雕铣机数控系统设计.doc

摘要:开放式数控系统是二十世纪九十年代出现的一种先进的计算机数控体系结构，具有扩展性好、开发和维护方便、运行稳定性高、能灵活适应不同需要等特点，是未来数控技术的主要发展趋势。 

本论文利用计算机软件、硬件技术、数字信号处理器技术，实现了用于开放式数控雕铣机的计算机控制系统。本系统采用深圳固高科技有限公司的GT400 四轴运动控制器，组成了以IPC 机（工业控制计算机）为上位机、板载运动控制卡为下位机的主从式开放式数控系统。被控对象本应是一个三轴数控雕铣机，由三套伺服电机及其驱动器构成半闭环伺服系统。 

本次设计的上位PC机软件模块利用Windows 环境下的VC++编程开发工具制作模块化的人机交互控制界面，并采用编译技术完成原始 NC数控代码编译模块的开发，以实现上位机的数控代码编译、系统参数设置、手动自动操作等功能；通过制定上下位机的通讯协议，将上位机的工作指令传入下位机控制器中，并充分发挥 处理器浮点运算的高速度、高精度等特点，完成运动控制中的实时二维直线和圆弧插补运动、模拟数控雕铣机的工作等内容。 

在本课题的整个设计过程中，采用了编译技术、VC++编程技术多种当前科技应用研究领域的热点技术，使本系统顺应了数控系统开放性的趋势，具有较好的实用价值，并为其进一步开发打下了良好的基础。

关键词：雕铣机；数控系统；运动控制器；CNC插补

目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论-1

1.1 课题研究的背景和意义-1

1.1.1 课题研究的背景-1

1.1.2 课题研究意义-1

1.2 雕铣机的发展-2

1.3 数控系统的发展-4

1.3.1 国外数控系统发展的现状-5

1.3.2 国内数控系统发展的现状-6

1.3.3 有待研究的问题-8

1.4 课题研究的思路及内容-8

1.4.1本课题研究的思路-8

1.4.2本课题要研究的内容-9

第2章数控系统设计总体方案-11

2.1 雕铣机数控系统功能需求分析-11

2.2 硬件执行部分介绍-11

2.3软件控制系统的实现-13

2.3.1各种数控系统的比较分析-13

2.3.2数控系统的设计-16

2.4 伺服控制原理及固高实验平台介绍-21

2.4.1伺服控制原理-21

2.4.2 固高实验平台介绍-24

本章小结：-26

第3章雕铣机插补原理-27

3.1直线插补算法-27

3.1.1直线插补的原理-27

3.1.2直线插补窗口实验-30

3.2圆弧插补算法-31

3.2.1圆弧插补原理-31

3.2.2圆弧插补窗口实验-36

本章小结：-36

第4章数控系统软件程序设计-37

4.1 G代码窗口程序设计-37

4.1.1各按钮功能设计-37

4.1.2 G代码程序设计-40

4.2 数控系统的使用实例-41

本章小结-42

第5章总结与展望-43

5.1总结-43

5.2展望-43

参考文献-45

致谢-47

附录一-48

附录二-50

附录三-52

附录四-59