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《大连理工大学》 2004年
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基于PC的开放式数控系统的实现

张宏杰  
【摘要】:随着数控加工技术的发展和复杂曲面零件的广泛应用,数控系统被广泛应用于机械、电子、计算机、自动控制、检测等各个领域,开放式数控系统的研究目的是要建立一种新型的模块化、可重构、可扩充的控制系统机构,以增强数控系统的功能柔性,能够快速而经济地响应新的加工需求。 国际上开放式数控系统研究的相继开展日益引起了国内数控界的广泛关注。但目前国内关于开放式数控的研究尚处于初步探索阶段,相关研究往往仅限于局部,缺乏系统的研究。本文围绕着开放式CNC(Computer Numerical Control)系统设计中的若干关键技术,从体系结构分析、系统硬件结构地开放化设计、驱动程序的开发以及运动控制中插补技术等方面进行了研究。全文主要研究工作和成果如下: 从概念设计的角度,系统研究了基于PC(Personal Computer)的开放式CNC系统的关键性基础问题:CNC体系结构的概念及其对系统性能和发展的重要性,现有CNC系统体系结构的特点和缺陷,CNC系统体系结构开放的必要性、开放的理念和目标以及实现开发的途径。在需求分析的基础上,给出了开放式CNC体系结构的设计原则和概念模型,为进一步实施开放CNC系统的软、硬件结构构造和详细设计提出了一个总体参考模型。 对开放体系结构CNC系统的开放特性需求,研究了数控系统硬件结构开放化设计原则:通过对CNC系统硬件模块划分和总线选择方法的深入分析,提出了基于现场总线和PCI总线的分布式模块化CNC系统硬件结构,并详细设计了基于CAN总线的模块化体系结构以及各功能模块。 采用先进的PCI总线技术,实现了与PC机系统的开放式连接,开发基于Windows2000的WDM(Windows Driver Model)驱动程序。 对开放式CNC系统曲线插补技术进行了研究。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TG659

知网文化
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吕玉萍;;开放式一维数控系统的构建[J];价值工程;2011年23期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 窦伟;三自由度并联机器人控制系统[D];天津理工大学;2010年
2 刘楠;开放式数控系统运动控制器的软件开发[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 胡柳;基于PCI总线的微型车床数控系统的研究[D];山东理工大学;2011年
4 尚文端;木工双摆头装置的开放式控制系统的试验研究与开发[D];中国林业科学研究院;2011年
5 许凡丁;2-PRR并联机床控制系统研究与实现[D];东北大学;2010年
6 董雪松;基于PC的开放式数控系统的研究与应用[D];沈阳工业大学;2006年
7 黄峰;联盟企业网络化数控系统研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 付长平;基于PMAC的开放式网络化数控系统的研究及应用[D];北京交通大学;2007年
9 郑右非;基于PMAC的3-RRRT并联机器人数控系统开发[D];天津理工大学;2005年
10 吴世旭;五轴义齿雕刻机数控系统的应用开发[D];北方工业大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周凯,陆启建;样条曲线采样插补技术[J];组合机床与自动化加工技术;1998年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪阳;指针在多维数组中的应用技巧[J];包钢科技;2005年01期
2 熊俊良;数控系统圆弧数据采样插补算法[J];兵工自动化;2002年04期
3 熊俊良;数控铣微直线加工的算法[J];兵工自动化;2004年06期
4 刘华建;;时间分割法的渐开线插补[J];兵工自动化;2006年01期
5 周永洪;;基于ARM的磨光拉丝机数控系统[J];兵工自动化;2012年05期
6 管萍,张凤池;基于神经网络控制的交流异步电机定位系统[J];北京机械工业学院学报;2000年04期
7 龙亚;图的连通性算法探讨[J];毕节师范高等专科学校学报(综合版);2002年01期
8 龙亚;;破圈法构造最小生成树算法探讨[J];毕节学院学报;2007年04期
9 贾玉瑛;用于《过程计算机控制》实验课的DDC系统[J];包头钢铁学院学报;2000年04期
10 邵闻珠;;《计算机操作系统》课程教学探讨[J];兵团教育学院学报;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 张建国;;预测控制在数控机床伺服系统中的应用研究[A];第十九届电工理论学术年会论文集[C];2007年
2 刘若溪;张建华;刘淇辉;;基于有理插值法的TCR触发延迟角的求解与仿真[A];第十一届全国电工数学学术年会论文集[C];2007年
3 朱长江;何鸣;王皓;;继电保护故障信息子站XPE操作系统的研究[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年
