裁床作為服裝、皮革和廣告等行業(yè)的自動化加工裝備,隨著行業(yè)競爭愈發(fā)激烈,裁床設(shè)備的市場需求量日益增大。裁床的運動控制系統(tǒng)是決定設(shè)備性能和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素,開發(fā)三軸聯(lián)動、裁剪速度快的裁床運動控制系統(tǒng)對降低企業(yè)成本,增強企業(yè)的市場競爭力,具有重要的現(xiàn)實意義。本文在分析和參考國內(nèi)外裁床研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,開發(fā)了基于ARM微控制器的裁床運動控制系統(tǒng),主要工作內(nèi)容如下:1.根據(jù)控制系統(tǒng)實際功能需求和嵌入式開發(fā)的特點,設(shè)計了以STM32F407ZGT6微控制器為主芯片的裁床運動控制系統(tǒng),詳細介紹了控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案和各功能模塊硬件電路。2.分析了常見的插補算法,并針對數(shù)控裁床的加工特點,采用S型曲線加減速規(guī)劃算法,對拐點速度采用倒推約束方法,最后設(shè)計了裁床刀具三軸聯(lián)動控制插補方案。3.開發(fā)了裁床運動控制系統(tǒng)軟件,包括主函數(shù)和通信處理函數(shù)、工作文件解析函數(shù)、切割函數(shù)、刀具旋轉(zhuǎn)函數(shù)以及手動調(diào)試函數(shù)等功能函數(shù)。實現(xiàn)了人機交互,設(shè)計了人機操作界面,并完成了系統(tǒng)整體功能的調(diào)試。最后,對全文研究內(nèi)容進行了總結(jié),分析了系統(tǒng)的優(yōu)勢和不足,并對裁床運動控制系統(tǒng)未來改進方向做出了展望。 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 裁床的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 運動控制器發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 運動控制算法概述
    1.3 論文研究內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 裁床運動控制系統(tǒng)框架及硬件設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)框架設(shè)計
        2.1.1 裁床運動控制系統(tǒng)需求分析
        2.1.2 裁床運動控制系統(tǒng)整體設(shè)計方案
        2.1.3 裁床機械結(jié)構(gòu)組成
        2.1.4 伺服驅(qū)動系統(tǒng)
    2.2 運動控制器硬件電路設(shè)計
        2.2.1 運動控制器硬件電路結(jié)構(gòu)
        2.2.2 運動控制器各模塊硬件電路設(shè)計
        2.2.3 人機交互裝置-觸控屏
        2.2.4 控制器電路板的設(shè)計與制作
    2.3 本章小結(jié)
第3章 裁床運動控制系統(tǒng)插補和速度規(guī)劃算法設(shè)計
    3.1 插補算法
        3.1.1 插補算法概述
        3.1.2 數(shù)字增量插補算法實現(xiàn)
    3.2 速度規(guī)劃算法
        3.2.1 S型曲線加減速控制算法實現(xiàn)
        3.2.2 拐點速度倒推法約束設(shè)計
        3.2.3 排版和送料加減速實現(xiàn)設(shè)計
    3.3 裁床刀具控制方案
        3.3.1 刀具控制方案概述
        3.3.2 刀具三軸聯(lián)動方案
    3.4 本章小結(jié)
第4章 裁床運動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 開發(fā)工具介紹
        4.1.1 嵌入式軟件開發(fā)工具
        4.1.2 觸控屏上位機開發(fā)工具
    4.2 主函數(shù)設(shè)計和系統(tǒng)初始化
        4.2.1 主函數(shù)設(shè)計
        4.2.2 系統(tǒng)初始化
    4.3 系統(tǒng)子函數(shù)設(shè)計
        4.3.1 通信處理函數(shù)
        4.3.2 工作文件解析函數(shù)
        4.3.3 切割函數(shù)
        4.3.4 刀具旋轉(zhuǎn)函數(shù)
        4.3.5 手動調(diào)試函數(shù)
    4.4 觸控屏操作界面設(shè)計
    4.5 裁床運動控制系統(tǒng)的調(diào)試
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 研究工作總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項目和成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]“中國制造2025”研究進展及評述[J]. 高青松,李婷.  工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟. 2018(10)
[2]基于NI運動控制卡的多軸運動控制研究[J]. 劉豐豪,程石,崔思柱,曹翱,肖倩.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2018(07)
[3]數(shù)控機床關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展趨勢探析[J]. 朱驥.  科技風(fēng). 2018(16)
[4]現(xiàn)代數(shù)控機床的智能化發(fā)展及應(yīng)用研究[J]. 楊帆,朱群峰.  南方農(nóng)機. 2018(09)
[5]基于前瞻S曲線的B樣條連續(xù)小線段插補算法[J]. 孫征,梁秀滿.  華北理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[6]數(shù)控機床系統(tǒng)中的數(shù)字積分插補法研究[J]. 李丙才,王旭光.  自動化技術(shù)與應(yīng)用. 2017(08)
[7]數(shù)據(jù)采樣法圓弧插補運算研究[J]. 李雙成,莫玉梅,陳興媚.  機電技術(shù). 2017(03)
[8]《中國制造2025》背景下制造業(yè)智能化發(fā)展分析[J]. 岳孜.  社會科學(xué)戰(zhàn)線. 2016(11)
[9]基于NURBS曲線自適應(yīng)實時前瞻插補算法研究[J]. 葉仁平,曾德懷.  機床與液壓. 2016(13)
[10]一種實時前瞻的NURBS曲線加減速控制方法[J]. 王更柱,梁宏斌.  機械設(shè)計與制造. 2016(06)

博士論文
[1]高層數(shù)控裁床加工機理及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊帆.浙江工業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]數(shù)控加工中加減速控制及平滑算法的研究與實現(xiàn)[D]. 司慧曉.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所) 2017
[2]基于OMAP-L138+FPGA的皮革切割機數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 梁彥朋.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于運動控制器的切割機數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)[D]. 劉永浩.濟南大學(xué) 2014
[4]面向木工雕銑的數(shù)控系統(tǒng)加減速控制算法研究與實現(xiàn)[D]. 劉筱.中國科學(xué)院研究生院（沈陽計算技術(shù)研究所） 2014
[5]嵌入式點膠控制系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 許鑫.華中科技大學(xué) 2014
[6]基于MCX314裁床的運動控制器設(shè)計[D]. 馬澤.浙江理工大學(xué) 2014
[7]基于ARM和運動控制芯片的嵌入式運動控制器設(shè)計[D]. 張永騫.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[8]嵌入式裁割機控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 付進偉.浙江工業(yè)大學(xué) 2012
[9]運動控制關(guān)鍵算法及嵌入式實現(xiàn)研究[D]. 吳基斌.華南理工大學(xué) 2010
[10]五坐標(biāo)NURBS樣條曲線插補算法及加減速控制方法研究[D]. 徐川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3650886