本文關(guān)鍵詞：基于MCU和CPLD架構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： MCU CPLD 最小誤差法 數(shù)控系統(tǒng)

【摘要】：在工業(yè)裝備制造領(lǐng)域,數(shù)控機(jī)床是其核心設(shè)備。如今,評(píng)價(jià)某個(gè)國(guó)家的工業(yè)制造水平,離不開數(shù)控技術(shù)的發(fā)展層次。西方的數(shù)控機(jī)床發(fā)展得較早,當(dāng)前西方發(fā)達(dá)國(guó)家大多實(shí)現(xiàn)了高端數(shù)控,這是其工業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要保有手段。國(guó)內(nèi)的數(shù)控機(jī)床還處在轉(zhuǎn)型期間,在發(fā)展高端數(shù)控的同時(shí),也不能忽視中低檔數(shù)控機(jī)床的發(fā)展,這是因?yàn)槲覈?guó)的加工制造業(yè)市場(chǎng)廣泛,中低檔數(shù)控機(jī)床依然有著廣闊的前景。此次研究的數(shù)控系統(tǒng)即針對(duì)中低檔數(shù)控機(jī)床而言的,是一種較為新型的效率高、成本低的數(shù)控系統(tǒng)。此次研究的數(shù)控系統(tǒng)架構(gòu)為MCU(Microcontroller Unit,微控制單元)+CPLD(Complex Programmable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件),主要對(duì)系統(tǒng)的邏輯控制模塊及電源進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的邏輯控制模塊包括雙軸伺服控制模塊、主軸編碼器模塊、手輪控制模塊,這些模塊是構(gòu)成系統(tǒng)軟件的核心組成部分,可以對(duì)加工工件進(jìn)行有效的控制。數(shù)控系統(tǒng)的精確度要求很高,所以其電源保障不可或缺。本系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)包括核心電源、LCD背光電路、LM358的電源電壓、掉電保護(hù)電路、系統(tǒng)抗干擾等方面的設(shè)計(jì)。本論文主要研究?jī)?nèi)容:對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入的分析,著重分析了數(shù)控刀具的切削原理、刀具的補(bǔ)償原理以及插補(bǔ)原理,并在此基礎(chǔ)上提出幾種常見(jiàn)的插補(bǔ)算法。設(shè)計(jì)了數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境,主要對(duì)各功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文的核心部分為數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),首先論述了MCU+CPLD的系統(tǒng)架構(gòu),并對(duì)兩者之間的通信協(xié)議進(jìn)行實(shí)現(xiàn),定義了每一個(gè)寄存器,證明了系統(tǒng)軟件最小誤差法的插補(bǔ)算法。最后實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的邏輯控制。本數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研發(fā)與調(diào)試,各控制模塊的功能基本實(shí)現(xiàn),插補(bǔ)精度達(dá)到了um級(jí),進(jìn)給速度最高能夠達(dá)到15m/min,系統(tǒng)的可靠性較高,可以長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行,基本能夠滿足數(shù)控機(jī)床的加工要求。
【關(guān)鍵詞】：MCU CPLD 最小誤差法 數(shù)控系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 數(shù)控系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)14-16
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容與方法16
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容16
• 1.3.2 研究方法16
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)16-18
• 第二章 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)及工作原理18-30
• 2.1 相關(guān)技術(shù)指標(biāo)18
• 2.2 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)18-21
• 2.3 數(shù)控系統(tǒng)的控制原理21-22
• 2.4 系統(tǒng)的補(bǔ)償原理22
• 2.5 系統(tǒng)的插補(bǔ)原理22-29
• 2.5.1 逐點(diǎn)比較法24-26
• 2.5.2 數(shù)字積分插補(bǔ)原理26-27
• 2.5.3 最小誤差法插補(bǔ)原理27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)30-40
• 3.1 手動(dòng)操作模塊的設(shè)計(jì)30-32
• 3.1.1 手輪操作模塊的設(shè)計(jì)30-31
• 3.1.2 手動(dòng)處理模塊的設(shè)計(jì)31-32
• 3.2 自動(dòng)運(yùn)行模塊的設(shè)計(jì)32-35
• 3.2.1 運(yùn)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊的設(shè)計(jì)32-33
• 3.2.2 運(yùn)行數(shù)據(jù)編碼模塊的設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.3 自動(dòng)運(yùn)行通信模塊設(shè)計(jì)34-35
• 3.3 系統(tǒng)控制模塊的設(shè)計(jì)35-39
• 3.3.1 數(shù)控驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)35-36
• 3.3.2 數(shù)控邏輯模塊的設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.3 伺服控制模塊的設(shè)計(jì)37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 系統(tǒng)的邏輯控制設(shè)計(jì)40-55
• 4.1 CPLD選型40
• 4.2 通信協(xié)議設(shè)計(jì)40-43
• 4.2.1 靜態(tài)存儲(chǔ)控制41-42
• 4.2.2 通信協(xié)議的地址寄存42
• 4.2.3 實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議42-43
• 4.3 系統(tǒng)功能模塊的邏輯控制設(shè)計(jì)43-48
• 4.3.1 系統(tǒng)控制的邏輯設(shè)計(jì)43-45
• 4.3.2 自動(dòng)運(yùn)行的邏輯控制設(shè)計(jì)45-47
• 4.3.3 手動(dòng)操作的邏輯控制設(shè)計(jì)47-48
• 4.4 系統(tǒng)的供電設(shè)計(jì)48-53
• 4.4.1 功能模塊供電設(shè)計(jì)49-50
• 4.4.2 功能模塊掉電保護(hù)設(shè)計(jì)50-51
• 4.4.3 功能模塊的抗干擾設(shè)計(jì)51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第五章 系統(tǒng)的調(diào)試與測(cè)試55-69
• 5.1 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)55-59
• 5.1.1 手動(dòng)操作模塊的實(shí)現(xiàn)55-56
• 5.1.2 自動(dòng)運(yùn)行模塊的實(shí)現(xiàn)56-58
• 5.1.3 系統(tǒng)控制模塊的實(shí)現(xiàn)58-59
• 5.2 系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)調(diào)試59-64
• 5.2.1 系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)59-60
• 5.2.2 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試60-64
• 5.3 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試64-66
• 5.3.1 系統(tǒng)的搭建64-65
• 5.3.2 系統(tǒng)的整機(jī)調(diào)試65-66
• 5.4 系統(tǒng)測(cè)試66-68
• 5.4.1 系統(tǒng)功能測(cè)試66-67
• 5.4.2 切削精度測(cè)試67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻(xiàn)72-74

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：528004