一、基于PC的开放式数控系统设计（论文文献综述）
马聪玲[1]（2021）在《桌面级数控雕刻机的研制》文中认为高校工程训练,因为数控设备和控制系统功能等因素的影响,实践教学存在一些问题。诸如购置设备价格昂贵,系统开放性差、大部分只能进行系统演示,设备使用率低,学生动手参与少,无法发挥学生的主观能动性等。不仅如此,现在传统的机械存在着许多问题,如体积大,能耗高、噪声大、不便于多样化个性化产品的加工等等。针对此现状,本课题提出研制一台低成本便于教学的小型桌面级数控雕刻机。该课题在总结国内外机床研发的基础上,根据现有数控雕刻机的发展方向与市场的低成本需求,研制了一台三轴联动的桌面级数控雕刻机。进行了总体方案设计;工作台传动系统设计计算,部件的选型,样机的绘制;控制系统的设计,基于电控系统的设计与研究,采用了GRBL/AVR328控制系统。GRBL能解析主流数控软件产生的G代码,且成本低;机械系统部分和电气系统部分设计完成后,组装调试设备,安装驱动CH340,打开GRBL软件控制,手动实现了主轴旋转、工作台X、Y、Z方向的相对运动。最后通过加工案例,图案文字、个性化图章等工件的加工,实践证明该机床能够达到使用要求。桌面级数控雕刻机床的研制,可解决数控教学中许多困难。让学生动手,每人可组装调试一台机床,便于实现设计、制作一体化项目教学,是提高教学质量的一种突破。同时,也可以为企业单位研究人员提供参考,供一些创业者使用,制作一些小工艺品等。桌面级数控雕刻机可以加工许多非金属材料如有机玻璃、木材、塑料、双色板、牛角、纸板、密度板等。实验研究证明,桌面级数控雕刻机具有一定的实用性。
路赛利[2]（2021）在《复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究》文中认为航空航天、电子信息以及国防工业等领域的高端装备中,存在一类具有特定电磁性能的透波构件。此类构件可以保证雷达天线的通讯、制导等正常工作,一般具有复杂的廓形。插入相位移（insert phase delay,IPD）是评价复杂型面透波构件生产是否满足要求的综合评判指标之一,现阶段主要受限于材料成型和加工工艺水平,多采用修磨的方式调整几何厚度来修正补偿构件IPD误差。一方面,透波构件IPD逐点精密测量可以筛选出合格产品;另一方面,也是为机械补偿方式确定厚度调整量分布的有效手段之一。本文设计开发了一种大型复杂型面透波构件IPD测量装备的控制系统,并对测量过程中的多轴协调轮廓控制问题开展了研究。首先,针对测量装备和工件的特殊性以及测量过程中所满足的特定条件,采用基于“IPC+GALIL控制器”的双CPU数控系统,规划测量装备硬件系统的总体结构,进行控制系统主要电路搭建及伺服系统的设计与选型。此外,基于模块化设计理念,开发测量装备调整与校准主界面和微波系统程控界面,并编写下位机运动程序和底层PLC程序。最终构建完成测量装备控制系统的软、硬件平台。然后,针对测量过程中多轴伺服系统动态特性不匹配、轴间耦合带来的轮廓误差问题,在分析系统轮廓误差的基础上,将非线性PID控制器应用于单轴位置控制和交叉耦合控制。对于任意轮廓曲线,非线性PID交叉耦合轮廓控制在加快伺服轴动态响应提高单轴跟踪精度的同时,实时估计轮廓误差后进行动态增益补偿至各轴,实现轴间信息共享减小系统轮廓误差,提高IPD测量精度。利用X-Y平台进行验证,实验结果表明:与变增益交叉耦合控制相比,非线性PID交叉耦合轮廓控制在轮廓误差的均方根值、最大值和平均值三方面分别减少了30.77%、32.65%和30.43%,有效加快了伺服轴动态响应,提高了系统的轮廓精度。最后,对测量装备控制系统进行软、硬件调试。为满足控制系统的技术指标和动静态性能要求,并对各轴伺服电机的PID参数和速度/加速度前馈参数进行整定。为提高系统的定位精度,利用激光干涉仪检测装备各伺服轴的位置误差,设计基于“误差表”的补偿方法,并进行定位误差补偿实验,实验表明:X、Y、Z轴定位精度均小于0.04mm,重复定位精度均小于0.02mm;A轴定位精度小于1′,重复定位精度小于0.6′;C轴定位精度小于2′,重复定位精度小于1.2′;设计的控制系统满足精度设计指标要求。
才群[3]（2020）在《电火花线切割数控机床智能控制》文中进行了进一步梳理电火花线切割技术是目前特种加工领域中的重要组成部分,其加工方式属于电腐蚀加工,具有切削力小、结构简单、可同时加工多层零件、加工效率高、故障率低、加工精度高等特点。在加工复杂精密零件、超高硬度的导体零件上具有很大优势,因其不依赖刀具材料的特点深受各大企业青睐。本文研究了将电火花线切割技术与数控技术相融合,达到电火花线切割机床实现数控的目的。本文先后阐述了研究背景与必要性,电火花线切割技术的国内外发展现状及其应用前景,做了整体数控系统的设计方案与架构,进行了数控系统的总体设计,兼顾了其开放性,重视新技术新产品的应用,充分利用了现有的科技成果,保证数控系统在通用性和开放性上的延续。进行了数控系统选型、伺服系统设计、除丝机构设计、除丝装置的PLC选型与其地址分配,设计并编制除丝程序。主要研究内容有以下几方面:1.经过分析和研究数控系统的开放形式的基础上,设计了电火花线切割机床的总体数控系统架构,确定了选用PC+运动控制卡的基本控制模式,结合整体数控方案进行实验研究。2.对线切割编程系统及其插补原理进行了研究,本文采用KS全图形编程软件。本软件是国内线切割专用的一种利用绘制图形轨迹而后经后置处理转换为加工程序的加工软件,本文介绍了软件的绘图方法与其人机交互界面等。3.设计一套除丝装置,包括除丝装置的硬件选型、控制结构与流程、I/O地址分配,并编制除丝动作相关的回零、主程序和子程序。
朱龙飞[4]（2020）在《普通车床数控化改造设计与实施》文中进行了进一步梳理数控技术自创立以来就得到了广泛的应用,经过多年发展,现阶段我国在数控领域已取得一定成就。数控机床在机械制造等领域起到了关键性作用,一个国家或地区的数控化水平很大程度上反映了其机械化水平。现阶段,很多企业都拥有一定数量的普通机床,这些机床的使用年限很长,在工业实际中难以量化生产,并且加工的精度不高,自动化程度也相对薄弱。如果更新设备,会对生产造成影响,并且需要投入大量资金来购置数控机床。因此,改造和升级现有机床,拓展机床的制造能力,提升产能和效率,是目前大多数企业采取的策略,这样能让企业的自动化程度得到有效提升。本文以典型的普通车床CA6140数控化改造为案例,列举了其在改造实施中可能出现的关键问题及解决措施。包括对机床改造的可行性分析;阐述了数控系统若干改造方案的利弊,结合CA6140数控化改造的要求,针对运动控制卡和工控机所建立的开放式数控车削系统进行了详尽分析,具体讨论了其硬件平台构建的理论依据和软件平台的设计思想;对主要的机械部件,如进给系统的滚珠丝杠副、步进电动机及驱动器的选用依据,自动回转刀架的控制原理及选用,在主轴上安装脉冲编码器的选用依据及安装注意事项等均作了较细致地分析;并对数控化改造后的机床按照GBT25659.2-2010《简式数控卧式车床》技术要求进行检测机床精度,总结和分析了各个改造项目在改造中的具体要求。本文为普通机床数据控化改造实践提供了理论基础,对普通机床的改造升级进行了规范,为企业针对普通机床引入数控技术提供了借鉴经验,更为学校数控维修专业的开设和发展创造条件。
