【摘 要】
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数控技术作为决定高端制造业发展水平的重要技术,对我国制造业的发展起到举足轻重的作用。传统的数控设备在进行加工时依据提前编写好的存放在系统中的数控程序,对工序复杂的工件进行加工时,可能因为技术人员的水平或者操作的问题,造成成本上的不必要增加。传统的数控设备稳定性高,但在开放性和成本问题上存在一些不足。基于以上提出的问题,并且结合用户需求和数控设备加工时的特点,本文旨在设计开发一套基于自动编程技术的运
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数控技术作为决定高端制造业发展水平的重要技术,对我国制造业的发展起到举足轻重的作用。传统的数控设备在进行加工时依据提前编写好的存放在系统中的数控程序,对工序复杂的工件进行加工时,可能因为技术人员的水平或者操作的问题,造成成本上的不必要增加。传统的数控设备稳定性高,但在开放性和成本问题上存在一些不足。基于以上提出的问题,并且结合用户需求和数控设备加工时的特点,本文旨在设计开发一套基于自动编程技术的运动控制系统。本文阐述了当前国内外自动编程技术和开放性数控技术的发展现状,分析了国内技术上存在的不足和问题。对整体系统的功能进行分析,确定了整体的方案和硬件的选型。在功能上将系统划分为基于DXF文件解析的自动编程软件和负责进行伺服控制的运动控制系统。从硬件上将系统划分为基于工控机的上位机平台和以STM32H743为核心的嵌入式控制器。本系统的自动编程软件主要集成了DXF文件解析和路径优化功能,先深入的分析DXF文件储存数据的方式和数据格式,总结出具体的解析流程。然后介绍了模拟退火算法原理和模拟退火算法在路径优化问题上的应用,同时使用实验图纸数据对算法效果进行验证,证明此算法在本系统中有效性。最终用C++语言完成了对这两个功能的实现和封装,并集成在基于QT开发工具开发的人机交互界面中。在运动控制系统功能方面,本文主要介绍了三种不同的加减速方法,比较了它们的数学模型和实现结果图,最终采用S型曲线加减速算法作为控制器的加减速控制方法,可避免执行机构因速度的突变对机床造成震动,减小系统对机床的损耗,并提高了系统的加工精度。本文的最后对整体的系统工作流程和具体的功能模块进行介绍,解析了功能模块的设计过程,并对最后的效果进行展示,证明了整体系统方案的可行性和有效性。
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