4 王淑敬;;关于C语言教学的一点体会[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
5 杨佳杰;苏武浔;李国刚;;μC/OS-Ⅱ的任务延时和内存释放方案改进[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
6 朱刚强;黄廷磊;;基于红外技术的检测控制系统[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
7 孟洋;施继红;王威廉;裴以建;宁杨;张丽娜;;ADSP-BF561数据采集系统中的DMA应用[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
8 蔡海斌;苏毅;鄢檀力;;热轧轧辊辊型磨削公式的研究[A];2008年全国轧钢生产技术会议文集[C];2008年
9 杨大勇;付伟;任连生;杨立光;崔志成;刘萍;;五轴联动精密电火花加工复杂轨迹控制技术研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郝永江;复杂参数曲线曲面加工控制与状态监测技术研究[D];天津大学;2011年
2 任斐;基于坐标映射的复杂曲面五轴加工关键技术研究[D];大连理工大学;2011年
3 王弼陡;全自动化学发光免疫分析仪测控系统的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
4 熊木地;大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
5 游有鹏;开放式数控系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
6 王春;大型配对型面数字化制造技术的研究[D];大连理工大学;2002年
7 张明亮;开放性数控系统关键技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
8 肖本贤;多轴运动下的轮廓跟踪误差控制与补偿方法研究[D];合肥工业大学;2004年
9 杨建国;数控机床误差综合补偿技术及应用[D];上海交通大学;1998年
10 郭振宏;主轴永磁同步电动机及其传动系统设计研究[D];沈阳工业大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 殷停;基于TR069协议的网络视频监控系统的关键技术研究[D];浙江理工大学;2010年
2 余森楠;参数曲线曲面的曲率自适应实时插补技术研究[D];大连理工大学;2010年
3 窦伟;三自由度并联机器人控制系统[D];天津理工大学;2010年
4 刘彦鑫;单片机嵌入式操作系统研究与NoC结构的操作系统内核设计[D];北京交通大学;2010年
5 周帅;PDP电极通断检测系统工件自动校正方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 王玲利;UNIX到Linux应用移植的研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 周光宇;外包呼叫中心关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
8 赵涵;河北联通公司融合业务计费方法研究与设计[D];北京邮电大学;2010年
9 刘德顺;数控系统虚拟轴功能的研究与应用[D];暨南大学;2011年
10 龚杰;龙门加工中心控制系统的设计与实现[D];南京理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张剑英;螺纹插补算法的改进[J];兵工自动化;2000年03期
2 兰光明,韩秋实,孙志永;VC环境下的PMAC数据实时采集与显示[J];北京机械工业学院学报;2004年01期
3 吴丽萍,施法中,陈卫东,朱心雄;回转类零件的四轴无干涉刀位轨迹生成[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
4 林楠,孟飚,范玉青,陈鲲;面向网络化制造的数控车间组织模式[J];北京航空航天大学学报;2005年09期
5 王宏甫,任玉田,段超群;四坐标数控铣床的开发[J];北京理工大学学报;1994年S1期
6 周云,黄巍,汪学刚;PCI接口卡硬件与驱动程序设计[J];电讯技术;2004年04期
7 陈立杰,张玉,张镭;轴线直线度误差的理论研究[J];东北大学学报;2002年08期
8 王丹;郭辉;孙志礼;;基于ADAMS的3-RPS型并联机器人位姿的正解与逆解[J];东北大学学报;2005年12期
9 郭艳玲,赵万生,董本志,乔世坤,徐达丽;数控发展的趋势──开放式体系结构数控系统[J];东北林业大学学报;2000年05期
10 王成元,刘莉莉,夏加宽;基于学习前馈控制的高精度直线伺服系统跟踪控制研究[J];电工技术学报;2004年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 游有鹏;开放式数控系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 孙志峻;智能制造系统车间生产优化调度[D];南京航空航天大学;2002年