雷子山[5]（2020）在《六轴数控刃磨机的研制》文中研究说明“工欲善其事,必先利其器。”在数控技术中,刀具作为一种基本的加工设备,在切削加工中起着关键的作用。随着现代工业的不断发展,复合材料、新型高强度钢等高性能材料广泛应用于工业产品中。对刀具的整体性能提出了更高的要求。在机械加工及制造过程中,铣刀作为一种切削工具,扮演者非常关键的角色。工件及零部件的加工精度和表面质量是由刀具刃磨质量的好坏决定的,基于此,采用先进的数控刃磨机床是所必须,基于此,本文研制了一种先进的六轴数控刃磨机床,其目的是来实现常用刀具的自动刃磨。首先,通过研究数控机床设计的方法和步骤,构思出数控刃磨机的整体设计方案,并进行优化,确定了基于刃磨机的机构运动方案,并对其各个系统中的关键零部件进行详细设计和理论分析计算,绘制出了机床总系统的装配图和关键零部件的零件图,为后续仿真及优化做了相关铺垫工作。主要对刃磨机的主轴传动系统以及X、Y、Z、A、B、C六轴联动的进给系统进行设计。根据给定参数的设计要求,对传动系统的主要零部件:滚珠丝杠螺母副进行具体的设计计算、选型。并利用三维建模软件对该数控刃磨机床的各个系统及关键零部件进行三维建模和整机装配。为了验证数控刃磨机设计原理和相关运动过程能否达到刃磨要求,本文利用ADAMS软件对整机进行机构运动学和动力学仿真分析,对刃磨机整机系统及关键零部件进行了轻量化设计。并运用ANSYS有限元分析软件对该刃磨机的关键部件进行有限元分析,分析了其关键零部件在工作状态下的应力和位移,并对核心零部件进行了模态分析,分析得到了前六阶模态频率,指出了工作过程中的振动频率,为后续试验及工作提出了指导意见。验证了机械设计的可靠性和可行性,对结构进行适当优化和分析改进。然后采用模块化方法对整机的电气控制系统进行规划、设计,介绍了步进电机和驱动器的选型和技术参数,完成电气硬件的构建。最后,以平底立铣刀的刃磨为例,说明了数控编程的方法以及刃磨机的操作方法和步骤,验证了六轴数控刃磨机的可操作性、可行性。
陈永杰[6]（2020）在《莲杆拉丝机的控制研究》文中研究指明近年来,环境保护问题被日益提上日程,越来越多的行业逐渐向可持续、可再生的方向发展。莲杆由于没有得到广泛的开发和利用而被人们认为是农业废弃物,然而经研究发现,莲杆中的莲纤维作为一种新型的天然纤维素,不仅在医学上可用于制作纱布、止血带以及缝合线等,而且在纺织行业可用于制作衣物等,具有巨大的经济和应用价值。目前莲纤维的制备主要有化学法和人工法等方法,由于污染问题和人工抽丝的效率问题,无法满足工业化生产的需求。因此研究采用什么拉丝方法、如何快速有效提取莲纤维、实现莲杆纤维的自动拉取具有重要意义。本论文主要开展了对莲杆拉丝机的自动控制系统进行研究。主要研究内容如下:（1）对莲杆拉丝机各机构的运动、莲杆拉丝机工艺流程以及系统指标进行了分析,研究了莲杆拉丝机的控制系统,并设计了相关控制子系统,包括传输子系统、固定子系统、切割子系统、折断子系统、拉丝子系统以及取纤子系统等;（2）设计了莲杆拉丝机控制系统的硬件系统,主要包括传感器、电机、控制卡、驱动器、限位开关等的选择和端口定义、硬件连接的设计;（3）在硬件平台搭建好的基础上,对莲杆拉丝机控制系统的软件进行了设计。构建了拉丝机控制系统的总框架,采用C++编写了控制子系统软件,采用Qt设计了莲杆拉丝机控制系统的人机交互界面,实现了上位机和下位机之间的信息传递;（4）在完成软件和硬件的基础上,对莲杆拉丝机控制系统的软件和人机交互界面进行了试验。
马进[7]（2020）在《大尺寸KDP晶体抛光机控制系统研究》文中研究指明激光晶体是激光器和惯性约束核聚变反应器的核心部件,目前激光晶体广泛采用磷酸二氢钾（KDP）和钇铝石榴石（YAG）等晶体。随着技术的发展,大功率激光器对激光平晶的加工精度提出了更高要求,环形抛光加工是解决激光平晶高质量高效加工的重要手段,超精密抛光机的抛光主轴运动精度以及抛光盘面形精度决定着大尺寸KDP晶体的加工面形精度,因此研究高平稳运转的抛光主轴以及测量和评价抛光盘面形精度是机床研制过程中须解决的问题。本文提出了大尺寸KDP晶体抛光机测量和加工一体化控制方法,搭建控制系统硬件和软件,自主设计UI界面,实现了大尺寸KDP晶体抛光机主轴运动控制和抛光盘面形测量。具体研究内容如下:（1）综合考虑抛光机机械结构及控制需求,设计控制系统硬件结构和软件层次,进行电气控制柜设计和关键电气元件选型,基于LabVIEW和研华Application Programming Interface（API）通用运动架构,编写控制系统软件代码并设计UI界面。（2）基于三闭环控制理论,设计了抛光机的主轴运动控制系统,使用Matlab内嵌的Simulink模块对主轴运动控制系统进行仿真,主轴转速上升时间随转速命令的增加而增大,系统启动时的转速波动量最大为0.54%,达到设计要求。对主轴运动控制系统进行稳定性试验,主轴运动的最大转速波动量为0.64%,满足抛光机在环抛加工过程中对其加工稳定性的要求。（3）对抛光机的盘面测量系统进行控制层面设计,对接触式测头进行数学建模并分析其测量误差,得到最佳测量时的运动速度为35 mm/min、测头倾角为30°。进行盘面测量方案优化选择,开发数据处理系统并对盘面测量数据进行处理。（4）对开发的盘面测量系统进行误差补偿并进行抛光盘面测量,与三坐标测量机的测量结果进行对比。结果表明,盘面测量系统的误差精度为6μm,满足设计要求。修整后的盘面平面度为22μm,实现了大尺寸KDP晶体抛光机的测量加工一体化控制。
罗思鑫[8]（2020）在《辊筒机床多轴联动数控加工系统研究》文中研究指明微结构光学薄膜具有各种形式,如裸眼3D、菲涅尔结构阵列、微球面阵列等,广泛应用于显示屏幕设备、通讯设备、新能源制造等领域,具有庞大的市场需求。光学薄膜制造的关键是在辊筒模具上加工出高质量的光学微结构,采用金刚石刀具切削技术可以在辊筒模具上加工多种光学微结构,通过辊筒模压技术可以连续制造微结构光学薄膜,相对于传统的平板模压和注塑技术具有更高的生产率和更低的成本,是目前批量生产光学薄膜性价比最高的加工工艺之一。辊筒模具加工技术作为辊筒模压技术的核心环节,在我国起步较晚,目前还需要依赖国外进口的辊筒机床才能满足辊筒模具大尺寸、高精度、高复杂度的要求。本课题根据辊筒机床的功能及控制需求,基于Aerotech的A3200多轴运动控制器,搭建了辊筒机床数控加工系统的硬件平台,开展了伺服系统PID仿真及实验调试优化,开发了一套人机交互界面,并通过加工实验验证了该数控系统的有效性。首先,基于辊筒模具径向菲涅尔结构加工的需求,开发了带刀具旋转轴的四轴联动辊筒机床,并完成了数控加工系统硬件平台的搭建及调试。其次,详细分析了A3200控制器的PID控制算法,利用Simulink仿真软件建立辊筒机床直线轴的数学模型,对伺服环的增益参数进行整定,得到了理论上优化的PID参数值,以此为基础进行实验调试优化。直线轴的位置跟随精度均达到亚微米级,且运行速度稳定。同时,开发了一套操作简单、界面友好的数控系统软件。其中包括通讯控制模块、轴的运动状态显示及操作模块、程序操作模块、I/O状态显示及操作模块等。所设计的数控系统软件能实时读取辊筒机床伺服轴的运动状态信息和加工程序运行时的状态信息,并显示在软件界面上。最后,对辊筒模具径向菲涅尔结构的加工过程进行了仿真分析,开展了辊筒机床的外圆车削实验、以及裸眼3D光学微结构的加工实验。实验验证了辊筒机床数控系统的稳定可靠性能。
