基于RTOS的精密伺服压力机数控系统设计

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传统的曲柄压力机滑块运动曲线固定,工艺适应性差,而且噪音大、能耗高。与传统曲柄压力机相比,现代伺服压力机采用交流伺服电机代替普通交流电机,去除了传统曲柄压力机上的飞轮和离合器。通过计算机及智能控制技术,现代伺服压力机可以任意设定滑块的运动曲线,工艺适应性强、噪音小、能耗低,能大幅提升生产效率。伺服压力机代表了压力机的发展方向,研究基于伺服电机直接驱动的伺服压力机,具有重要的经济与社会意义。 本文结合伺服压力机和数控系统技术的研究现状,围绕伺服压力机数控系统软件的设计,就所涉及的主要技术要点进行了分析与研究。基于当前市场主流嵌入式微控制器,开发出了一套高性能价格比的伺服压力机数控系统软件。主要研究内容如下: 首先,介绍了传统曲柄压力机和现代伺服压力机的特点,并进行了对比。分析了伺服压力机的组成原理和运动特性,提出了伺服压力机数控系统硬件平台的总体设计方案。伺服压力机数控系统硬件平台包括运动控制卡模块、主控制卡模块、输入输出卡模块、显卡模块等,详细分析了各个模块的工作原理。 其次,研究了基于实时操作系统(RTOS)的编程方法和基于状态机的编程方法,在此基础上,根据伺服压力机的控制要求,提出了伺服压力机数控系统软件的总体设计方案,对软件进行了模块划分,介绍了软件的主操作模块、消息管理模块等模块的具体实现过程,给出了多任务协作、任务同步、共享资源访问等关键技术的实现方法。 第三,设计了伺服压力机数控系统的人机界面。人机界面是伺服压力机与操作者之间沟通和联系的桥梁,要求简洁、美观、友好、易用。介绍了μC/GUI图形开发工具的原理和移植过程,研究了基于μC/GUI图形软件的编程方法,并结合人机工程学、计算机语言学等多学科知识设计了伺服压力机数控系统的人机界面。 最后,完成了伺服压力机数控系统的调试工作。介绍了伺服压力机数控系统软硬件模块调试、系统联合调试的调试方法与调试内容,解决了信号噪声和电磁干扰等工程问题。 在论文的末尾,对课题进行了总结和展望。
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