尹涓[1]2004年在《基于虚拟DSP的开放式数控系统加工仿真软件研究开发》文中研究指明计算机技术的发展一直推动着数控技术的更新换代，基于PC机+DSP运动控制器的开放式数控系统目前已成为数控系统发展的潮流。随着PC机运算速度的日益提高，许多以前必须用专用处理器(如DSP)才能完成的高速运算功能现在用软件在配置较高的PC机上就可以实现。在这种技术背景下，本文首次提出“基于虚拟DSP的数控加工仿真”的设想，并以广西壮族自治区科技厅2003年科技攻关项目“基于DSP技术和Windows平台的开放式数控系统开发”为课题，进行了其中子课题“基于虚拟DSP的数控系统加工仿真软件”的研究开发。 本文从分析DSP运动控制器+PC数控系统的任务与工作原理入手，在PC机Windows平台上，用Visual C++语言编程，首先虚拟带DSP的运动控制卡的插补运算功能和软件PLC的数字I／O逻辑处理功能，用以生成加工动点的动态坐标数据和对数字I／O信号的刷新。通过综合应用内存映射文件通讯、FIFO(先进先出)缓冲区处理、图形透视算法、VC++高精度定时和多线程编程等关键编程技术，在一定程度上弥补了Windows平台的弱实时性缺陷，基本上满足了数控系统的实时性要求。本仿真软件已调试成功，在无运动控制器的脱机情况下，实现了数控加工刀具轨迹的叁维图形仿真和叁视图仿真。此外，本文所设计的简洁、美观及方便用户操作的标签化多视图仿真界面和控制面板界面，可在刀具轨迹仿真的同时，用文字显示机床的当前工作状态。 本文开发的基于虚拟DSP的数控加工仿真软件不仅可应用于实用的数控系统中，增强其仿真功能，缩短加工前的加工程序校验时间，提高数控机床的有效利用率，而且也可作为数控加工仿真的教学软件。
要艳红[2]2007年在《车铣复合机床数控软件及虚拟加工系统的开发与研究》文中研究指明数控系统的开放化是当今数控技术的主流。开放式数控系统的研究目的是要建立一种模块化、可重构、可扩充的软硬件系统结构,以增强数控系统的功能柔性,在体系结构上给用户留有进行二次开发的更多余地,能够快速而经济地响应新的加工需求。本文结合陕西省机械制造装备重点实验室改造的以PMAC(可编程多轴控制器)为核心运动控制器的车铣复合机床,将VisualC++6.0作为开发环境,研究开发了机床数控系统软件。采用AutoCAD软件作为开发仿真模块的平台,应用AutoCAD二次开发工具ObjectARX,开发了虚拟加工系统。论文主要研究工作有:(1)分析了数控系统的体系结构和PMAC可编程运动控制器的开放性,详细研究了由PC-NC组成的开放式数控系统,完成了上位机(工业控制计算机PC)和下位机(PMAC)之间的通讯功能。(2)在Windows 2000操作系统下,利用Visual C++作为开发工具,完成了由系统初始化、自动加工模块、手动编辑模块、MDI模块、UG加工模块、系统参数模块、加工仿真模块以及其它功能模块组成的数控系统软件,整个系统软件都采用了模块化的思想来构建的,提供给用户的信息与传统机床一致,界面友好。(3)利用叁维实体造型软件AUTOCAD建立了车铣复合机床的叁维实体模型,为虚拟加工奠定了基础。(4)加工仿真模块实现了NC程序中直线插补、圆弧插补、刀具半径补偿等功能,并对车削加工和铣削加工进行仿真。该仿真模块经过加工实例,验证了可以实现NC程序驱动的实时加工过程仿真。