王政皓[9]（2020）在《基于STM32单片机的四轴数控系统研究与设计》文中研究表明近年来,我国数控系统的研发取得全面性的提高,但由于国外对技术的封锁限制以及国内起步较晚等原因,与发达国家相比仍存在一定的差距,并且经济性数控系统在插补类型以及插补精度等方面还有一定的不足,无法满足部分较精细工件的加工。根据上述问题,本文将采用差分插补原理进行四轴数控系统的研究与设计。主要工作方面有:对数控系统进行了软硬件的总体规划,并采用“PC+STM32单片机”的上下位机控制方式,设计了基于STM32单片机的硬件接口电路以及位于上位机的可重构系统,并对整个系统的各个软件模块进行总体规划设计。对逐点比较法插补、数字积分法插补以及差分插补分析比较,确定插补模块程序以差分插补原理为核心所编写,完成对变量可分离的正高次曲线的直接插补,并实现数控系统从平面直线插补扩展到空间多维线性插补。在差分插补的原理上采用速度前瞻的控制方式,通过对路径上的速度进行规划以及轨迹衔接点处的速度进行预测,提前进行加减速度控制,实现高效、准确的控制。为更好的实现基于差分插补原理的四轴数控系统的研究设计,在试验研究前期,研究设计圆锥曲线插补数控系统,并搭建三轴数控实验平台,在该平台上完成圆锥曲线的直接插补以及三轴雕刻加工。后期对现有的三轴数控机床进行改造,搭建四轴数控系统实验平台,在该平台上完成三次曲线以及第四轴的雕刻加工。本课题开发设计一套基于STM32单片机以及差分插补原理的四轴数控系统,将译码以及仿真等主要功能模块放在PC机上开发,将插补、速度控制等实时性要求较高的功能模块放在STM32上开发。最后,搭建数控系统实验平台并进行加工测试实验,实验表明数控系统的各项命令的执行都快速而精确,加工精度较传统数控系统的直线插补拟合有了很大提升,满足了设计要求。
刘建康[10]（2020）在《面向集群部署的微服务架构数控系统研究》文中进行了进一步梳理智能数控机床可以在保证加工精度、提高机床加工效率的基础上,减少人工操作干预、降低对操作人员的专业能力需求,是实现智能车间、无人工厂的必要条件,为解决人口老龄化加剧、高级技能人才不足等社会问题提供了有效途径。当前,主流市场上的数控系统仍然采用封闭式体系结构,因多源信息接入能力差而导致不能生成有效的智能决策,在制造系统中只能充当一个被动执行的角色,越来越不能满足柔性化、敏捷化、定制化的生产需求。因此,本文以实现智能数控加工车间为目标,设计开发了基于微服务架构的开放式数控系统。采用边缘计算的思想,在车间层部署云计算平台,满足万物互联背景下车间工业大数据低时延传输和处理需求,为车间智能化提供大规模并行计算能力。在此基础上,基于控制系统即服务（Control System as a Service,CSaa S）的理念,将车间内的设备控制系统集成在边缘云计算平台中,形成一个车间集群控制系统方案。继而面向车间集群控制系统提出了基于微服务架构的开放式数控系统体系结构,构建了基于微服务架构的数控系统设计技术框架。采用领域驱动设计思想,将数控系统拆分为一系列松散耦合、独立部署的微服务,并利用着色Petri网对数控系统微服务架构进行形式化建模和仿真,验证了系统架构的可行性。微服务是微服务架构数控系统的基本构成单元,开发工作也以微服务为单位实现团队分工。为了协调不同团队的开发工作,提出了基于消费者驱动契约的数控微服务开发模式,制订了具有标准语义的微服务接口契约,并建立了基于IEC 61499功能块的数控微服务层次结构模型。基于上述微服务接口契约和结构模型,分别开发实现了四个基础数控微服务:NCK微服务、Gcode微服务、RTE微服务和HMI微服务。为了在集群环境中保证数控系统实时性需求,对数控系统任务进行了类型划分,并制定了多核处理器分组调度策略。针对数控系统中具有生产者/消费者关系的数据流任务提出了反馈调度策略,通过实时监测缓存数据消耗速度,调整生产者任务的执行周期,使缓存中数据余量保持动态平衡,避免数据断流现象。针对数控系统硬实时任务,研究了任务可调度性、执行周期、延迟对控制系统稳定性和控制质量的影响。为保证分配到同一组CPU核心上的实时任务的可调度性,提出了基于响应时间的实时任务周期分配方法和基于处理器利用率的启发式周期优化方法。提出了基于容器技术的微服务架构数控系统可重构配置策略,为智能功能的灵活扩展奠定了基础。车间集群控制系统运行在一个工业服务器集群中,本文将集群节点划分为数控节点、数据节点和Web服务节点等,分别实现设备控制、大数据处理、Web服务等功能。微服务架构数控系统基于Kafka、Docker、Kubernetes等技术部署在数控节点中,并通过Ether CAT等实时以太网控制数控机床等设备。采用万兆数据网络、千兆管理网络、实时以太网、车间无线网络共同构成了车间集群控制系统网络,并对车间内的实时以太网拓扑结构和可靠性与容错技术进行了研究。最后采用一台工业服务器和两台数控机床搭建了微服务架构数控系统实验平台,并进行了相关性能测试和加工实验,验证了整体系统方案的可行性。
二、基于PC的开放式数控系统设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于PC的开放式数控系统设计（论文提纲范文）
（1）桌面级数控雕刻机的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题的研究意义 |
| 1.2 数控雕刻机的国内外现状 |
| 1.2.1 数控技术 |
| 1.2.2 数控雕刻机的国内国外现状 |
| 1.3 数控雕刻工艺的发展现状 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 第2章 桌面级数控雕刻机的总体设计 |
| 2.1 数控雕刻机工作原理 |
| 2.2 数控雕刻机的总体结构 |
| 2.3 主要技术参数 |
| 2.4 雕刻机主传动系统方案 |
| 2.4.1 主传动系统的设计要求 |
