计和柔性设计,使数控系统的实验教学更加灵活;该平台以网络技术为基础,可供操作者远程访问,大大提高了资源共享程度、提高了数控模块的利用率;通过三维仿真技术减少了设备的损耗同时节约了实验人员的实验时间.     

微型片式电感自动化生产装备数控系统的研制

介绍了自主开发的微型片式电感器自动化生产装备的机械机构和数控系统,讨论了采用PLC、运动控制模块以及触摸屏实现装备数控系统的方法及关键技术,并成功应用到所开发的装备上.     

基于ARM+DSP的嵌入式Linux数控系统设计

提出一种以ARM+DSP等为硬件基础的嵌入式Linux数控系统设计方案,将数控系统按实时性分为实时模块和非实时模块,采用运动控制芯片DSP保证实时性,ARM-Linux则运行实时性要求不高但功能复杂的数控任务。数控系统硬件上采用主从式双CPU结构,软件架构包括界面层、实时层和非实时层。该方案充分利用了Linux的健壮、开源、应用广泛和运动控制芯片PCL6045功能强大、算法成熟的优势完成高性能、低成本3轴联动数控系统的设计。实验结果表明:该数控系统实时性好、可移植性强。     

一种新型的局域网嵌入式数控系统

随着计算机技术和网络技术的发展以及数控机床的普遍应用,为解决传统数控机床单一生产模式,提高数控系统的利用率,通过引进CAN总线,设计了一种新型的局域网嵌入式数控系统.详细介绍了该数控系统的功能,给出了网络系统结构以及基于ARM9与运动控制芯片MCX314As的嵌入式数控系统组成.这种局域网嵌入式数控系统能实现一台服务器对多台数控机床的管理,并且解决了因网络传输造成的实时性低下的难题,提高了数控加工的效率和实时性.     

基于CAN总线的开放式数控系统控制网络的设计

通过将CAN(Controller Area Network)总线应用于开放式数控(OCNC)系统,设计了一种新型的开放式数控系统控制网络,并详细给出了该网络各部分的功能及其具体设计过程,包括网络总体结构、运动控制卡模块和系统软件特别是CAN通讯模块的设计过程.     

基于运动控制卡的开放式数控系统研制

对基于运动控制卡和PC的开放式数控系统平台结构进行了研究，介绍了硬件原理和基于COM的模块式软件结构，并在此基础上针对GT400-SV运动控制卡开发了一个数控系统。实践证明这种形式的系统具有很强的性能价格优势，实现了软硬件的开放性和数控模块的二进制复用。     

基于运动控制卡电火花成形机床数控系统研究

对基于运动控制卡的电火花成形机床数控系统进行了研究,简单介绍了该数控系统的硬件组成和放电间隙状态监测的实现方法,以Windows操作系统为数控系统的软件开发平台,运用LabWindows/CVI开发了基于运动控制卡的电火花成形机床数控系统,具有较强的可操作性和实用性.     

基于CAN总线的三轴数控系统设计

提出了一种伺服系统分布式控制方案,数控装置和伺服电机驱动器之间采用CAN总线连接,构成现场级的分布式运动控制网络,以实时通讯方式代替传统的并行模拟/脉冲信号,实现伺服系统的闭环控制。文章首先对CAN总线的伺服电机驱动器设计、CAN总线运动控制卡设计等关键问题进行了比较详细的论述,然后将该系统用于高速模具雕刻机进行实验。实验结果证明该系统具有良好的运动控制性能,运行速度、轮廓控制精度和定位误差均达到模具雕刻机设计要求。     

基于PC的全软件雕铣机数控系统设计及实现

为简化雕铣机数控系统的硬件结构、降低硬件成本、增强可拓展性,基于PC平台提出一种全软件数控系统的设计方案。搭建雕铣机数控平台,构建以Linux+Xenomai双内核实时系统为基础的EtherCAT主站。在Linux域中基于Qt开发数控系统软件,设计UI界面、逻辑处理、运动控制、功能接口等模块;在Xenomai域中基于实时函数库开发硬件驱动程序,设计进程通信模块和定时驱动模块,重点说明采用有限状态机开发的定时驱动模块程序。阐述数控加工工作流程,进行系统性能测试和加工实验。结果表明：该系统实时性强、运行稳定,可满足雕铣机的数控加工要求。     

面向数控设备的实时Linux系统构建与应用

针对目前实时数控系统的发展现状和存在问题,提出了一种应用于数控设备的实时Linux系统构建方法和策略,并构建了以该实时系统为基础的数控系统框架.该系统采用模块化软件设计,采用分布式控制策略,具备良好的可扩展性.该项研究可广泛应用于工业机器人、精密数控机床等领域.     