苏鹏飞[3]2012年在《基于OMAP3530的实时Linux数控系统软件设计与研究》文中研究表明数控技术是装备制造业现代化的重要基础，数控系统作为数控技术的核心，其迅速发展将为我国传统制造业的改造升级起到推进作用。随着微处理器性能以及相关基础技术的发展提高，作为计算机的一个重要分支，嵌入式系统得到了越来越广泛的应用，嵌入式Linux操作系统以其良好的可移植性、可定制性以及强稳定性，在嵌入式系统中得到广泛采用。随着嵌入式技术在数控系统中的广泛应用，研究嵌入式数控系统具有重要的实际意义。本文在以OMAP3530+FPGA/CPLD为核心的数控系统硬件平台基础上，对嵌入式数控系统软件进行了设计研究。文中首先采用Linux作为嵌入式操作系统，并对Linux内核进行配置及移植工作，同时构建了良好的文件系统；其次基于嵌入式Linux操作系统构建了良好的软件平台，其中包括设备驱动、DSP/BIOS Link等；然后本文在对标准Linux内核实时性不足的研究基础上，采用Xenomai对标准Linux内核进行了实时性改造，并验证了系统的实时性。在数控系统的软件平台基础上本文分别对数控系统界面及功能软件进行了研究。此外，文中在研究位模式插补原理的基础上，对位模式插补的加减速控制及位数据的生成进行了研究。
刘进钱[4]2009年在《SU-8胶膜精密铣床设计及加工过程仿真》文中研究说明本课题在国家自然科学基金(项目编号:50805077)及河南理工大学博士基金(编号:648605)的资助下,拟根据SU-8胶的性能特点与整平要求,基于现代精密数控机床的发展成果,设计了一台用于铣平SU-8胶膜的用精密铣床,开发了基于LabVIEW软件平台的数控系统,并编写了LabVIEW与Solidworks的专用接口程序,真正意义上实现数字控制与机械加工的协同仿真。具体而言,主要开展了以下几方面的研究工作并取得了相应的成果:分析了SU-8胶的物理机械性能特点及其铣平加工的要求,在此基础上开发了一台SU-8胶用的精密铣床,并基于叁维设计软件Solidworks建立了该铣床的虚拟模型;运用有限元分析法对铣床主轴及整体结构进行了静态和动态分析,分析结果表明本铣床的主轴结构是可靠的,整体布局方案是合理的;开发了基于PC和运动控制卡的开放式数控系统,设计了以PCI-7344运动控制卡为主体的数控系统硬件平台,选定了关键部件的型号及参数;设计了数控系统软件的整体结构,解决了控制过程中的多任务并行、实时处理的关键性问题;利用LabVIEW软件平台开发了本铣床的数控系统软件,设计了软件的人机界面。重点对数控系统的关键技术如译码、插补、刀具补偿等做了深入的研究,编写了相应的程序代码,并进行了数控仿真,仿真结果表明该软件可实现数控系统的全部功能。提出了一种新的圆弧插补算法,较传统算法的计算精度和运算速度有极大的提高;开发了LabVIEW软件与Solidworks/COSMOSMotion模块的专用接口程序,真正实现了数控驱动环境下的机电一体化的过程仿真,并进行了数控圆弧加工的仿真实验,结果证明本课题所设计的SU-8胶用铣床机构及其控制系统的合理性及实用性。
杨猛[5]2007年在《基于IPC的开放式数控系统研究、开发与应用》文中研究表明开放式数控系统是二十世纪九十年代出现的一种先进的计算机数控体系结构,具有扩展性好、开发和维护方便、运行稳定性高、能灵活适应不同需要等特点,是未来数控技术的主要发展趋势。本论文利用计算机软件、硬件技术、数字信号处理器技术,实现了用于开放式叁自由度数控雕铣床的计算机控制系统。本系统采用深圳固高科技有限公司的GE400四轴运动控制器,组成了以IPC机(工业控制计算机)为上位机、板载DSP的运动控制卡为下位机的主从式开放式数控系统。被控对象是一个叁轴数控雕铣床,由叁套伺服电机及其驱动器构成半闭环伺服系统。本次设计的上位PC机软件模块利用Windows环境下的VC++编程开发工具制作模块化的人机交互控制界面,并采用Lex&Yacc编译技术完成原始NC数控代码编译模块的开发,以实现上位机的数控代码编译、刀具半径补偿、系统参数设置、手动自动操作等功能;通过制定上下位机的通讯协议,将上位机的工作指令传入下位机DSP控制器中,并充分发挥DSP处理器浮点运算的高速度、高精度等特点,完成运动控制中的实时直线和圆弧插补运动、运动加减速控制等内容。在本课题的整个设计过程中,采用了Lex&Yacc编译技术、VC++编程技术、DSP技术等多种当前科技前沿应用研究领域的热点技术,使本系统顺应了数控系统开放性的趋势,具有较好的实用价值,并为其进一步开发打下了良好的基础。