| 2.4.2 主传动系统形式 |
| 2.4.3 主传动系统变速方式 |
| 2.4.4 雕刻机主传动系统方案设计 |
| 2.5 进给传动系统方案 |
| 2.5.1 伺服电机的选择 |
| 2.5.2 滚珠丝杠结构 |
| 2.5.3 丝杠支承和连接 |
| 2.6 导轨设计方案 |
| 2.7 支撑结构设计 |
| 2.7.1 支架结构 |
| 2.7.2 工作台设计 |
| 2.7.3 底座设计 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 桌面级数控雕刻机的设计计算 |
| 3.1 主切削力及其切削分力计算 |
| 3.2 导轨摩擦力的计算 |
| 3.3 滚珠丝杠的设计 |
| 3.3.1 滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 |
| 3.3.2 滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 |
| 3.3.3 滚珠丝杠螺母副的承载能力校核 |
| 3.4 计算机械传动系统的刚度 |
| 3.4.1 机械传动系统的刚度计算 |
| 3.4.2 滚珠丝杠螺母副的扭转刚度计算 |
| 3.5 驱动电动机的选型与计算 |
| 3.5.1 计算折算到电动机轴上的负载惯量 |
| 3.5.2 计算折算到电动机轴上的负载力矩 |
| 3.5.3 计算坐标轴折算到电动机轴上的各种所需力矩 |
| 3.5.4 选择驱动电动机的型号 |
| 3.6 机械传动系统的动态分析 |
| 3.7 机械传动系统的误差计算与分析 |
| 3.8 确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 |
| 3.9 联轴器的选择 |
| 3.10 雕刻机机械系统部分实体设计 |
| 3.11 本章小结 |
| 第4章 桌面级数控雕刻机的控制系统设计 |
| 4.1 数控雕刻机的系统架构 |
| 4.1.1 基于嵌入式的ARM架构 |
| 4.1.2 基于PLC的架构 |
| 4.1.3 基于单片机和上位机的架构 |
| 4.2 低成本数控雕刻机控制系统架构 |
| 4.3 下位机系统架构 |
| 4.4 电控系统部分设计 |
| 4.4.1 电机控制设计 |
| 4.4.2 控制卡驱动板设计选型 |
| 4.5 桌面级数控雕刻机控制系统软件 |
| 4.5.1 GRBL概述 |
| 4.5.2 通信协议 |
| 4.5.3 G代码解析 |
| 4.5.4 运动控制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 桌面级数控雕刻机的试验调试 |
| 5.1 雕刻机系统安装 |
| 5.2 软件部分安装 |
| 5.2.1 安装驱动程序 |
| 5.2.2 查看端口号 |
| 5.2.3 使用GRBL控制软件连接机床 |
| 5.2.4 检查机床运动轴方向 |
| 5.3 机床雕刻加工 |
| 5.4 刻字加工 |
| 5.5.1 刻字流程 |
| 5.5.2 刻字刀具 |
| 5.5.3 楼房号设计加工 |
| 5.5.4 楼房号雕刻加工程序代码如下 |
| 5.5 平面图形的雕刻加工 |
| 5.5.1 平面类加工简介 |
| 5.5.2 平面类加工刀具选择 |
| 5.5.3 平面图形设计加工 |
| 5.5.4 平面区域雕刻编程 |
| 5.6 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 楼房号的雕刻加工代码 |
（2）复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 轮廓控制技术研究现状 |
| 1.2.3 研究现状分析 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 2 IPD测量装备硬件系统结构设计 |
| 2.1 IPD测量方法和装备机械结构 |
| 2.1.1 IPD测量方法 |
| 2.1.2 测量装备机械结构 |
| 2.2 控制系统整体方案 |
| 2.2.1 双CPU开放式数控系统 |
| 2.2.2 控制系统总体结构设计 |
| 2.3 伺服系统设计 |
| 2.3.1 伺服系统结构设计 |
| 2.3.2 伺服系统电机选型 |
| 2.3.3 伺服系统的连接 |
| 2.4 控制系统主要电路设计 |
| 2.4.1 系统主回路设计 |
| 2.4.2 系统控制回路设计 |
| 2.4.3 摇杆模式电路设计 |
| 2.4.4 输入输出控制信号电路设计 |
| 2.4.5 电气控制柜线路设计 |
| 2.5 电磁兼容和安全保护设计 |
| 2.5.1 电磁兼容设计 |
| 2.5.2 安全保护设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 IPD测量装备软件系统开发 |
| 3.1 测量装备软件系统总体开发思想 |
| 3.2 系统管理软件初步设计 |
| 3.2.1 上位机软件开发概述 |
| 3.2.2 机床调整与校准程序设计 |
| 3.2.3 微波系统控制程序设计 |
| 3.3 调试运动程序开发 |
| 3.3.1 伺服轴定位运动 |
| 3.3.2 多轴插补运动 |
| 3.4 PLC程序开发 |
| 3.4.1 PLC模块化设计 |
| 3.4.2 主要PLC程序实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 伺服系统轮廓控制器设计 |
| 4.1 轮廓误差模型 |
| 4.1.1 轮廓误差建模 |
| 4.1.2 轮廓误差的计算方法 |
| 4.2 交叉耦合轮廓控制器设计 |
| 4.2.1 非线性PID控制器 |
| 4.2.2 非线性PID交叉耦合轮廓控制器 |
| 4.3 仿真结果与分析 |
| 4.3.1 单轴对比仿真实验与分析 |
| 4.3.2 非线性PID交叉耦合轮廓控制器仿真实验与分析 |
| 4.4 轮廓控制实验 |
| 4.4.1 实验平台介绍 |
| 4.4.2 轮廓控制实验结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 IPD测量装备控制系统调试与误差补偿 |
| 5.1 控制系统的调试 |
| 5.1.1 电路连线调试 |
| 5.1.2 伺服系统调试 |
| 5.1.3 限位及回零调试 |
| 5.1.4 控制面板调试 |
| 5.2 控制系统参数整定 |
| 5.2.1 GALIL的伺服控制算法 |
| 5.2.2 PID参数整定 |
| 5.2.3 前馈环节参数整定 |
| 5.3 控制系统定位误差补偿 |
| 5.3.1 误差来源分析 |