3 张明亮;开放性数控系统关键技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2000年
4 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
5 李斌;基于构架/构件复用的开放式数控系统研究[D];华中科技大学;2004年
6 洪林;并联机器人精度分析与综合研究[D];天津大学;2004年
7 郑魁敬;新型五自由度并联机床机构学分析与控制系统开发[D];燕山大学;2004年
8 王恒;开放结构控制器的研究及其在活塞加工中的应用[D];山东大学;2003年
9 刘志雄;调度问题中的粒子群优化方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2005年
10 武洪恩;基于Windows的开放结构控制平台及应用研究[D];山东大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 颜夏华;壁板铣床数控系统软件开发[D];大连理工大学;2000年
2 夏红梅;高速机床直线电机进给系统的模糊推理自校正控制[D];广东工业大学;2002年
3 戴晓华;基于软件重用技术的开放式数控系统研究与开发[D];浙江大学;2002年
4 潘子杰;基于开放式数控系统的软PLC的研究[D];北京工业大学;2002年
5 张生芳;通用数控代码编译器研究[D];大连铁道学院;2002年
6 罗睿梅;高速数控系统的运动控制技术[D];南京航空航天大学;2003年
7 张学成;基于PMAC运动控制器的开放式数控系统研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
8 郑鹏;形位误差计算机评定系统的研究[D];郑州大学;2003年
9 赵春红;基于PC的开放式数控系统[D];西北工业大学;2003年
10 唐小会;基于PC的开放式数控系统的研究与开发[D];电子科技大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 田东兴;董旭;李蕊;;三自由度并联机床控制系统设计与实现[J];机械设计与制造;2011年03期
2 李作海;姚锡凡;;基于RFID的信息集成柔性制造系统设计研究[J];组合机床与自动化加工技术;2011年04期
3 李作海;姚锡凡;;基于网络通信和RFID技术集成的数控原型系统研究[J];组合机床与自动化加工技术;2011年09期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 何均;高平稳数控运动控制算法与系统软件开发方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 雷小宝;预烧结氧化锆义齿高速铣削加工关键技术与装备研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李作海;基于RFID的制造系统信息集成研究[D];华南理工大学;2011年
2 尹卿朵;基于PMAC的并联机器人控制系统人机界面的开发[D];山东大学;2011年
3 鲁玉兰;基于PMAC的五轴电火花加工数控系统关键技术的研究[D];天津大学;2010年
4 袁磊;基于C/S结构的数控设备网络化监控系统研究[D];燕山大学;2011年
5 庞文卓;基于PMAC的卷簧机数控系统[D];河南科技大学;2011年
6 王文进;基于DXF文件的全自动平缝机自动缝纫软件的研究与实现[D];华中农业大学;2011年
7 高占彪;在线非接触开放式数控测量系统的研究[D];河北工业大学;2011年
8 史媛;基于LabVIEW的多轴运动控制系统的研究[D];西安工业大学;2012年
9 祝荣;螺柱焊接机器人的控制系统[D];上海交通大学;2008年
10 陈菡菡;基于ServoWorks全软件数控系统及其在雕铣机上的应用研究[D];厦门大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 周凯,陆启建;一种新型计算机数控系统[J];制造技术与机床;1997年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢光宝;年晓红;;CAN总线在五轴嵌入式数控磨削系统中的应用[J];福建工程学院学报;2007年06期
2 潘月斗;许镇琳;徐东桂;;CAN总线技术在嵌入式机床数控系统中的设计应用[J];机床与液压;2006年06期
3 梁蔓安;齐保谦;尹辉俊;庞小军;;基于CAN总线的行星旋风铣头数控接口设计[J];制造业自动化;2011年07期
4 田文超,朱志红,周济;基于CAN总线互连的开放式数控系统平台的设计[J];机械与电子;1999年06期
5 章富元,方江龙,汤季安;对我国数控技术发展的思考[J];中国机械工程;1999年10期
6 潘月斗;许镇琳;杨堂勇;徐东桂;;一种基于CAN总线的机床数控系统接口设计研究[J];中国机械工程;2007年02期
7 符艳辉;李爱芹;;高精度曲轴磨削系统的软件设计[J];农业与技术;2007年06期
8 沈智敏,叶伯生;基于开放式数控平台的曲轴磨削系统的开发[J];机床与液压;2003年04期
9 郑君民,赵万生,李志勇,李论,宋颖慧;基于RT Linux平台的开放式电火花数控系统[J];计算机集成制造系统-CIMS;2005年08期
