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《东北大学》 2005年
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3-TPS混联机床相关控制算法研究

石宏  
【摘要】:混联机床是针对传统机床和纯并联机床的不足而进行的一种变异设计。它将串联结构与并联结构有机结合,继承了传统机床工作空间大、灵活度大、各轴可独立控制以及易于标定等特点,同时继承了并联机床刚度重量比大、响应速度快、加工精度高、环境适应能力强以及技术含量高等优点,摒弃了纯并联机床和纯串联机床的弊病,使得机床的可重组性、加工能力和加工精度得到有效的提高。 论文对东北大学新设计的3-TPS混联机床的相关控制算法进行了研究,给出了相应的控制算法,具体工作内容如下: 1、研究了基于PC机的开放式数控系统的几种结构,阐述了并联机床开放式数控系统的特点与结构要求以及开放式网络化数控系统的基本结构和应用现状。 2、分析了3-TPS混联机床的结构特点及自由度的计算方法,总结了3-TPS混联机床的位置正、反解算法、机构的输入输出速度算法,分析了影响工作空间的因素。 3、针对复杂零件的加工问题,给出了复杂零件建模时曲线曲面的生成算法。 4、从多轴加工角度考虑,建立了3-TPS混联机床三轴和五轴加工时刀具轨迹算法的数学模型,并对其相应算法所产生的非线性误差进行了分析计算,同时给出了误差的补偿算法。 5、根据3-TPS混联机床的独特结构和运动特性,建立了3-TPS混联机床在实现三轴、四轴、五轴加工以及在实现立卧转换加工时的坐标变换方程,并给出了相应加工条件下机床运动控制算法的数学模型,并作了仿真研究。 6、针对3-TPS混联机床的结构特点,建立了该机床在实现三轴、四轴及五轴加工时的长度补偿算法的模型,同时给出了3-TPS混联机床在实现三轴和四轴加工时的半径补偿算法,并给出了不同转接条件下转接点坐标值的算法。 7、在分析了3-TPS混联机床插补控制策略的基础上,给出了空间直线和圆弧的插补算法,提出了采用软件控制策略实现粗、精插补的设计思想,提出了采用前加减速控制的速度控制策略。 8、根据并联结构机床具有机器人特征的这一特点,提出了一种基于位移螺旋与Chasles定理的轨迹规划算法。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG659

【引证文献】
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1 朱建国;;并联机构的研究[J];科协论坛(下半月);2010年09期
2 李长河;蔡光起;;并联机床发展与国内外研究现状[J];青岛理工大学学报;2008年01期
3 石宏;蔡光起;李景奎;;混联机床五轴联动加工时刀摆的非线性误差分析与控制[J];中国机械工程;2008年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郭建烨;三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D];东北大学;2009年
2 伞红军;新型五轴并串联机床的运动学分析与结构参数设计[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 何剑钟;五自由度混联机器人EXE-M的关键技术研究[D];天津大学;2010年
2 张培晓;串—并混联研抛机床运动控制器的研究[D];吉林大学;2007年
3 陈岩会;虚拟轴研抛机床串联机构机电耦合特性的研究[D];吉林大学;2008年
4 马明明;6-UPU驱动电机侧置式并联运动机床研究[D];山东理工大学;2010年
5 李扬;3-TPS混联机床五轴联动插补技术及精度分析[D];东北大学;2011年
6 王爽;3-TPS混联机床运动学动力学及仿真研究[D];东北大学;2009年
7 石岩;3-TPS混联机床的运动控制技术研究[D];东北大学;2009年
8 李琳;新型并联机床运动与控制的相关技术研究[D];南京理工大学;2013年
9 林新峰;基于并联构型十自由度喷涂机器人运动学建模与仿真[D];青岛理工大学;2013年
【参考文献】
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1 丁洪生,王迪华,刘惠林;BKX-I型变轴数控机床运动学仿真建模及实现[J];北京理工大学学报;2001年04期
2 胡明,郭成,蔡光起,戴炬;一种三自由度并联机器人机构运动学计算[J];东北大学学报;1998年04期
3 林胜;网络化数控技术现状和发展[J];航空制造技术;2003年08期
4 石宏,罗继曼,蔡光起,史家顺;并联机床开放式数控系统的研究[J];机床与液压;2005年05期
5 陈文家,王洪光,房立金,赵明扬;并联机床的发展现状与展望[J];机电工程;2001年04期
6 曲义远,黄真;空间六自由度多回路机构位置的三维搜索方法[J];机器人;1989年05期
7 陈学生,陈在礼,孔民秀;并联机器人研究的进展与现状[J];机器人;2002年05期