| 5.3.2 定位误差补偿原理 |
| 5.3.3 系统定位精度实验及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 测量装备控制系统部分程序 |
| 附录 B 测量装备控制系统调试现场照片 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）电火花线切割数控机床智能控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电火花加工基本原理 |
| 1.2 电火花加工分类及特点 |
| 1.3 数控系统发展历史及趋势 |
| 1.3.1 数控系统发展史 |
| 1.3.2 数控系统发展趋势 |
| 第2章 数控系统总体设计 |
| 2.1 数控系统总体设计 |
| 2.1.1 数控系统设计基本原则 |
| 2.1.2 数控系统的组成 |
| 第3章 总体控制方案设计 |
| 3.1 数控系统选型 |
| 方案一:CNC+PC |
| 方案二:PC+运动控制卡 |
| 方案三:全软件型NC |
| 3.2 电火花线切割机床伺服控制系统设计 |
| 3.2.1 数控系统伺服控制原理 |
| 3.2.2 伺服系统的基本组成 |
| 3.2.3 电火花成形机床伺服控制系统的实现 |
| 3.3 数控系统硬件结构图 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 数控系统软件设计 |
| 4.1 数控系统软件总体设计 |
| 4.1.1 数控系统软件结构形式 |
| 4.2 电火花成形机床数控系统工作过程 |
| 4.3 电火花成形加工数控系统软件功能模块设计 |
| 4.3.1 数控系统人机界面设计 |
| 4.3.2 数控系统功能模块设计 |
| 4.3.3 数控系统多轴控制模块设计 |
| 4.4 数控系统译码模块设计 |
| 4.4.1 数控系统译码模块功能概述 |
| 4.4.2 数控加工程序诊断 |
| 4.4.3 数控系统译码模块程序实现 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 上位机编程代码与编程软件 |
| 5.1 3B编程代码 |
| 5.1.1 3B代码输入格式 |
| 5.1.2 直线3B代码 |
| 5.1.3 圆弧的3B代码 |
| 5.2 KS线切割数控自动编程软件系统 |
| 5.2.1 KS编程系统基本术语 |
| 5.2.2 KS编程系统常用功能介绍 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 除丝系统设计 |
| 6.1 控制系统硬件选型 |
| 6.1.1 上位机的选择 |
| 6.1.2 下位机PLC的选择 |
| 6.1.3 硬件连接与组装 |
| 6.2 程序流程 |
| 6.2.1 主程序设计 |
| 6.2.2 初始化程序设计 |
| 6.2.3 除丝程序设计 |
| 6.3 除丝小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）普通车床数控化改造设计与实施（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数控机床及发展历史 |
| 1.2 数控机床的发展趋势 |
| 1.3 数控机床的特点 |
| 1.4 国内外数控机床改造的现状 |
| 1.4.1 普通机床数控化改造的优越性 |
| 1.4.2 国外数控机床改造的现状 |
| 1.4.3 国内数控机床改造的现状 |
| 1.5 研究本选题的提出依据 |
| 1.6 本次课题的主要内容 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 普通机床数控化改造的可行性分析和技术准备 |
| 2.1 普通机床的数控化改造理念 |
| 2.2 普通机床数控化改造的可行性分析 |
| 2.3 改造前的技术准备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 普通机床数控化改造中数控系统的选择 |
| 3.1 数控系统概述 |
| 3.1.1 数控系统的基本组成 |
| 3.1.2 数控系统的基本工作原理 |
| 3.1.3 数控系统的演变 |
| 3.2 数控系统的开放要求 |
| 3.2.1 传统数控系统存在的问题 |
| 3.2.2 开放式数控系统的定义及特征 |
| 3.2.3 国内外对开放式数控系统的研究状况 |
| 3.2.4 开放式数控系统的典型结构类型 |
| 3.3 普通机床数控化改造中数控系统的选择 |
| 3.4 开放式数控系统在普通机床数控化改造中的理论研究 |
| 3.4.1 “IPC+运动控制卡”开放式数控车削系统硬件的构建 |
| 3.4.2 “工控机+运动控制卡”开放式数控车削系统软件结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 普通机床数控化改造中机械部件的改造探讨 |
| 4.1 机械部件改造的总原则 |
| 4.2 机床进给传动系统的改造 |
| 4.2.1 数控机床进给传动系统的基本构成 |
| 4.2.2 数控机床进给传动系统的要求 |
| 4.2.3 进给部件中运动转换机构的选择 |
| 4.2.4 进给部件总体改造方案的确定 |
| 4.3 自动换刀装置的选型 |
| 4.3.1 数控车床刀架的基本要求 |
| 4.3.2 数控车床刀架结构与选型 |
| 4.3.3 自动转位刀架的选刀过程 |
| 4.3.4 自动转位刀架的安装 |
| 4.4 脉冲编码器的选用与安装 |
| 4.4.1 脉冲编码器的选用 |
| 4.4.2 脉冲编码器的安装 |
| 4.5 主传动系统的改造 |
| 4.5.1 主传动系统的特点 |
| 4.5.2 主传动的变速方式 |
| 4.6 导轨的修复 |
| 4.7 数控化改造后的检验精度与分析 |
| 4.7.1 横向、纵向导轨精度检测 |
| 4.7.2 刀架转位的重复定位精度检测 |
| 4.7.3 工作精度检测 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（5）六轴数控刃磨机的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 数控刃磨技术的研究和发展趋势 |
| 1.3 课题研究主要内容 |
| 1.3.1 课题研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.4 课题拟解决的关键问题 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 六轴数控刃磨机机械结构设计 |
