基于固高運動控制卡的雕刻系統設計

電氣工程論文編號:DQ029    論文字數:23765,頁數:47

目 錄
摘  要 I
Abstract II
1  緒論 1
1.1 國內外概況 1
1.2 運動控制器的發展現狀與趨勢 2
1.3 雕刻系統 3
1.3.1 雕刻技術的起源與發展 3
1.3.2 新型的雕刻技術 3
1.3.3 本次設計的雕刻系統 4
2  硬件系統 5
2.1 固高運動控制卡的特點 5
2.2 固高運動控制卡GE-300-SG 6
2.3 本次設計用到的GE-300-SG運動控制器的相關安裝 6
2.3 執行部件—步進電機 7
2.3.1 步進電機的主要特點 7
2.3.2 步進電機原理說明 8
2.3.3 步進電機和交流伺服電機性能比較 12
2.3.4 步進電機的控制系統 13
2.3.5 雕刻系統步進電機的選擇 14
2.3.6 應用中的注意點 16
2.4 硬件系統的總體描述 16
3  軟件系統 18
3.1 雕刻程序的流程圖 19
3.2 在Windows下Visual C++的使用 19
3.2.1 在Visual C++中生成工程文件 19
3.2.2 在Visual C++中的指令處理函數的聲明和掛接 20
3.3 雕刻運動控制器的初始化及狀態檢測 20
3.4 雕刻軌跡運動的軌跡描述 27
3.4.1 雕刻軌跡運動的軌跡描述 27
3.4.2 雕刻中執行緩沖區連續軌跡運動 28
3.5 雕刻系統的安全機制 29
3.6 雕刻圖形的程序 31
4  雕刻的控制策略 34
4.1 雕刻的控制算法 34
4.2 雕刻系統步進電機的加減速控制 37
4.3 雕刻系統中圓的插補 37
4.4 雕刻系統中步進電機的變速控制方法 38
4.5 雕刻運動中速度控制的實現 39
5  總  結 41
致 謝 42
參考文獻 43

摘  要
 雕刻加工是一種傳統的工藝，現代科技的發展，市場需求的增加，特別是現代制造業如模具工業等方面發展的需求，導致雕刻加工必須向自動化的方向發展。固高公司生產的GE系列運動控制器，其高速、高精度的技術水平適應雕刻加工發展的要求。
 介紹了在運動控制中應用比較廣泛的運動控制器的特點及其應用,并以基于固高GE-300-SV控制器開發的一個三軸同步運動控制系統為例,進一步對以運動控制器為核心的開放式運動控制系統進行研究和分析。控制器實現三維機械雕刻機的運動控制方法，包括控制系統結構、模塊實現、插補運動、加減速控制等。對硬件部分和軟件部分分別作了概述。軟件部分主要介紹了固高運動控制卡動態連接庫函數的使用和實現串口通訊的程序編制。針對高速雕刻提出了一種新的加速度優化控制算法，該算法將控制參數簡化為三個，從而方便對噪聲、動態誤差、可靠性和工作效率的控制，實現高速高精度的細膩雕刻。論文中主要論述的是，GE系列運動控制器下的雕刻運動，及其雕刻流程。
 
關鍵詞：運動控制器、插補運動、雕刻、優化控制

Abstract
 Carving processing is a traditional technique. Modern science and technology development, market demand, especially modern manufacturing industries requirements such as molding development require carving processing develop in the direction of automation. With high-speed and high-precision, GE collection motion controller that Googol produces, can satisfy the developing requirements of carving processing.
 This article p resents the characteristics and app lications of the most popular control units,such asmovement cards, and makes a further study and analysis of the open movement control systemsbased on some movement control cards by giving an examp le of a three axle synchronous control systembased on the Gugao GE-300-SV card.. Controller of three-dimensional carving of mechanical motion control, including control system, the module achieved, interpolation movement, acceleration and deceleration control.  Mainly consists of PC and motion control card.Software mainly indroduces use of DLL of GOOGol - motion contol card and compilation of series communication programm.A new optimal acceleration control algorithm for high speed  sculpture was introduced,the algorithm reduces the number of control parameters to three,which eases the control of noise, dynamic error , reliability and working efficiency, and also eases the practice of high speed,high precision and fine sculpture. also introduces  the relevant knowledge of carving and, carving movement and carving process under the control of GE motion controller is mainly discussed in this paper.
 
Key words :movement control card、interpolation movement、Carving 、Optimal control