8 雷源忠;先进制造技术基础研究的跨世纪目标[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);1997年02期
9 饶青,陈宁新,白师贤;6-6型stewart并联机器人的正向位移分析[J];机械科学与技术;1994年03期
10 蔡胜利,白师贤;一种三腿并联机器人的运动分析[J];机械科学与技术;1994年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高洪,吕新生;用偏心齿轮连杆组合机构实现两行程等速运动[J];安徽工程科技学院学报;2002年03期
2 高洪,李绍成;单圆弧盘型凸轮机构特性的比较研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年01期
3 高洪;赵韩;;并联机器人机构学理论研究综述[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年01期
4 余雷;曲柄滑块机构惯性力优化平衡[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1999年01期
5 王立新;李国伟;陈琰;;球头刀铣削屏凸模表面运动轨迹优选的实验研究[J];安阳工学院学报;2006年04期
6 何新英;刘晓红;;高职高专数控专业教学改革初探[J];安阳工学院学报;2006年06期
7 嵇国金,马奎,王磊;微纳操作器运动学分析[J];微纳电子技术;2003年03期
8 罗学科;椭圆型孔型轧辊的数控加工程序编制[J];北方工业大学学报;1998年01期
9 黄昔光;何广平;谭晓兰;袁俊杰;崔桂芝;;并联机器人机构研究现状分析[J];北方工业大学学报;2009年03期
10 苏鹏;何广平;;单腿跳跃机器人动力学建模与仿真验证[J];北方工业大学学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩江;夏链;余道祥;王治森;;现代数控装备关键技术及发展趋势[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 王艳琴;;并联机床与开放式数控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 张学新;;数控机床的发展[A];制造业数字化技术——2006中国电子制造技术论坛论文集[C];2006年
4 阮久宏;荣学文;吴三友;;凿岩机器人液压系统ADRC控制器设计与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 孙立宁;李长峰;曲东升;刘彦武;;ICF精密并联机器人系统的研制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 胡英;吴德烽;;一种柔性检测机器人的运动学研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 宋方臻;宋波;;平面并联机构与磁悬浮控制电主轴耦合系统的瞬态响应分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
9 黄人豪;濮凤根;;液压控制元件产品结构创新和发展趋势——对模块化、可组配、开放式和集成化的思考[A];第三届全国流体传动及控制学术会议大会交流论文集[C];2004年
10 张旭;裴忠才;;液压6自由度并联机器人的控制系统研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 常艳艳;水下运载器对接装置虚拟仿真系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
4 张克涛;变胞并联机构的结构设计方法与运动特性研究[D];北京交通大学;2010年
5 皮阳军;电液伺服并联六自由度舰船运动模拟器轨迹跟踪控制及其应用研究[D];浙江大学;2010年
6 李雨桐;并联机构运动奇异性及其动态稳定性研究[D];浙江大学;2010年
7 吴乐彬;基于电液伺服并联六自由度机构的广义负载模拟理论和实验研究[D];浙江大学;2010年
8 张淑平;基于视觉的并联机器人位姿检测方法研究[D];东华大学;2010年
9 李大奇;叶片双面磨抛系统及路径规划研究[D];吉林大学;2011年
10 李正义;机器人与环境间力/位置控制技术研究与应用[D];华中科技大学;2011年
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1 户燕会;工业机器人的工作空间和误差补偿的分析与仿真[D];河南理工大学;2010年
2 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
3 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
4 张祖华;2-PPa移动并联机构运动学设计[D];浙江理工大学;2010年
5 郭大杰;3-PRRRR移动并联机构自由度、约束奇异和运动学分析[D];浙江理工大学;2010年
