大型CNC数控玻璃刻花中心控制系统研制
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摘要
大型CNC数控玻璃刻花中心是国内最近发展起来的高新技术设备，集成了CAD／CAM、计算机数控、机构设计、电机驱动、玻璃光学表面成形等高新技术。其中计算机数控技术是系统的核心技术。大型数控玻璃刻花中心系统一方面具有计算机数控所共有的一些特点，而更重要的是，它有着和玻璃深加工行业紧密相关的其自身的特点和应用前景，比如其加工的工艺、使用的刀具等都和一般的数控设备不同。根据其独特的加工工艺及开放式数控技术，研究和开发大型CNC数控玻璃刻花中心数控系统是本论文研究的主要目的。
使用面向对象设计和分析方法对大型CNC数控玻璃刻花中心CNC软件进行分析和设计及PMAC_LITE运动控制卡在开放式数控中的合理应用这两方面是本论文研究的重点。
第一章是绪论部分，论述了大型CNC数控玻璃刻花中心的技术基础—开放式数控技术和现代运动控制技术。同时，着重介绍了作为现代运动控制技术的代表产品：美国Delta Tau公司的多轴运动控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)卡。
第二章简要地阐述了大型CNC数控玻璃刻花中心系统的特点、组成、性能和工艺特点，主要介绍了系统中数控系统的结构和原理，同时也介绍了相关系统的国内外发展现状。
第三章是本论文的主要内容，使用面向对象分析和设计的方法对大型CNC数控玻璃刻花中心的控制软件进行了设计，同时给出了主要类的接口。对于实现部分着重阐述了软件详细设计过程中的几个关键技术。
第四章主要是介绍了利用PMAC_LITE卡进行PID参数调整的方法及其PID参数的自适应调整。
第五章对大型CNC数控玻璃刻花中心进行测试和维护。
最后，作者对本文的研究内容进行了总结，并对大型CNC数控玻璃刻花中心的发展做了展望。
Large CNC glass engraver machine center is a high technology equipment in which CAD/CAM, CNC, mechanical design and manufacture, motor driver technology, and computer controlled optical surfacing(CCOS) technology are integrated. In these technologies, CNC is the most primary technology. Although Large CNC glass engraver machine center is related to CNC, the more important thing, which we concerned, The unique characteristic of glass deep processing industry is more important. For example, the processing and cutting tool are quite different from general CNC equipment. The main purpose of this dissertation is to research and develop Large CNC glass engraver machine center based on its unique technology and Open Computer Numerical Control technology.
The one emphases of this dissertation is the software analysis and design of Large CNC glass engraver machine center base on object-oriented method, the other is reasonable and sufficient development of the PMAC_LITE controller.
Chapter 1 is the introduction of this dissertation, Open Numerical Control technology and modern motion control technology are discussed. The PMAC motion controller is introduced which is the representation of modern motion control technology.
Chapter 2 introduces the Large CNC glass engraver machine center, such as it's characteristic, structure and processing. The main part of the chapter is the principle of NC system in the Large CNC glass engraver machine center. This chapter introduces present situation and the trends of Large CNC glass engraver machine center at home and abroad.
Chapter 3 is main part of this paper, NC software of Large CNC glass engraver machine center are analyzed and designed with object-oriented method. The interface of main classes is present. Based on these classes, some key problem of design are studied.
Chapter 4 the method of tuning PID parameter with PMAC_LITE controller is introduced and the adaptive control method of the PID parameter is present.
The test of Large CNC glass engraver machine center has been carried out in Chapter 5.
Finally, the research contents of this dissertation have been summarized and the prospect of Large CNC glass engraver machine center has been opened up.