金新娟[6]2012年在《面向服务的动态可配置数控系统及其关键技术研究》文中提出制造技术与信息技术的结合,特别是网络化数字制造技术的出现和发展,给数字控制技术带来了新的需求和机遇。作为制造系统关键技术之一的数控技术在加工速度、精度、系统功能及可靠性方面都有了很大程度的提高,但数控系统的体系结构并没有发生实质性变化和突破,无法很好地满足网络化数字制造技术的新需求,不能充分利用数控资源,在相当程度上影响了数字制造技术能力的充分发挥和技术水平的进一步提高。为此,本文以打破数控系统现有体系结构为突破口,以实现数控系统功能和资源均可配置为目标,研究以网络为数控系统支撑平台,以信息资源和数控资源为构成要素的面向服务的网络化数控系统,对网络化数控系统的体系结构、可配置性及其相关技术进行了深入研究。主要研究内容包括以下几个方面：(1)面向服务的网络化数控系统体系结构研究。分析了国内外具有代表性的开放式数控系统体系结构及结构形式,总结了当前单机型数控系统结构存在的一些问题和不足,在研究网络化数字制造给数控技术带来的新需求的基础上,提出基于面向服务的体系结构构建网络化数控系统的新思路,实现数控服务系统对内提供远程操作和机床控制功能,对外将数控加工能力以服务的形式提供给其它数控服务系统,从而最大化、最充分地利用资源。(2)面向服务的网络化数控系统可配置性研究。分析了网络化制造模式下制造企业为了适应快速多变的市场需求对网络化数控系统可配置性提出的要求,提出一种面向服务的网络化数控系统两层配置策略,即独立数控服务系统的功能可配置性,多个数控服务系统之间的资源可配置性。围绕配置过程中涉及的制造任务分解、数控资源建模、数控资源匹配、数控资源优选和配置方案实施等几个阶段进行了初步探讨。(3)网络环境下可配置数控系统的关键技术研究。分析了网络化数控系统中数控资源的特点及建模需求,抽象出数控系统资源的制造能力特征,建立了数控系统资源模型并采用OWL-S进行语义描述；提出了基于语法和属性相结合的混合相似度的计算方法,从功能匹配和质量匹配两个层面研究了数控资源综合匹配算法；在匹配得到的候选资源集合的基础上,研究了基于改进蚁群算法的资源链优选技术,并从时间最短、成本最低和综合性能最优叁个方面对资源链进行优选研究。(4)基于时间分割的通用实时高精插补算法研究。分析了一些常用的数控系统的插补算法,提出了一种基于时间分割法的通用实时高精插补算法,采用Matlab对该插补算法进行仿真,并基于面向服务的可配置数控系统平台实现了该插补算法,验证了算法的正确性、有效性。(5)面向服务的动态可配置网络化数控系统平台实现。基于上述研究,设计实现了面向服务的数控系统平台的功能可配置和资源可配置平台,初步验证了本文提出的相关理论的有效性和实用性。
任强[7]2005年在《基于Windows平台的开放式数控系统网络远程监控技术的研究》文中研究说明目前大多数国产普及型数控系统尚无网络功能或仅能实现网络文件的传输和保存等简单功能,且大多基于DOS平台,界面不够友好,操作不便。本课题针对这些存在问题,将以太网技术应用于数控系统的网络远程监控,构建了基于C/S模式的网络监控平台。采用基于MFC的Windows Socket网络编程技术、多线程编程技术,开发出基于Windows平台的开放式数控系统网络监控系统软件。 本网络监控系统经过调试,已成功实现:(1)服务器与数控系统客户机之间的网络通信和数据交换;(2)对数控系统加工过程的准实时监控和对数控系统操作界面的监控;(3)对数控系统文件进行管理以及为数控系统提供NC代码文件下载服务。 本文的创新点在于:(1)设计了一种新的监控算法,该算法首先通过以太网传输加工点的实时坐标,而不是传输庞大的加工现场图像数据。然后利用这些实时坐标在监控端仿真出加工轨迹。克服了Windows和以太网固有的弱实时性与机床监控的强实时性要求之间的矛盾,实现了对数控系统的准实时监控。(2)采用分段传输的办法,解决了大型甚至超大型NC代码文件在网络中的可靠传输问题。