| 2.1 整机总体设计 |
| 2.1.1 确定刃磨机达到的主要技术参数和技术指标 |
| 2.1.2 刃磨机的总体布局 |
| 2.2 机床关键部件滚珠丝杠理论计算 |
| 2.2.1 机床丝杠及进给系统组成 |
| 2.2.2 由物理模型建立力学模型 |
| 2.2.3 由力学模型建立数学模型 |
| 2.2.4 机床丝杠系统的振动特性 |
| 2.3 滚珠丝杠选型介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 刃磨机主要部件建模仿真及分析 |
| 3.1 机构的三维实体建模 |
| 3.2 多体动力学理论基础 |
| 3.2.1 多刚体动力学算法原理 |
| 3.2.2 多柔体动力学 |
| 3.3 刃磨机系统的运动学和动力学仿真分析 |
| 3.3.1 模型的导入 |
| 3.3.2 定义各部件属性 |
| 3.3.3 确定部件之间的约束 |
| 3.3.4 添加驱动 |
| 3.3.5 添加关键零部件的接触及重力 |
| 3.3.6 仿真步数设置 |
| 3.3.7 机构仿真结果分析 |
| 3.4 基于ANSYS环境下刃磨机的静力学和动力学分析 |
| 3.4.1 有限元分析思路及分析软件ANSYS简介 |
| 3.4.2 有限元分析的方法 |
| 3.4.3 ANSYS软件中有限元分析的步骤 |
| 3.4.4 结果分析 |
| 3.5 动力学分析 |
| 3.5.1 动力学分析理论及原理 |
| 3.5.2 动力学结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 电气控制系统的设计与硬件构建 |
| 4.1 电气控制系统的设计 |
| 4.2 电气系统硬件搭建 |
| 4.2.1 步进电机及驱动器的选型 |
| 4.2.2 驱动器的连接与设置 |
| 4.2.3 外围配电电路及总体硬件结构搭建 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 数控系统的开发和刃磨加工实证 |
| 5.1 开放式数控系统简介 |
| 5.2 基于Mach3数控系统的二次开发 |
| 5.2.1 数控系统硬件设计及六轴联动的实现 |
| 5.2.2 数控系统人机界面开发 |
| 5.3 立铣刀刃磨加工实证 |
| 5.3.1 编程实例 |
| 5.3.2 立铣刀刃磨加工实证 |
| 5.4 铣刀切削加工实验验证 |
| 5.4.1 实验目的 |
| 5.4.2 加工条件 |
| 5.4.3 加工过程 |
| 5.4.4 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.结论 |
| 2.创新点及经济性 |
| 3.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（6）莲杆拉丝机的控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 莲纤维制备的研究现状 |
| 1.2.2 开放式数控系统的国内外研究现状 |
| 1.3 主要内容及章节安排 |
| 2 莲杆拉丝机控制系统的原理分析 |
| 2.1 莲杆拉丝机工艺流程设计 |
| 2.2 莲杆拉丝机的系统组成 |
| 2.3 莲杆拉丝机控制系统的方案 |
| 2.4 系统的主要指标 |
| 2.5 控制系统原理分析 |
| 2.5.1 莲杆传输系统 |
| 2.5.2 莲杆固定系统 |
| 2.5.3 莲杆切割系统 |
| 2.5.4 莲杆折断系统 |
| 2.5.5 莲杆拉丝系统 |
| 2.5.6 莲杆取纤系统 |
| 2.6 本章总结 |
| 3 莲杆拉丝机控制系统的硬件 |
| 3.1 莲杆拉丝机控制系统的硬件选择 |
| 3.1.1 PC机和电源的选择 |
| 3.1.2 电机的选择 |
| 3.1.3 驱动器的选择 |
| 3.1.4 探测器的选择 |
| 3.1.5 运动控制卡选择 |
| 3.2 端口定义与连接 |
| 3.2.1 PC和运动控制卡的连接 |
| 3.2.2 连接运动控制器和端子板 |
| 3.2.3 连接端子板电源 |
| 3.2.4 电机、驱动器与运动控制卡的连接 |
| 3.2.5 端子板与输入、和限位开关接口连接 |
| 3.2.6 输出模块 |
| 3.3 本章总结 |
| 4 莲杆拉丝机控制系统的软件 |
| 4.1 软件开发设计原则 |
| 4.2 软件开发的平台选择 |
| 4.3 开发工具 |
| 4.4 开发方法 |
| 4.5 程序实现拉丝机的控制系统 |
| 4.5.1 程序环境的搭建 |
| 4.5.2 代码整体框架 |
| 4.5.3 部分接口介绍 |
| 4.5.4 莲杆拉丝机各系统软件实现 |
| 4.6 人机界面的设计 |
| 4.6.1 人机界面框架选择 |
| 4.6.2 开发环境 |
| 4.6.3 开发过程 |
| 4.7 本章总结 |
| 5 莲杆拉丝机控制系统的测试 |
| 5.1 实验平台的搭建 |
| 5.2 硬件测试 |
| 5.3 软件测试 |
| 5.3.1 软件代码测试 |
| 5.3.2 移植到运动控制卡中的测试 |
| 5.3.3 人机界面和系统建立通信的测试 |
| 5.4 莲杆拉丝效率实验 |
| 5.5 本章总结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）大尺寸KDP晶体抛光机控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 抛光机国内外研究现状 |
| 1.2.2 机床控制系统国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与课题来源 |
| 2 抛光机控制系统设计 |
| 2.1 抛光机控制系统设计需求 |
| 2.2 控制系统硬件研制 |
| 2.2.1 关键电气元件选型 |
| 2.2.2 电气控制柜设计 |
| 2.3 控制系统软件开发 |
| 2.3.1 软件功能、组成及层次 |
| 2.3.2 软件代码逻辑 |
| 2.3.3 软件界面设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 抛光机主轴运动控制系统设计及测试 |
| 3.1 主轴运动控制系统设计需求 |
| 3.2 主轴运动控制系统设计 |
| 3.2.1 电流环控制子系统设计 |
| 3.2.2 速度环控制子系统设计 |
| 3.2.3 位置环控制子系统设计 |
| 3.3 主轴运动控制系统Simulink仿真 |
