机械系毕业论文 普通铣床开放式数控化改造的设计和开发 外文翻译.docVIP

PAGE PAGE 0 密 级 分类号 编 号 成 绩 本科生毕业设计 (论文) 外 文 翻 译 原 文 标 题 Design and Development of an Open Architecture CNC Controller for Milling Machine Retrofitting 译 文 标 题 普通铣床开放式数控化改造的设计和开发 作者所在系别 机械工程系 作者所在专业 机械设计制造及其自动化 作者所在班级 B08113 作 者 姓 名 作 者 学 号 20084011324 指导教师姓名 指导教师职称 教授 完 成 时 间 2012 年 2 月 第 PAGE 8 页 共 7 页 译文标题 普通铣床开放式数控化改造的设计和开发 原文标题 Design and Development of an Open Architecture CNC Controller for Milling Machine Retrofitting 作 者 Udom Komin 译 名 宇德皇民 国 籍 日本 原文出处 From Michigan State University 普通铣床开放式数控化改造的开发设计 1简介 在泰国工业上所用的大部分数控机床都是进口的。经过定期的保养，这些数控机床的使用寿命可长达10年。在到达使用寿命以后，公司一般会买一台新机器或改造旧的机器，后来这种过程被统称为“改造”。然而，购买一个新的数控机床对于一个小型融资企业是很大的财政负担，由于大多数数控机床开发基于封闭的技术因此改造通常的花费也不少。此外，经过10年使用后停产的大多数机床将使改造费用更昂贵或几乎不可能再改造。这样的问题也存在于教育机构，例如泰国职业技术学院，在每个学院通常拥有5—10台数控车床和铣床，那就相当于要改造400台已用了10年的机床。其中大部分的机床需要新的曾长期停用的工业运动控制卡。因此，基于开放式结构和模块化的工业用数控机床运动控制系统已经被职业技术学院作为一个改造旧铣床的先驱研究项目。 2系统概述 集中在公司产品、经济效益和地区技术水平的设计目标能够支持开放式机构技术的持续发展。该系统由四个主要部分组成： （1） 人机交互（MMI）： 整个系统已经利用了嵌入式CE 6.0进行了扩展，用户可以输入G代码进行控制，监控机床的状态或者在执行G代码之前进行模拟。该系统的硬件由型号为500MHz的CPU和微型快擦写存储卡组成，提高了耐用性并降低了成本。 （2） 运动控制卡： 检查所有的实时任务包括可编程逻辑控制器(PLC)、数控、PID控制器和轨迹规划。现选用24位的数字信息处理器（DSP）为8轴运动控制、现场可编程门阵列（FPGA）与外部控制器接口（PCI）和双埠RAM的输入输出通信在将来的发展提供了支持。 （3）输入输出I/O模块可利用外部设备并通过64位输入和输出端口接收和发送信息进行通讯和控制。 （4）键盘面板能够通过I/O接口模块直接控制机床，诸如在模式、主轴转动或冷却液开关、利用运动控制卡在手轮和紧急开关通讯之间的转换。 以上组成部分通常用于改造旧铣床。该系统包括一下七种运动方式：①回零点模式——初始化系统；②快速模式——实现人工连续的速度控制；③慢速模式——手动增量速度控制；④手动模式——采用手轮进行手动控制；⑤编辑模式——实时编辑G代码、参数设定或模拟G代码；⑥自动模式——自动执行G代码；⑦手动资料输入模式——在线执行G代码。 在自动模式下，用户输入的G代码程序后由MMI自动转换为NC指令。所有NC指令都经由双埠RAM被连续传送到运动控制卡。直线或圆形轨迹运动都会由运动控制卡进行计算，产生±10V的模拟信号并由编码器输送到电机，再由控制卡内部PID模块的闭环位置控制反馈控制信号。机床设备如主轴或切削液的开关都由G代码指令通过I/O模块进行控制。当机床状态如位置和速度改变时首先要存储在双埠RAM，然后通过MMI模块每100ms在屏幕上刷新一次。该系统可以转换到人工模式，在该模式下用户可以人工控制机器在慢速还是手动模式下工作。 3系统组件 3.1人机交互 选用Visual Studio .NET作为开发平台并用可编程C、C++语言编程的人机交互（MMI），用于硬件和G代码编译器之间的通讯。MMI软件的主要功能是显示和建立控制指令。从成本和耐用性考虑，工业用计算机硬件选用500MHzCPU和便携闪存存储器 MMI软件主菜单的结构是主用户界面屏幕包含了该软件所有的功能。而位置菜单、编辑菜单、模拟菜单、刀具选择菜单、工件坐标菜单都是主菜单的下级菜单。在完成任务之后，自动切换到主菜单。软件之间的数据传送经由共享数据存储器模块被发送出去，共享数据存储器模存储了所有重要的机器信息，例如