余道洋[8]2014年在《基于NURBS的复杂曲线曲面高速高精度加工技术研究》文中研究表明本论文以研究所承担的国家科技重大专项和国家自然科学基金项目为背景,采用理论分析、模拟仿真和实际实验相结合方法,以提高复杂曲线曲面高速高精度加工技术为目标。主要包括以下内容：1.针对复杂曲线重构为NURBS曲线的问题,提出NURBS曲线拟合算法以及拟合算法误差控制算法；针对复杂曲面重构为NURBS曲面的问题,提出NURBS曲面拟合算法。2.针对NURBS曲线插补过程中的轨迹控制问题,本文将NURBS曲线插补分为两个阶段：粗插补阶段和精插补阶段：粗插补采用数据采样插补算法,而粗插补阶段就涉及到两个坐标空间：节点矢量参数空间和插补轨迹空间,二者相互关联。在节点矢量参数空间,研究了几种参数密化算法,最后提出了自己的预测-修正-校正差分算法；精插补采用DDA(数字积分法)插补算法,将粗插补分割的微小线段进一步密化；最后用Matlab软件在PC机上对算法进行仿真来验证算法的正确性。针对NURBS曲线插补过程中速度控制问题,在分析现有常用的梯形加减速算法和S型曲线加减速算法的基础上,提出了自己的平滑S曲线加减速速度控制算法,并对几种不完整平滑S曲线加减速速度控制算法进行了研究；最后用Matlab软件在PC机上对算法进行仿真来验证算法的正确性。3、针对NURBS曲面五轴刀具轨迹优化问题,本文分为两种情况进行研究：对于能够进行侧铣加工的NURBS直纹面和类直纹面,应用解析算法对刀轴矢量给出了解析解并给出了解析解的理论算法误差；对于不能够进行侧铣加工的NURBS曲面,采用点铣加工,给出了NURBS曲面点铣加工算法的计算步骤和计算公式。4、针对NURBS曲线曲面插补算法的平台问题,本文提出了基于量子框架的嵌入式数控系统平台,当硬件平台或软件平台发生改变时,在移植时只需重新编写很少与平台相关的文件,就可以移植到不同的硬件平台和软件平台。构建了基于量子框架NURBS插补器活动对象。在上述研究的基础上,以Matlab仿真软件模拟了本文提出的NURBS曲线和NURBS曲面插补算法；以学院和研究所现有的加工中心和数控系统硬件平台,对提出的NURBS曲线和NURBS曲面插补算法进行了实际的数控加工实验；模拟和实际数控加工结果验证了提出的NURBS曲线和NURBS曲面插补算法的正确性。。
参考文献：
[1]. 基于虚拟DSP的开放式数控系统加工仿真软件研究开发[D]. 尹涓. 广西大学. 2004
[2]. 车铣复合机床数控软件及虚拟加工系统的开发与研究[D]. 要艳红. 西安理工大学. 2007
[3]. 基于OMAP3530的实时Linux数控系统软件设计与研究[D]. 苏鹏飞. 南京航空航天大学. 2012
[4]. SU-8胶膜精密铣床设计及加工过程仿真[D]. 刘进钱. 河南理工大学. 2009
[5]. 基于IPC的开放式数控系统研究、开发与应用[D]. 杨猛. 南华大学. 2007
[6]. 面向服务的动态可配置数控系统及其关键技术研究[D]. 金新娟. 武汉理工大学. 2012
[7]. 基于Windows平台的开放式数控系统网络远程监控技术的研究[D]. 任强. 广西大学. 2005
[8]. 基于NURBS的复杂曲线曲面高速高精度加工技术研究[D]. 余道洋. 合肥工业大学. 2014
标签：金属学及金属工艺论文; 自动化技术论文; 数控系统论文; 仿真软件论文; dsp论文; 数控论文; 虚拟仿真论文; 虚拟技术论文; 虚拟网络论文; 圆弧插补论文; 直线插补论文; 铣床论文; 功能分析论文; 软件过程论文; 面向过程论文;