| 3.4 主轴运动控制系统性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 抛光机盘面测量控制系统设计及测试 |
| 4.1 盘面测量控制系统设计需求 |
| 4.2 盘面测量控制系统设计及误差分析 |
| 4.2.1 接触式测头建模 |
| 4.2.2 接触式测头误差分析及试验 |
| 4.2.3 盘面测量系统路径规划 |
| 4.2.4 盘面测量系统误差来源分析 |
| 4.3 盘面测量数据处理系统开发 |
| 4.4 盘面测量系统性能测试及精度检验 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）辊筒机床多轴联动数控加工系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题概述 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 辊筒机床发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 开放式数控系统研究现状 |
| 1.3.1 开放式数控系统的研究进展 |
| 1.3.2 开放式数控系统结构分析 |
| 1.4 本课题研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 辊筒机床硬件平台搭建 |
| 2.1 辊筒机床机械结构 |
| 2.1.1 辊筒机床机械结构与性能 |
| 2.1.2 直线轴机械结构 |
| 2.1.3 主轴选取 |
| 2.1.4 刀具主轴机械结构 |
| 2.1.5 机床其他部分结构 |
| 2.2 辊筒机床数控系统硬件平台设计 |
| 2.2.1 机床控制系统原理及结构 |
| 2.2.2 辊筒机床四轴联动数控系统硬件平台总体设计 |
| 2.2.3 A3200多轴运动控制器 |
| 2.2.4 工业控制计算机 |
| 2.2.5 伺服驱动系统 |
| 2.2.6 顺序控制模块 |
| 2.3 强弱电控制系统的设计与搭建 |
| 2.3.1 直线轴控制方法 |
| 2.3.2 主轴控制方法 |
| 2.3.3 刀具主轴控制方法 |
| 2.3.4 限位触发方法 |
| 2.3.5 其他控制环节分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 伺服系统PID控制仿真分析及实验 |
| 3.1 伺服控制系统概述 |
| 3.1.1 PID控制基本原理 |
| 3.1.2 PID参数对控制精度的影响分析 |
| 3.1.3 伺服系统的控制方式 |
| 3.1.4 伺服系统控制算法分析 |
| 3.2 伺服系统PID控制仿真分析 |
| 3.2.1 直线电机数学模型 |
| 3.2.2 速度环PI控制参数整定 |
| 3.2.3 位置环PID控制参数整定 |
| 3.2.4 伺服系统控制算法整定参数的仿真分析 |
| 3.3 伺服系统PID参数调试与优化 |
| 3.3.1 伺服系统参数配置及PID参数调试优化流程 |
| 3.3.2 直线轴调试 |
| 3.3.3 主轴调试 |
| 3.3.4 刀具主轴调试 |
| 3.3.5 辊筒机床四轴联动的实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 辊筒机床数控系统软件开发设计 |
| 4.1 数控系统软件的开发方法 |
| 4.1.1 A3200软件开发工具 |
| 4.1.2 开发平台的选择 |
| 4.2 数控系统软件的结构 |
| 4.2.1 数控系统软件的整体框架 |
| 4.2.2 数控系统软件的主界面 |
| 4.2.3 数控系统软件的具体开发流程 |
| 4.3 数控系统软件功能模块的开发 |
| 4.3.1 A3200控制器的通讯模块 |
| 4.3.2 状态显示模块 |
| 4.3.3 轴运动操作模块 |
| 4.3.4 数控代码的控制模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 辊筒机床数控系统加工实验 |
| 5.1 辊筒模具径向菲涅尔结构的加工仿真分析 |
| 5.1.1 刀具路径规划分析 |
| 5.1.2 加工过程仿真分析 |
| 5.2 车削外圆实验 |
| 5.2.1 实验过程与步骤 |
| 5.2.2 实验结果与分析 |
| 5.3 裸眼3D光学微结构加工实验 |
| 5.3.1 裸眼3D光学微结构形貌参数的确定 |
| 5.3.2 加工程序生成 |
| 5.3.3 实验过程与步骤 |
| 5.3.4 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的成果 |
| 专利申请 |
| 致谢 |
（9）基于STM32单片机的四轴数控系统研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 数控系统概述 |
| 1.1.1 数控系统的工作原理 |
| 1.1.2 数控系统的组成与特点 |
| 1.1.3 数控系统的应用与分类 |
| 1.2 数控系统的研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 数控系统的研究现状 |
| 1.2.2 数控系统的发展趋势 |
| 1.3 本课题的来源与研究意义 |
| 1.4 本课题的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 四轴数控系统的总体规划设计 |
| 2.1 四轴数控系统的总体设计 |
| 2.2 四轴数控系统的硬件设计 |
| 2.2.1 STM32单片机简介 |
| 2.2.2 进给伺服系统控制电路设计 |
| 2.2.3 主轴驱动系统控制电路设计 |
| 2.2.4 限位开关控制电路设计 |
| 2.2.5 旋转轴选择 |
| 2.3 四轴数控系统的软件设计 |
| 2.3.1 数控系统上位机设计 |
| 2.3.2 数控系统下位机设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于差分插补方法的研究 |
| 3.1 插补常用方式 |
| 3.1.1 逐点比较法插补 |
| 3.1.2 数字积分法插补 |
| 3.2 差分插补原理简述 |
| 3.3 基于差分插补原理的平面三次多项式曲线插补 |
| 3.3.1 三次曲线ISO代码译成差分插补代码 |
| 3.3.2 三次曲线仿真加工 |
| 3.4 基于差分插补原理的三维空间直线插补 |
| 3.5 旋转轴插补分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于差分插补原理的加减速研究 |
| 4.1 速度前瞻控制策略概述 |