使用面向对象设计和分析方法对大型CNC数控玻璃刻花中心CNC软件进行分析和设计及PMAC_LITE运动控制卡在开放式数控中的合理应用这两方面是本论文研究的重点。
第一章是绪论部分，论述了大型CNC数控玻璃刻花中心的技术基础—开放式数控技术和现代运动控制技术。同时，着重介绍了作为现代运动控制技术的代表产品：美国Delta Tau公司的多轴运动控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)卡。
第二章简要地阐述了大型CNC数控玻璃刻花中心系统的特点、组成、性能和工艺特点，主要介绍了系统中数控系统的结构和原理，同时也介绍了相关系统的国内外发展现状。
第三章是本论文的主要内容，使用面向对象分析和设计的方法对大型CNC数控玻璃刻花中心的控制软件进行了设计，同时给出了主要类的接口。对于实现部分着重阐述了软件详细设计过程中的几个关键技术。
第四章主要是介绍了利用PMAC_LITE卡进行PID参数调整的方法及其PID参数的自适应调整。
第五章对大型CNC数控玻璃刻花中心进行测试和维护。
最后，作者对本文的研究内容进行了总结，并对大型CNC数控玻璃刻花中心的发展做了展望。
Large CNC glass engraver machine center is a high technology equipment in which CAD/CAM, CNC, mechanical design and manufacture, motor driver technology, and computer controlled optical surfacing(CCOS) technology are integrated. In these technologies, CNC is the most primary technology. Although Large CNC glass engraver machine center is related to CNC, the more important thing, which we concerned, The unique characteristic of glass deep processing industry is more important. For example, the processing and cutting tool are quite different from general CNC equipment. The main purpose of this dissertation is to research and develop Large CNC glass engraver machine center based on its unique technology and Open Computer Numerical Control technology.
The one emphases of this dissertation is the software analysis and design of Large CNC glass engraver machine center base on object-oriented method, the other is reasonable and sufficient development of the PMAC_LITE controller.
Chapter 1 is the introduction of this dissertation, Open Numerical Control technology and modern motion control technology are discussed. The PMAC motion controller is introduced which is the representation of modern motion control technology.
Chapter 2 introduces the Large CNC glass engraver machine center, such as it's characteristic, structure and processing. The main part of the chapter is the principle of NC system in the Large CNC glass engraver machine center. This chapter introduces present situation and the trends of Large CNC glass engraver machine center at home and abroad.
Chapter 3 is main part of this paper, NC software of Large CNC glass engraver machine center are analyzed and designed with object-oriented method. The interface of main classes is present. Based on these classes, some key problem of design are studied.
Chapter 4 the method of tuning PID parameter with PMAC_LITE controller is introduced and the adaptive control method of the PID parameter is present.
The test of Large CNC glass engraver machine center has been carried out in Chapter 5.
Finally, the research contents of this dissertation have been summarized and the prospect of Large CNC glass engraver machine center has been opened up.
引文
[1] 孙斌，扬汝清 基于PC的数控系统的研究现状和发展趋势廖德岗，机床与液压，2001．No．4。
[2] 扬东勇，蒋静坪 新一代智能数控的研究现状与发展，组合机床与自动化加工技术，2001年第一期。
[3] 朱国力，段正澄 现代数控系统的特点和发展方向，机械与电子 2001(1)。
[4] 毛军红，李黎川，吴序堂 机床数控软件化结构体系，机械工程学报 2000年7月第36卷第七期。
[5] 雷为民，乔建中，李本忍，滕弘飞 关于软件数控的一些基本构想，小型微型计算机系统，1999年第20卷第2期。
[6] 廖德岗，开放式数控系统的研究及其发展现状，机械，1999年第26卷第3期。
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[8] 韩权利，马宏伟，张斌，扬来侠 开放式数控系统，机械设计与制造工程，2001．1。第3卷第一期。
[9] 白建华，黄海峰，开放式CNC与现代运动控制技术的发展，机电工程，2001年第18卷第4期。
[10] 尤丽燕，殷苏民 基于DSP的高速运动控制器，机电一体化，2002年第3期。
[11] 高军礼，陈玮，邓则名，李芳 基于DSP技术的多轴运动控制器的应用研究，组合机床与自动化加工技术，2002年第3期。
[12] 白建华，程交锋，黄海峰 开放式CNC及现代网络制造，机械制造，2002 Vol．40 No．3。
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[14] 肖维荣 新一代可编程控制系统与现代运动控制技术-兼论CNC的走向，机电一体化，1998年第6期。
[15] 陈金成，彭化伟，钟廷修 一种适用于经济型数控机床的运动控制卡，机械工程师，1998．6。
[16] 丁富强，吕战争，赵锡芳，基于PC机的高性能数控系统的研究，机械与电子 2000．1。
[17] 孟璇，邢玉生，王春 基于PMAC的并行双CPU开放式数控系统的研究与开发，组合机床与自动化加工技术，2000年第十期。
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[36] 富大伟，吴玉厚，张玉用PMAC实现精确从动，机械与电子2001(1)。
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[2] 扬东勇，蒋静坪 新一代智能数控的研究现状与发展，组合机床与自动化加工技术，2001年第一期。
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