李为建[1]2003年在《基于开放式体系的仿型铣床数控系统研究》文中研究说明制造业当中的机械制造业从来就是发达国家整个工业和国民经济的基石。机械制造业最基本的装备——数控机床又是这个基石中的关键。它是现代科学技术的最前沿——信息技术与传统机床相结合的产物，是先进制造技术的基础。 目前常用的开放式数控系统模型为“NC嵌入PC”结构，它由开放体系结构运动控制卡+PC机+CNC软件构成。在此基础上我们提出基于开放式体系的仿型铣床数控系统体系结构。由于在“NC嵌入PC”结构的开放式数控系统模型中硬件部分基本实现通用化，具有很好的互换性，因此，开放式体系的仿型铣床数控系统主要是针对CNC软件部分进行研究，通过对国际上叁种主要的开放式控制器的研究和比较，以开放式控制体系开放的模块化结构控制器(OMAC)为基础，构造开放式数控系统，使之既能满足开放性，又能节省开发成本，提高可靠性；并把有限状态机应用到数控系统软件的开发过程中，以规范数控系统的开发流程。 为了实现直接仿型加工，对仿型加工理论进行了研究和深入的探讨，探寻和实现仿型加工算法，对测量数据进行处理，从而实现对测点数据的直接仿型加工。 论文共分为七章。第一章简单介绍了开放式数控系统研究现状、数控仿型加工和课题的研究意义，提出了基于开放式体系的仿型铣床数控系统新思路。 第二章首先对开放式数控系统体系结构进行分析和研究，并着重介绍开放的模块化结构控制器(OMAC)，然后结合所开发的数控系统，对采用OMAC体系结构的开放式数控系统进行了研究。 第叁章对仿型加工理论和发展进行分析和研究，结合加工路径生成理论和方法，提出基于测点数据的直接仿型加工方法，并对具体实现方案进行探讨。 第四章首先介绍了开放式体系的仿型铣床数控系统的总体设计方案，给出了系统软硬件设计方案和模块划分方案，然后介绍了本系统的两大模块：仿型加工和数控代码解释模块的设计方法，并给出了具体的算法。 第五章主要论述了开放式体系的仿型铣床数控系统的主要功能模块：仿型加工模块和数控代码解释模块的开发方法和开发过程，以及具体实现。同时，给出开放式体系的仿型铣床数控系统中系统软件的集成实现，并对其它功能进行了介绍。 第六章一方面编制数控加工代码，在所开发的数控系统上进行数控加工，以验证数控加工系统的有效性；另一方面，对测量得到的数据，经过仿型系统处理后生成加工路径，进行仿型加工实验，以验证仿型加工算法和仿型功能实现的有效性。 第七章给出了本论文的结论和展望。
杨诚[2]2004年在《基于测点数据的直接数控仿形加工算法研究》文中提出随着航空航天、汽车、造船及模具等工业的发展，自由曲面零件在现代工业中得到越来越广泛的应用，制造行业迫切要求更深入研究有效的数控仿形加工技术，因此基于测点数据对自由曲面仿形加工成为当前研究的重点之一。本文在综述国内外数控仿型加工技术的发展过程以及研究现状的基础上，阐述了研究基于测点数据的直接数控仿形加工算法的重要性。在传统的数控铣床上开发了基于测点数据的直接数控仿形加工系统，同时对基于测点数据的直接数控仿形加工算法等问题进行了深入研究。 本文研究内容包括以下几个方面： 1．对非接触测量得到的大量曲面测点数据进行预处理。首先进行毛刺处理方法研究、针对不同测点数据类型的几种滤波处理方法研究以及光顺处理。其次研究了大规模测点数据压缩技术。通过实例对以上的预处理算法进行了验证。 2．针对经过预处理后的测点数据，研究了基于测点数据的粗加工刀具路径生成方法，包括基于多面体模型的粗加工算法和基于Z-Map模型的粗加工算法。经过理论分析和通过自由曲面的实际加工验证了这两种算法的有效性，并比较了这两种算法在不同情况下的使用效果。 3．研究了基于测点数据的精加工刀具路径的生成方法，包括基于多面体模型的精加工算法、基于反求截面的精加工算法以及基于虚空间的精加工算法。通过理论分析、实验加工对叁种算法的有效性进行了论证，并比较了这些算法在不同情况下的使用效果。 4．在已有数控仿形加工系统的基础上，根据OMAC思想，开发并完善文件管理模块、基于测点数据仿形加工模块以及模拟加工模块。通过对几个典型实例的加工验证了系统的可行性。 最后，总结本论文研究工作的主要结论，并对后续研究作了展望。