| 4.1.1 差分插补原理简述 |
| 4.1.2 前瞻控制策略简述 |
| 4.2 前瞻运动分析 |
| 4.2.1 数学模型 |
| 4.2.2 高曲率点处的速度极限 |
| 4.3 基于差分插补原理的前瞻速度控制实现 |
| 4.4 速度前瞻的实现 |
| 4.4.1 前瞻段数确定以及前瞻控制流程 |
| 4.4.2 前瞻控制实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 数控系统实验平台的搭建与加工试验 |
| 5.1 圆锥曲线插补数控系统实验研究 |
| 5.1.1 圆锥曲线插补数控系统的总体规划 |
| 5.1.2 多线程技术 |
| 5.1.3 运动控制模块的编程实现 |
| 5.1.4 控制系统的硬件设计 |
| 5.1.5 圆锥曲线微型数控雕刻机的加工实验测试 |
| 5.2 四轴数控系统实验 |
| 5.2.1 四轴数控系统实验平台搭建 |
| 5.2.2 加工刀具与加工材料的选择 |
| 5.2.3 四轴数控系统加工实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文及获奖情况 |
| 致谢 |
（10）面向集群部署的微服务架构数控系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 数控系统相关研究现状 |
| 1.2.1 开放式数控系统研究现状 |
| 1.2.2 智能化数控系统研究现状 |
| 1.2.3 数控系统软硬件结构研究现状 |
| 1.2.4 数控系统实时性研究现状 |
| 1.3 微服务架构及其在数控领域的应用 |
| 1.3.1 微服务架构和面向服务架构 |
| 1.3.2 微服务架构在数控系统中的应用 |
| 1.4 当前研究存在的问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 面向车间集群控制的微服务架构数控系统设计 |
| 2.1 基于边缘计算的车间集群控制系统方案 |
| 2.1.1 面向智能车间场景的边缘计算架构 |
| 2.1.2 集散控制系统与集群控制系统 |
| 2.1.3 车间集群控制系统人机交互方式 |
| 2.2 面向集群控制的微服务架构数控系统设计技术框架 |
| 2.3 微服务架构数控系统结构设计 |
| 2.3.1 数控微服务划分策略 |
| 2.3.2 基于子领域的数控系统微服务划分 |
| 2.3.3 基于消息通信的分布式数控系统体系结构 |
| 2.4 基于Petri网的微服务架构形式化建模与验证 |
| 2.4.1 基于着色Petri网的形式化描述方法 |
| 2.4.2 基于着色Petri网的形式化建模与验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 微服务架构数控系统开发关键技术研究 |
| 3.1 基于消费者驱动契约的数控微服务开发模式 |
| 3.1.1 基于消费者驱动契约的微服务开发流程 |
| 3.1.2 数控微服务接口契约制订 |
| 3.2 基于IEC61499功能块的数控微服务层次结构模型 |
| 3.3 NCK微服务开发关键技术 |
| 3.3.1 NCK微服务IEC61499 功能块开发 |
| 3.3.2 基于滑动窗口的前瞻速度规划方法 |
| 3.4 其他微服务开发关键技术 |
| 3.4.1 Gcode微服务 |
| 3.4.2 RTE微服务开发 |
| 3.4.3 HMI微服务和Web人机界面 |
| 3.4.4 其他智能功能微服务扩展策略 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微服务架构数控系统实时任务调度研究 |
| 4.1 微服务架构数控系统任务类型及调度策略 |
| 4.1.1 数控系统任务类型划分 |
| 4.1.2 多核处理器分组调度策略 |
| 4.2 数控系统数据流任务调度研究 |
| 4.2.1 数控系统数据流模型及反馈调度算法 |
| 4.2.2 反馈调度算法实验验证 |
| 4.3 数控系统硬实时任务调度研究 |
| 4.3.1 实时任务可调度性判据 |
| 4.3.2 可调度性对控制稳定性的影响 |
| 4.3.3 周期和延迟对控制质量的影响 |
| 4.4 实时任务调度参数选择和优化 |
| 4.4.1 基于响应时间的实时任务周期分配 |
| 4.4.2 启发式实时任务调度参数优化方法 |
| 4.4.3 启发式任务周期优化方法实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 微服务架构数控系统集群部署与功能验证 |
| 5.1 微服务架构数控系统集群配置部署策略 |
| 5.2 车间集群控制系统运行环境搭建 |
| 5.2.1 集群节点划分及基础软件部署 |
| 5.2.2 车间集群控制系统网络结构 |
| 5.2.3 车间集群控制系统可靠性与容错技术 |
| 5.3 微服务架构数控系统集群配置部署 |
| 5.3.1 Kafka消息代理集群部署及应用配置 |
| 5.3.2 数控微服务Docker容器镜像构建 |
| 5.3.3 基于Kubernetes的数控微服务集群部署 |
| 5.3.4 Ether CAT容器配置部署 |
| 5.4 微服务架构数控系统实验测试 |
| 5.4.1 实验平台搭建 |
| 5.4.2 关键性能测试 |
| 5.4.3 智能颤振抑制微服务功能测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、基于PC的开放式数控系统设计（论文参考文献）
- [1]桌面级数控雕刻机的研制[D]. 马聪玲. 陕西理工大学, 2021(08)
- [2]复杂型面透波构件IPD测量装备控制系统研究[D]. 路赛利. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]电火花线切割数控机床智能控制[D]. 才群. 内蒙古科技大学, 2020(06)
- [4]普通车床数控化改造设计与实施[D]. 朱龙飞. 武汉工程大学, 2020(01)
- [5]六轴数控刃磨机的研制[D]. 雷子山. 广东工业大学, 2020(02)
- [6]莲杆拉丝机的控制研究[D]. 陈永杰. 西安工业大学, 2020(04)
- [7]大尺寸KDP晶体抛光机控制系统研究[D]. 马进. 大连理工大学, 2020
- [8]辊筒机床多轴联动数控加工系统研究[D]. 罗思鑫. 广东工业大学, 2020
- [9]基于STM32单片机的四轴数控系统研究与设计[D]. 王政皓. 山东理工大学, 2020(02)
- [10]面向集群部署的微服务架构数控系统研究[D]. 刘建康. 哈尔滨工业大学, 2020(01)