開放式數控系統設計及實例

開放式數控系統設計及實例

本書系統介紹了設計開放式數控系統的關鍵技術圾其實現方法,包括控制軟體、三維動態仿真、網路製造系統的設計,並通過對四種典型工具機改造的實例分析,詳細介紹了開放式數控系統在工具機改造中的套用。

基本信息

內容提要

本書內容豐富,取材於實踐,突出了機與電的結合、理論與實踐的結合,具有較強的針對性和實用性。

本書可以作為機電一體化、機械製造類各專業的補充教材和畢業設計參考書,也可作為從事機電一體化和工具機數控改造的工程技術人員的參考書或培訓教材。

目錄

第1章 開放式數控系統概述

1.1 數控系統的產生與發展

1.2 開放式數控系統的概念和特徵

1.3 開放式數控系統的工作流程

1.4 開放式數控系統與傳統數控系統的比較

1.5 建立開放式數控系統的意義

1.6 開放式數控系統的研究狀況分析

1.7 數控系統的發展趨勢

第2章 基於PC的開放式數控系統

2.1 基於PC的開放式數控系統的類型

2.2 基於PC的開放式數控系統的特點

2.3 開放式數控系統的硬體結構設計

2.4 開放式數控系統的軟體設計

第3章 NC嵌入PC型開放式數控系統關鍵控制軟體設計

3.1 解碼

3.2 刀具補償

3.3 進給速度處理

3.4 開放式數控系統中的插補

第4章 開放式數控系統的三維動態仿真

4.1 概述

4.2 實現數控系統三維動態仿真的多種方法

4.3 建模方法的比較及選擇

4.4 車削工件的建模及其描述

4.5 車削仿真加工的算法及實現

4.6 仿真模組的運動控制

4.7 OpenGL圖形渲染技術

4.8 車削仿真程式

第5章 基於DCOM技術的網路製造系統

5.1 DCOM概述

5.2 基於DCOM技術的網路化運動控制器設計

5.3 基於DCOM技術的網路製造與視頻監控系統

第6章 開放式數控車床系統設計實例

6.1 總體設計

6.2 CK0625數控系統的硬體結構

6.3 CK0625數控系統的軟體設計

6.4 數控車床的主軸變頻調速實現

6.5 數控車床的進給伺服控制

第7章 開放式數控銑床系統設計實例

7.1 總體設計

7.2 開放式數控銑床系統的硬體結構

7.3 開放式數控銑床系統的軟體設計

7.4 開放式數控銑床系統軟體功能的實現與調試

第8章 開放式數控鑽床系統設計實例

8.1 總體設計

8.2 開放式數控鑽床系統的硬體結構

8.3 開放式數控鑽床系統的軟體設計

8.4 開放式數控鑽床系統的實際運行

第9章 開放式數控切割機系統設計實例

9.1 總體設計

9.2 開放式數控切割機系統的實時控制

9.3 開放式數控切割機系統的調試

參考文獻

……

序言

傳統的數控系統存在不兼容、內部結構複雜、維修成本高、升級和二次開發困難、技術滯後等缺陷,制約著數控技術的發展,不能滿足市場對數控技術新的要求。國外在20世紀80年代就提出了開放式控制系統的概念,目前許多國家正在開展對開放式數控系統的研究,數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。

我國現有400多萬台工具機,但工具機數控化率極低,約占2%,如此低的數控化率嚴重地束縛著我國機械行業的發展,滿足不了某些零件的技術要求。

就我國的經濟現狀,將過時的加工設備完全淘汰,換成全新的數控工具機是不現實的,也沒有必要。對役齡長的老式數控工具機的控制系統進行現代化改造,或把普通工具機改造為數控工具機是可行的。

由於採用開放式數控系統對普通工具機進行改造,可以根據用戶需要,較容易地實現對整個系統進行重新組合,以提高系統的可移植性、可伸縮性、可維護性和兼容性,並具有開發費用低、人機界面友好、開放程度高、通用性好的特點。因此,開發出開放式、模組化、可擴展的數控系統將具有現實意義,不僅使改造工具機的成本降低,也有利於數控系統的不斷最佳化和推廣套用。

本書系統介紹了設計開放式數控系統的關鍵技術及其實現方法,並通過對四種典型工具機改造的實例分析,詳細介紹了開放式數控系統在工具機改造中的套用。

書摘

1.5.3替代進口產品

國產數控工具機已經歷了從經濟型向全功能型的轉化,但數控系統仍大部分採用進口設備。工具機製造商對進口數控的依賴造成數控工具機成本上升,而性能卻難以提高。開放式結構數控產品的低成本和為工具機製造商定製的功能,將在這兩方面提高國產數控工具機的市場競爭力,並提高工具機產品的技術附加值。

1.5.4裝備特種設備

利用開放式結構數控產品配置的靈活性和開發的便宜性,發展特種工具機的控制器,如雷射加工、水射流切割、虛擬軸工具機、機器人等,開闢新的市場。

1.5.5工廠自動化生產線的套用

利用開放式結構數控產品的可重構性和對底層設備數字通訊的兼容性,為專用的大批量生產設備開發國產化的控制器,如針對上海的汽車製造自動線關鍵設備的配套開發。

1.5.6套用於數控改造

我國有大量的用戶引進了80年代以前開發的數控設備,他們常因舊型號的配件難於購買,造成數控系統的維護代價太高,同時,技術的快速更新也使得用戶手中的許多系統趕不上需求的發展。這些因素促使用戶進行系統的更新換代,所以數控工具機的改造是一個很大的市場。但是,採用傳統的進口數控系統進行改造,代價很大,功能的利用率卻並不高,而且因數控系統更新換代愈來愈快,仍不免有淘汰的危險。對於專用設備和特種設備,用戶更難找到合適的系統來進行設備的數控改造。

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