隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,數(shù)控雕刻機順應(yīng)時代要求應(yīng)用在模具行業(yè)、石材雕刻、工藝品加工等領(lǐng)域。但由于數(shù)控系統(tǒng)等核心技術(shù)的限制,國內(nèi)的雕刻機技術(shù)與國外還存在一定的差距,一般廠家只是對數(shù)控雕刻機進行組裝,缺乏核心的技術(shù)。在此背景下,本課題針對五軸數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)進行研究,主要的工作內(nèi)容如下:(1)對五軸雕刻機控制系統(tǒng)進行了軟硬件的總體規(guī)劃,確定了PC+STM32單片機的上下位機控制方案。根據(jù)規(guī)劃方案,完成了基于STM32單片機的硬件電路設(shè)計,并對控制系統(tǒng)的軟件功能進行了規(guī)劃與研究。(2)將差分插補原理用于三次曲線,實現(xiàn)了三次多項式曲線的直接插補,豐富了五軸數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)的插補功能。同時,采用差分插補原理的多維線性空間插補實現(xiàn)五軸聯(lián)動的插補功能。(3)對UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)進行了總體分析,確定了UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)關(guān)于五軸數(shù)控雕刻機的移植方案。然后從UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)移植前的準備、系統(tǒng)的移植和任務(wù)的設(shè)計劃分、任務(wù)的調(diào)度等幾個方面進行了詳細的設(shè)計與規(guī)劃,確定了以UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)的開發(fā)環(huán)境的研究方向,完成五軸數(shù)控雕刻機下位機的設(shè)計。(4)采用專為雕刻機服務(wù)的ArtC...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 數(shù)控雕刻機概述
        1.1.1 數(shù)控雕刻機的工作原理
        1.1.2 數(shù)控雕刻機的組成與特點
        1.1.3 數(shù)控雕刻機的應(yīng)用
    1.2 數(shù)控雕刻機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 數(shù)控雕刻機的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 數(shù)控雕刻機的發(fā)展趨勢
    1.3 本課題的來源與研究意義
    1.4 本課題的主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 五軸數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃
    2.1 五軸數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)的總體設(shè)計
    2.2 數(shù)控雕刻機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
        2.2.1 STM32單片機簡介
        2.2.2 進給伺服系統(tǒng)控制電路設(shè)計
        2.2.3 主軸驅(qū)動系統(tǒng)控制電路設(shè)計
        2.2.4 限位傳感器控制電路設(shè)計
        2.2.5 添加AC搖籃式工作臺,實現(xiàn)兩個旋轉(zhuǎn)軸的功能
    2.3 數(shù)控系統(tǒng)的軟件部分
        2.3.1 基于VS2010的上位機軟件開發(fā)
        2.3.2 基于STM32的下位機軟件設(shè)計
    2.4 實時操作系統(tǒng)的移植設(shè)計
        2.4.1 UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)
        2.4.2 系統(tǒng)移植
        2.4.3 任務(wù)調(diào)度
    2.5 本章總結(jié)
第三章 差分理論的三次曲線研究
    3.1 差分插補原理中的相關(guān)概念與定義
        3.1.1 差分插補原理的依據(jù)與各坐標系的定義
        3.1.2 差分插補代碼的初始化
    3.2 三次多項式曲線ISO代碼譯成差分插補代碼
0)相對坐標編程">        3.2.1 Ⅰ型曲線(a > 0)相對坐標編程
0) 相對坐標編程">        3.2.2 Ⅱ型曲線( a > 0) 相對坐標編程
        3.2.3 Ⅰ型及Ⅱ型曲線(a < 0)相對坐標編程
        3.2.4 三次多項式曲線絕對坐標編程
    3.3 多維線性空間插補
        3.3.1 多維線性插補分析
        3.3.2 多維線性空間插補流程
    3.4 三次多項式曲線插補加工測試
    3.5 總結(jié)
第四章 實時操作系統(tǒng)的移植
    4.1 數(shù)控系統(tǒng)實時性任務(wù)的劃分
    4.2 UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)移植
        4.2.1 UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)移植準備工作
        4.2.2 UCOS-Ⅲ移植
    4.3 UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)任務(wù)劃分
    4.4 任務(wù)調(diào)度和切換
        4.4.1 任務(wù)調(diào)度
        4.4.2 時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度
        4.4.3 任務(wù)創(chuàng)建和刪除
        4.4.4 任務(wù)掛起和恢復(fù)
    4.5 對UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)內(nèi)部任務(wù)的相關(guān)設(shè)定
        4.5.1 時鐘節(jié)拍任務(wù)的設(shè)定
        4.5.2 中斷服務(wù)管理任務(wù)的設(shè)定
        4.5.3 UCOS-Ⅲ實時操作系統(tǒng)任務(wù)之間的消息傳遞
    4.6 本章小結(jié)
第五章 針對五軸雕刻機的Power Mill后處理
    5.1 計算輔助加工軟件選擇
    5.2 針對五軸數(shù)控雕刻機的刀具路徑后處理文件
    5.3 PM-post機床選項文件訂制
        5.3.1 機床選項文件的修改與定制
        5.3.2 按照NC程序模板的要求進行后處理文件
    5.4 本章小結(jié)
第六章 數(shù)控雕刻機實驗平臺搭建與加工實驗
    6.1 五軸數(shù)控雕刻機實驗平臺的搭建
    6.2 五軸數(shù)控雕刻機的加工實驗
        6.2.1 平面加工實驗
        6.2.2 三軸雕刻加工實驗
        6.2.3 四軸雕刻加工實驗
        6.2.4 五軸雕刻加工實驗
    6.3 五軸雕刻機步進電機更換伺服電機實驗
        6.3.1 伺服電機試驗臺規(guī)劃
        6.3.2 伺服電機與PCI-1750 板卡輸出信號的接口電路
        6.3.3 伺服電機與PCI-1750 板卡輸入信號的接口電路
        6.3.4 基于多線程技術(shù)的伺服電機控制系統(tǒng)設(shè)計
        6.3.5.交流伺服電機數(shù)控實驗臺的測試
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻
在讀期間公開發(fā)表的論文及獲獎情況
致謝



本文編號：3864326