6 赵进科;正交三自由度并联机构动力学分析[D];郑州大学;2010年
7 朱向东;高速机床伺服进给系统定位精度的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 穆星科;多足机器人运动控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 万晓正;平面绳牵引并联机构的控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许小勇;钟太勇;;三次样条插值函数的构造与Matlab实现[J];兵工自动化;2006年11期
2 李剑锋,刘德忠,费仁元,汪劲松;6-TPS并联机床曲面加工的刀具姿态能力分析[J];北京工业大学学报;2002年03期
3 陈明哲 ,张启先;工业机器人误差分析[J];北京航空学院学报;1984年02期
4 白志富,韩先国,陈五一;基于Lagrange方程三自由度并联机构动力学研究[J];北京航空航天大学学报;2004年01期
5 史长虹,张建民,张同庄,郝娟,范宇,邹秋玲,贾东云;变轴数控机床重复定位精度评定策略探讨[J];北京理工大学学报;2001年04期
6 周鸿斌;张建民;付红伟;李少玲;;PRS-XY型混联数控机床工作台误差补偿技术[J];北京理工大学学报;2007年02期
7 赫雄;ADAMS动力学仿真算法及参数设置分析[J];传动技术;2005年03期
8 张升平;刘卫国;;遗传算法理论与应用[J];长沙铁道学院学报;1993年02期
9 邹豪,王启义,余晓流,赵明扬;并联Stewart机构位姿误差分析[J];东北大学学报;2000年03期
10 李波,蔡光起;新型三杆五自由度虚轴机床五坐标加工数学模型[J];东北大学学报;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金振林;新型六自由度正交并联机器人设计理论与应用技术研究[D];燕山大学;2002年
2 粟时平;多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 李仕华;几种空间少自由度并联机器人机构分析与综合的理论研究[D];燕山大学;2004年
4 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
5 张代治;串-并混联研抛机床的运动与控制研究[D];吉林大学;2005年
6 韩先国;并联机床相关理论及设计方法研究[D];北京航空航天大学;2002年
7 郭祖华;并联数控刀具磨床的动力学优化设计[D];北京航空航天大学;2002年
8 焦国太;机器人位姿误差的分析与综合[D];北京工业大学;2002年
9 李占贤;高速轻型并联机械手关键技术及样机建造[D];天津大学;2004年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐海涛;冗余驱动5-UPS/PRPU并联机床力/位混合控制与实验研究[D];燕山大学;2011年
2 周永胜;3-TPS混联机床精度设计[D];东北大学;2009年
3 彭斌彬;新型五自由度五轴数控并联卧式机床运动学设计方法研究[D];燕山大学;2002年
4 张彦斐;一种冗余输入并联机器人研究[D];河北工业大学;2003年
5 高峰;遗传算法的若干理论分析[D];浙江大学;2003年
6 孙浩;5-UPS/PRPU并联机床的误差标定研究[D];燕山大学;2004年
7 周芳青;5-UPS并联机床结构参数标定及加工技术研究[D];燕山大学;2004年
8 崔新涛;基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究[D];天津大学;2004年
9 谢哲东;五坐标虚拟轴研抛机床数控系统的研究[D];吉林大学;2004年
10 邬勇;虚拟样机技术在机构精度分析中的研究与应用[D];湖南大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周鹏飞;严伟;翟东升;胡金龙;;一种基于并联机构的三维激光切割机的设计与仿真[J];锻压装备与制造技术;2012年01期
2 孙勇;曾黄麟;;一种新的数控机床热误差实时补偿方法[J];机械设计与制造;2010年01期
3 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
4 ;中国国家创新体系与中国科学院知识创新工程[J];科技促进发展;2009年01期
5 石晓宇;;少自由度并联机构研究综述[J];煤矿机械;2011年10期
6 王义强;袁修华;马明阳;胡艳娟;;基于神经网络的数控插补容错技术[J];农业机械学报;2011年07期
7 陈婕;李开明;;非对称3-(2SPS)并联机床的灵巧度分析[J];机床与液压;2014年03期
8 李长河;丁玉成;卢秉恒;;高速切削加工技术发展与关键技术[J];青岛理工大学学报;2009年02期
9 孙哲;赵庆志;王友林;;基于刀具矢量的并联机床插补研究[J];山东理工大学学报(自然科学版);2011年03期