典型几何特征零件在线测量系统的研究与开发

基于华中8型数控系统,通过G代码宏程序及二次开发手段实现典型几何特征零件的在线测量。规划在线测量系统的架构,搭建数控机床在线测量系统的软件和硬件结构;实现测量系统与数控系统的连接;采用基于STM32的开关量高速数据采集I/O模块,得到精确的测头触发时刻坐标轴的位置;针对在线测量系统的误差,对重复精度进行实验分析,找出在x、y和z方向上进行测量时保证测量精度和效率的最优的测量速度;对测量路径进行规划并开发相关宏程序;实现基本的位置测量功能、刀具偏置的补偿和工件坐标系的自动修正。研究结论为复杂零件的测量以及在此基础上能够更高精度更高效率地在线测量奠定了基础。     

基于数控系统的桁架机械手并行控制器开发

在国家政策引导下,制造业正在进行转型升级改造,以实现数字化、网络化、智能化生产管理,达到减少劳动力、降低生产成本、提高产品质量等目的。在转型升级改造中,桁架机械手广泛应用于加工集成产线或单机上下料中以代替传统人工上下料方式。桁架机械手控制单元普遍采用外置,通过IO点方式与主机进行互联通信,这种方式稳定性差、成本高、连线调试和维护繁琐。提出一种基于数控系统的并行控制器PEXC,并开发内置数控系统桁架机械手并行控制模块。采用KBSS总线通信方式,并行控制机床加工和机械手上下料,解决连线、调试、维护繁琐,系统稳定性差,成本高等问题。所开发的桁架机械手控制模块已在实际应用中取得非常满意的效果。     

铸造数值模拟专用CAD系统的研究与开发

系统介绍了基于OpenGL的数值模拟专用CAD系统的研究及相关技术,开发了铸造中所需的浇注系统、冒口、冷铁等模块。实际应用表明,该系统具有稳定性好、界面友好、操作简单等优点,可方便铸造工艺的修改,有力地推动了数值模拟技术的实用化。     

基于混合控制系统的大部件自动化作业仿真

针对飞机大部件自动化制造过程中离线程序检查方法效率低、运行风险大的问题,基于RobotStudio二次开发构建自动化作业仿真平台作为离线仿真工具。在仿真平台中构建ABB控制器与数控系统的虚拟混合控制系统以及设备物理模型,实现仿真系统结构参数、运动控制参数与实际自动化系统统一。基于C#与RobotStudio API开发大部件位姿计算模块、导轨与机器人运动程序编译模块,实现仿真平台中大部件位姿快速变换与程序自动编译。以飞机外形扫描为应用场景进行试验,结果表明:仿真平台中的导轨、机器人与实际自动化系统运动一致,该平台能够实现结构碰撞检查与程序正确性检查,减少自动化作业前程序检查时间及提高自动化系统的安全性能。     

医学影像设备PET前端电子学系统设计

设计了一种医学影像设备PET前端电子学系统,阐述了系统总体设计方案,分析了多个模块设计的关键技术环节。该系统基于Nios Ⅱ控制,设计了前端模拟信号调理和数据采集单元、数据汇总单元及以太网模块,重点介绍了SD卡接口设计、以太网模块的设计以及系统可靠性、电磁兼容的设计等。实验结果表明:该系统具有速度高、精度高、高集成化、设备的兼容性和抗干扰能力强等优点。     

电火花线切割上下异形加工模块的研究与开发

对现有的电火花线切割4轴联动异形加工控制模型进行了分析和研究，采用PC 运动控制卡的开放式结构方式，开发了基于AVR微处理器、Windows平台的电火花线切割上下异形加工模块，介绍了该模块的开发设计方案、加工控制和仿真、硬件的组成以及微处理器AVR内载C语言插补程序的开发等关键技术。     

数控电火花高速高精度加工

分析了数控电火花加工特点,介绍了LYNUC数控系统HiPT高速高精度核心控制模块的切削特点。通过实际切削加工案例的分析,证实了在辅助电火花放电加工的切削工序中,HiPT高速高精度模块可以获得高品质的切削电极和放电加工工件,且有效地提高数控电火花加工表面精度和加工效率,降低了生产成本。     

利用OpenGL实现数控系统加工过程的三维动态仿真

为了提高机床数控系统加工的预见性和安全性,数控系统需要在控制界面上对加工过程进行三维实时显示.通过利用OpenGL和Tcl/Tk的接口模块进行程序连接,然后对NC代码进行模型解析并实现加工轨迹跟踪,构建出一个基于Linux操作环境的数控系统加工过程的三维显示模块.该模块能够生成平滑逼真的动画效果,并支持多种图形操作控制.     

交互式挤压模具智能优化设计系统研究

在高效无敏度智能优化算法及挤压成型过程数值模拟的基础上,结合刚—黏塑性有限元模拟、神经网络、遗传算法,提出一种交互式挤压模具智能优化设计方法。并利用面向对象编程技术C++语言,在VC++6.0程序开发器上开发出了界面友好、自动化程度高、模块通用性好的交互式挤压模具优化设计系统,实现了挤压过程中模具设计多种目标的优化控制,并详细阐述了系统的结构功能、关键技术及应用实例。由于数值模拟、人工神经网络和遗传算法属于非耦合算法,通用性较强,该系统适用于金属塑性成形各种领域的优化设计。