鞠华[3]2003年在《逆向工程中自由曲面的数据处理与误差补偿研究》文中指出在产品开发及制造过程中，计算机辅助技术已被应用得相当广泛。新型计算机辅助技术的发展使得CAD／CAM无缝制造技术得以实现。由于在许多情况下设计者和制造者面对的是实物样件，需要将实物模型转化为CAD模型。因而产品信息模型是实现无缝制造技术的关键。与这种以实物模型为依据生成数据信息模型相关的技术，已发展为CAD／CAM中的一个相对独立的范畴，即逆向工程(Reverse Engineering)。在机械领域中，逆向工程(Reverse Engineering)是在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型(产品原型或油泥模型)，利用各种数字化技术及CAD技术重新构造CAD模型而克隆或创造实物产品的过程。在与制造业密切相关的航空航天、汽车、造船及模具等工业领域，未来追求对产品功能和外形等方面的日益严格的要求，这使得自由曲面零件在现代工业中得到了越来越广泛的应用。其加工质量和生产周期对提高产品的性能和市场的响应速度起着关键作用。本文结合浙江省科技计划重点项目“多传感器集成的智能化柔性测量、加工一体化装备研制”和浙江省先进制造技术重点实验室建设项目“叁坐标数控曲面测量系统”，以自由曲面为研究对象，以获取自由曲面精确数据信息模型为目标，在传统数控铣床上研制开发基于运动控制卡的开放式数控非接触式激光测量系统，同时对逆向工程中的关键技术——自由曲面非接触式测量规划、测点数据的处理、误差补偿等技术进行研究，以有效地实现自由曲面的零件设计与制造的集成，实现制造过程的集成化、智能化、低成本。 论文首先分析了逆向工程技术在先进制造技术领域发展的必然和它的概念，通过分析逆向工程的应用领域、国内外发展现状，归纳出逆向工程的特点和研究热点，进而提出本论文选题的依据，概述了本论文的主要研究内容和论文结构。在分析开放式数控系统的基础上，提出“PC+运动控制卡”的开放式数控非接触式激光测量系统的体系结构。分别分析IPC与两种运动控制卡，包括PMAC和GT-400-SV集成的工作原理。给出系统的总体框架构成和激光非接触测头的数据采集原理。对数控非接触式激光测量系统的软件构成进行分析，然后给出基于开发的激光测量系统进行逆向工程关键技术研究的总体研究框架。 在截面线法测量的基础上，对阶梯式跟踪法、直线式跟踪法和仿形式跟踪法进行分析比较。基于叁次参数样条曲线的性质，在有界曲率的平面曲线的有界性的基础上，提出通过圆弧外延点位控制测头自动跟踪曲面，即后续测量点根据已测前叁点求得的圆弧曲率沿切线方向或曲率外延来进行预测，并根据测点矢量来估测保证数字化几何信息的充分性。并通过给定理论B样条曲线，对该算法进行仿真，验证该算法的有效性。 对逆向工程技术的第二步数据点的处理进行研究。首先剔除粗大误差，然后浙弓工大理六节攀士学七忆论文对测点数据进行滤波处理，再对大规模数据点进行压缩。在分析各种数据压缩算法的基础上，针对激光非接触测量设备提出一种基于直线度和距离偏差相结合的自适应数据压缩算法，通过实例对算法进行分析与比较。 在分析激光叁角测量的原理的基础上，建立激光测头的仿真模型，研究影响激光测量精度的影响因素。然后，设计实验，分别分析待测物体的表面特征，包括表面粗糙度、颜色、材料和表面倾角等对测量精度的影响。最后，对实验数据进行误差分析，首次提出误差表征法对测量数据进行补偿修正。 针对逆向工程中曲面部分破损、不完整，或者由在逆向工程过程中因测量方法和测量设备的局限而造成的阻塞和可及性问题使获取的数据信息不完整，提出了采用神经网络实现逆向工程中数据修补的方法。通过BP反向传播算法分析了神经网络在数据修补等几何造型方面的应用可能以及存在的问题。根据径向基网络学习速度快、避免了局部极小值的优点，建立了径向基神经网络模型，通过仿真实验分析径向基网络模型在数据拟合中应用的有效性。 基于开发的激光测量系统对前面各章理论进行实验研究。研究了表面轮廓边界的确定。并对从数据点到曲面重建再生成加工路径和从数据点直接生成数控加工路径通过实例进行了分析。 最后对本文的研究内容和主要工作进行了总结，并展望了下一步的研究方向。