10 胡金龙;周鹏飞;潘志华;;一种少自由度并联五轴激光切割机的设计与仿真[J];机械工程与自动化;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 袁修华;开放式数控系统软件故障自诊断、自愈合的研究[D];吉林大学;2011年
2 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
3 陈月岩;串—并混联研抛机床运动控制系统的研究[D];吉林大学;2009年
4 刘峰;马鞍型并联跟踪台的若干关键技术研究[D];天津大学;2009年
5 杨旭;新型叶片混联抛磨机床及其关键技术研究[D];吉林大学;2010年
6 乔志峰;适用于复杂形面加工的多轴运动控制系统设计理论与方法研究[D];天津大学;2012年
7 刘振忠;多轴联动系统的运动规划与结构变形补偿[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李瑞清;新型混联式叶片磨抛机床研究[D];吉林大学;2011年
2 李勇杰;四自由度并联机器人机构及其性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 唐海涛;冗余驱动5-UPS/PRPU并联机床力/位混合控制与实验研究[D];燕山大学;2011年
4 李聪;6PUS-UPS并联机床动力学性能分析与研究[D];燕山大学;2011年
5 王晓敏;五轴混联机床连续加工路径分析与研究[D];燕山大学;2011年
6 薛博文;液压驱动Stewart平台的输出力控制研究[D];燕山大学;2011年
7 郭联合;6PUS-UPS并联机床运动学标定与实验研究[D];燕山大学;2011年
8 朱秋菊;基于并联机构的零件供给器及控制系统研究[D];西安建筑科技大学;2011年
9 彭效海;可移动并联机床加工几何误差建模与补偿实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 白玉净;6-PUS并联机床正解研究及其应用[D];燕山大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹豪,王启义,余晓流,赵明扬;并联Stewart机构位姿误差分析[J];东北大学学报;2000年03期
2 黄真;曲义远;;空间并联机器人机构的特殊位形分析[J];东北重型机械学院学报;1989年02期
3 黄真;孔宪文;;6-SPS并联机器人机构运动分析[J];东北重型机械学院学报;1992年04期
4 魏仁选,陈幼平,周祖德,吕新平,左静,阳代平;开放性数控软件的面向对象建模及其重用研究[J];高技术通讯;1998年12期
5 董家骧,汪叔淳,唐晓青;人工神经网络在CAPP系统开发工具中的应用[J];航空学报;1994年10期
6 秦开怀,金建新,宾鸿赞;CNC系统中任意三维椭圆弧的高速插补新方法[J];华中理工大学学报;1992年06期
7 李维嘉;六自由度并联运动机构正向解的研究[J];华中理工大学学报;1997年09期
8 叶志祥,冀春荣,宁袆;OpenGL在机器人仿真系统中的应用[J];机床与液压;2000年02期
9 曲义远,黄真;空间六自由度多回路机构位置的三维搜索方法[J];机器人;1989年05期
10 赵新,卢桂章,陆斌,李明,安向东;虚拟环境中微机械拟实组装的运动学描述[J];机器人;1999年02期
【相似文献】
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1 彭晓楠;;开放式数控切割机床系统的研究与应用[J];制造业自动化;2011年06期
2 左飞雁,张桂香,白裔峰;基于Windows的开放式数控系统的实现[J];计算技术与自动化;2003年03期
3 李诚人;;嵌入式开放型数控系统研究[J];计算机应用与软件;2008年01期
4 段黎明,周安华,王延伦,肖志祥;基于COM技术的开放型数控系统组件间数据流关系分析[J];制造业自动化;2005年09期
5 张伟;王兴松;王晨;徐建国;;基于PC/104总线的开放式数控系统设计[J];CAD/CAM与制造业信息化;2006年12期
6 张细刚;龚邦明;;基于SERCOS的开放式数控系统研发[J];机械设计与制造;2008年04期
7 潘建峰;范剑;白建华;;基于DSP核心控制器的开放式数控系统的研制[J];机械制造;2006年11期
8 权秀敏;尹显明;;数控技术发展趋势[J];新技术新工艺;2007年06期
9 张艳婷;沈晓红;;基于ACR9000的开放式数控系统软件平台研究[J];制造业自动化;2011年14期
10 ;网络化开放式数控系统[J];现代制造;2004年16期
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1 周旭;谢国如;蒋薏;颜廷河;;基于Windows98的CNC系统研究[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