10 王振华,朱国力;基于现场总线的新型开放式数控系统研究[J];中国机械工程;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马世成;;QX62-400CNC轮辐旋压机研制[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
2 史旭光;裴海龙;;基于RCS的实时数控系统[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
3 胡正隆;;SWAIBKX3-3M数控系统[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年
4 李晓辉;;开放体系结构计算环境发展研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 崔克敏;于士发;;德国西门子810M数控系统在日本YD—800TS三头铣床上的应用[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
6 白凤民;邹世坤;;基于运动控制器的激光冲击强化数控系统开发[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
7 王文伟;鲁植雄;袁越阳;;基于CAN总线的拖拉机虚拟仪表系统设计[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
8 陈海生;田广强;;混合动力汽车CAN总线控制系统的设计[A];第四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2007年
9 王宜海;;江淮格尔发重卡CAN总线应用[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年
10 王时胜;李昌;刘祥印;欧阳伟;沈力军;徐贞华;;基于CAN总线的配电网故障选线数据采集机的设计[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 高荆萍;光洋科技:紧盯核心技术 力推数控系统产业化[N];中国工业报;2006年
2 本报记者 杨红英 通讯员 肖明;欧洲机床展演绎数控系统前沿技术[N];中国工业报;2009年
3 杨忠厚 冯雷;高档机床首装自主“大脑”[N];中国企业报;2009年
4 记者 崔国玺;数控机床实现“脑体合一”[N];中国经济导报;2009年
5 本报记者 丰笑容;发格:发力在即[N];机电商报;2009年
6 本报记者 兰海侠;数控系统用户服务指南出台准化工作促行业升级[N];机电商报;2011年
7 见习记者 严曼青;中低端数控系统 从独行侠到众人行[N];机电商报;2005年
8 本报记者 柳建国;创新,并快乐着[N];江苏科技报;2006年
9 中国机床工具工业协会数控系统分会理事长 陈吉红;高端数控系统市场占有率低可靠性是短板[N];中国电子报;2009年
10 宝鸡市飞鹰机电有限责任公司总经理 常征;人才和资金成掣肘[N];中国电子报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 游有鹏;开放式数控系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 刘清建;数控系统运动控制及运行优化[D];天津大学;2010年
3 金新娟;面向服务的动态可配置数控系统及其关键技术研究[D];武汉理工大学;2012年
4 徐跃;面向高性能数控系统的误差控制技术研究[D];天津大学;2009年
5 许爱芬;数控系统预处理技术研究[D];天津大学;2009年
6 王海涛;数控系统速度前瞻控制算法及其实现[D];南京航空航天大学;2011年
7 黄海鹏;多轴联动电火花加工数控系统软件构建及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 武洪恩;基于Windows的开放结构控制平台及应用研究[D];山东大学;2007年
9 李鹏;基于STEP-NC的开放式智能数控系统架构及其关键技术研究[D];山东大学;2011年
10 徐侃烈;机电一体化系统集成的研究与研制[D];上海大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏杰;基于PC的开放式数控系统的实现[D];大连理工大学;2004年
2 蔡文泉;基于CAN总线的激光冲击成形装置控制系统研究[D];江苏大学;2005年
3 吕洪波;基于PC的双主轴龙门钻床数控系统研究[D];兰州理工大学;2007年
4 祁献民;基于RT-Linux的嵌入式数控系统平台的研究[D];西华大学;2006年
5 张瑜楹;基于WINDOWS的激光电源控制系统的研究[D];长春理工大学;2003年
6 刘勇;开放式数控系统PCI接口电路的应用研究[D];大连理工大学;2005年
7 鲁玉兰;基于PMAC的五轴电火花加工数控系统关键技术的研究[D];天津大学;2010年
8 刘德顺;数控系统虚拟轴功能的研究与应用[D];暨南大学;2011年
9 汤阳;基于Windows CE的开放式数控系统关键技术研究[D];合肥工业大学;2003年
10 张宝亚;基于Windows平台的高速走丝线切割机数控系统的设计和开发[D];南京航空航天大学;2004年
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