罗东来[4]2005年在《基于领域工程的开放式数控系统研究》文中进行了进一步梳理计算机数字控制技术是从20世纪70年代开始发展起来的机床控制新技术,它综合了计算机、自动控制、电气传动、测量和机械制造等各种技术,是现代集成制造系统(CMIS)和工厂自动化(FA)的关键技术之一,是振兴国家机床行业、增强制造业国际竞争力的基础。 为了克服传统的封闭式数控系统的诸多缺点,开放式数控系统已经成为当前研究的热点。此类系统常采用“NC嵌入PC”结构,由开放体系结构运动控制卡+PC机+CNC软件构成,在此基础上我们提出了基于领域工程的可重构的数控系统的新思路,利用软件工程中领域构件重用、软件模块化以及组件的思想构建数控系统软件,以提高CNC软件的重用性和互换性。 以实现数控系统软件更方便重用为目的,本论文结合领域工程思想,重点对数控领域进行分析。并结合数控系统的功能需求,研究了组件对象模型(COM),对采用COM组件技术对数控系统软件开发的方法进行研究。提出了采用COM组件技术开发数控系统软件,以方便数控系统软件库的检索以及软件重构。 论文共分六章。 第一章简要介绍了开放式数控系统的研究意义及其国内外研究现状,提出了本论文的研究内容和意义。 第二章对采用Windows系统开发数控系统的结构及实时性问题,进行了深入研究,提出了相应的解决办法。 第叁章讲述了领域工程的相关知识,包括领域分析、领域设计和领域实现,并运用领域工程思想构建开放式数控系统的领域模型。 第四章重点对基于组件的软件重用技术进行了深入探讨。分析和比较了当前流行的叁种组件模型COM、CORBA和JavaBeans,并选定COM作为数控系统软件的接口协议,给出了在VC环境下开发COM组件的实例。 第五章通过分析数控系统的工作要求,给出了开放式数控系统的原型。 第六章总结本文研究所取得的主要结论,并提出了今后进一步要研究和解决的问题。
冯新文[5]2008年在《八轴开放式数控系统功能软件模块设计研究》文中认为随着市场全球化的发展,市场对于适合中小批量加工、具有良好柔性和多功能性的制造系统的需求已超过对大型单一功能的制造系统的需求,这种趋势促成了一个新概念的产生,即模块化、可重构、可扩充的软件与硬件系统,也就是开放式数控系统。论文阐述了国内外数控系统的现状和发展趋势,提出研究和开发开放式数控系统的必要性。在分析目前应用比较广泛的OSACA开放式体系结构的基础上,重点研究了软件的体系结构和各个模块的功能及之间的联系。在Windows系统环境下,采用面向对象的编程语言,利用多线程并行处理的特点,设计开发了基于多轴多通道的数控系统软件结构,并运用软件工程学的思想对软件模块进行了功能划分和设计,构造了多模块的可易扩展的软件平台。并且在原有基础上丰富完善了系统总体调度模块、参数设置模块、软PLC模块、NC模块,状态显示模块等。各个模块之间通过标准的接口协调工作,共同完成数控系统的功能。该系统是一个能够同时完成程序译码、插补运算、系统管理、伺服控制等任务的控制系统,具备了一般商用数控系统的通用功能。如果需要对系统的功能进行调整,只需要增减功能模块即可,体现出了系统开放性、灵活性的特点。最后将开发出的数控系统应用在铣床数控化改造中。实践证明,以工控机和运动控制器为控制系统的核心控制器,不仅可以大大的简化系统的开发周期,实现资源的合理配置,而且,系统开发者和机床用户可以将自己的特殊的加工工艺、管理经验和操作技能纳入控制系统形成自己的产品特色。