2 王艳琴;;并联机床与开放式数控系统[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 徐武彬;尹辉俊;谭振威;宋世柳;;基于DMC-100运动控制卡的开放式数控系统设计及其应用[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
4 孙宏昌;戴怡;;混联机床与开放式运动控制[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
5 秦旭达;王太勇;夏长亮;;基于开放式数控系统的车削加工过程监控技术研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
6 石毅;王玉琨;;多通用工业PC主板并行处理技术的PC+I/O开放式多轴联动数控系统的研究与开发[A];陕西省机械工程学会第九次代表大会会议论文集[C];2009年
7 张新敏;刘春哲;李雅峰;;基于单片机的标记打印机字符输出及显示[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
8 臧利林;贾磊;张立东;秦伟刚;苏岳龙;;基于IPC的开放式数控系统的研究[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
9 李丽娜;孙宏昌;戴怡;;基于PMAC的雕刻机开放式数控系统开发[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
10 张新敏;刘春哲;李雅峰;;基于单片机的标记打印机字符输出及显示[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘长海;齐二机床:新型五轴联动混联机床研制成功[N];中国工业报;2009年
2 记者瞿剑;数控技术瓶颈可望加速突破[N];科技日报;2002年
3 陈玲玲 黄盈盈;晋江7个项目获国家、省创新基金立项支持[N];福建科技报;2010年
4 记者 包晓艳 王丽梅;技改创新促企业发展[N];齐齐哈尔日报;2008年
5 ;长虹移动DVD随时随地 有声有色[N];中国电子报;2003年
6 扬州大学 鲁玲;数控系统走开放之路[N];计算机世界;2002年
7 本报记者 崔谦;让3D世界更“真实”[N];中国计算机报;2000年
8 苏静 缪金元;数控系统实现智能化开放式[N];中国航天报;2000年
9 专栏记者 刘晖;体验超级CCD[N];中国计算机报;2000年
10 艺夫;静观今年销售花木1.5亿元[N];中国绿色时报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石宏;3-TPS混联机床相关控制算法研究[D];东北大学;2005年
2 郭建烨;三杆少自由度混联机床精度分析及相关问题的研究[D];东北大学;2009年
3 袁修华;开放式数控系统软件故障自诊断、自愈合的研究[D];吉林大学;2011年
4 王辉;并联构型装备开放式数控系统关键技术研究与开发[D];天津大学;2009年
5 刘源;开放式数控系统的构建及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 刘源;开放式数控系统的构建及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 李茂月;开放式智能数控系统及其在线控制相关技术研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 杜少华;开放式数控系统可重构技术研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2012年
9 谢红;五杆五环并联运动机床开发设计及关键技术研究[D];同济大学;2007年
10 韩霜;混联研抛机床开放式数控系统体系结构及其插补算法研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张传宇;T型管自动焊接焊枪运动方法的研究和实现[D];新疆大学;2010年
2 程国标;开放式数控系统研究[D];复旦大学;2008年
3 李隽;基于PMAC的开放式数控系统设计及应用[D];北方工业大学;2011年
4 姜峥嵘;基于Windows CE.NET数控系统实时控制的关键技术[D];合肥工业大学;2006年
5 张庆;集成制造环境下的开放式数控加工系统[D];华南理工大学;2010年
6 陈哲衔;开放式数控系统通信研究与在自动换刀系统中的应用[D];华南理工大学;2010年
7 涂天祥;基于SoftDMC的开放式数控系统插补的研究与设计[D];华南理工大学;2010年
8 于洪宇;基于DMC运动控制器的开放式数控车床系统的研究和应用[D];沈阳工业大学;2011年
9 郑德兵;DSP在开放式数控系统中的应用研究[D];大连理工大学;2006年
10 韩涛;基于MTC200开放式数控系统的数控齿扇插齿机改造[D];沈阳工业大学;2005年
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