马岩[6]2007年在《我国家具机械数控技术的开发方向与应用前景》文中研究指明本文分析了我国家具加工机械的现状,指出我国家具加工机械已经进入数控化的初始阶段。文章对家具机械进行了分类,分析了我国数控木工机械的发展对家具工业的贡献率,指出中国木工机械的数控化实际上并没有给家具工业带来更多的福音。我国数控低端镂铣机已经有了极大的发展,在世界低档数控家具机械市场上,来自中国的数控低端镂铣机产品已经开始冲击国际市场。文章分析了阻碍中国家具加工机械数控化的主要原因是我国家具机械厂家没有用户培训和二次开发的人才,没有适应国产数控家具机床的专用系统,数控家具机械的研发方向难寻,国产低档数控设备价格偏低增加研制成本,产学研严重脱节等原因。文章分析了中国家具加工机械数控化的应用前景,指出批量生产木制品生产线的前景最光明。重点应该利用数控实现家具部件加工的自动化,开发国际市场高端数控家具机械产品的国产化,用于大批量家具零件的专业化加工专用数控机械开发前景广阔,低档实用的简易家具加工机械的数控化开发势在必行。文中重点指出了我国家具加工机械数控技术的开发方向,分析了家具数控锯切、数控家具铣削、数控家具多轴铣床、数控家具多面铣床、数控家具成型铣床、数控家具刨削、数控家具钻削、数控家具开榫、数控车床、数控磨光、家具联合加工设备、数控接合组装涂布类机械的开发方向。研究我国木工机械数控化的突破点,提出了数控的具体设备的开发内容。
王俊青[7]2013年在《木材加工数控系统智能控制子系统研究开发》文中指出随着数控技术的不断发展,全球制造业水平不断提高,数控技术已经广泛应用于各行各业,木材加工领域也不例外。目前,我国已是木材制品生产大国,但还不是强国,关键在于缺少拥有自主知识产权的、先进的木材加工数控系统。因此,作为数控木工设备的核心,数控系统的开发尤为重要。本课题介绍了国内外数控木材加工设备的发展概况,分析了木材异型制品及其加工设备的种类,根据木材异型制品加工设备的运动特点和功能要求,开发出面向木材异型制品的经济型以及开放式的一款数控系统。为了保证系统以后能够方便的进行升级与调试,系统采用模块化设计,利用软件来实现系统各个模块的功能,着重研究了系统的模拟仿真、故障诊断、软PLC控制等智能控制模块。系统以Windows操作系统为平台,根据木材加工的需要,从硬软件两方面对系统的整体框架进行了构造,硬件采用工控机IPC+I/O卡的结构,选用步进电机作为驱动装置。在分析数控系统工作流程的基础上,充分考虑木材异型制品的工艺特点,利用模拟仿真原理知识,以VC++作为开发工具,运用MFC类库和多线程技术,实现系统的模拟仿真。综合分析了造成系统设备故障的潜在因素,利用信息融合技术,对各种故障信号进行诊断,并与系统预先建立的故障信息库进行比对,根据不同级别的故障信号做出相应处理,确保系统设备安全稳定运行。此外,分析了软、硬PLC的特点,对系统的辅助控制功能模块进行了设计,结合木材制品加工设备工作环境的特点,以经济实用为原则,利用全软件化的方法,实现系统的辅助控制功能,从而保证了系统运行的稳定性。本系统作为一款相对完善的数控加工系统平台,它主要是根据各种不同的需求进行扩展和构建,并通过模块化的方式进行设计,让系统的适应性更加强,可以满足多种不同需求的木材异型制品的数控加工要求,具有较高的性价比,能够满足当前木材异型制品加工企业的生产需要,将会促进我国木材加工行业的发展。
阳道善, 林奕鸿, 朱志红, 陈吉红[8]1999年在《华中网络数控系统的开发与应用》文中进行了进一步梳理网络数控是各种先进制造技术的基本单元，它为各种先进制造环境的研究与实现提供最基本的技术支持。为此，武汉华中数控系统有限公司利用基于进程的面向对象Ｐｅｔｒｉ网理论对网络环境下的开放式数控系统体系结构进行研究与分析，并在ＤＯＳ／ＷＩＮ 平台下初步实现了开放式网络化数控系统。该系统能支持网络制造、远程制造、诊断与维护，且利于对已有设备进行快速网络数控改造，是适合我国国情的网络数控系统
许娇娥[9]2014年在《基于网络的数控制造技术的研究》文中研究表明随着网络制造、智能制造、计算机集成制造技术等概念研究的逐步输入,各种先进制造环境的基本单元已成为开放式网络化数控系统。网络化数控系统的具体应用,一般是可以较大幅度提高生产效率。本文结合笔者多年的工作经验,深入研究了基于网络的数控制造技术,望能够为该技术的实际应用提供一定的借鉴。
马岩[10]2007年在《中国数控木工机械的开发方向》文中提出分析了我国数控木工机械的研发现状,提出了我国数控木工机械的开发方向和研制技术路线;研究我们进入木工机械数控化的突破点,提出了具体数控设备的开发内容;提出在引进国外数控木材加工机械先进技术的同时,应依靠产学研合作攻关数控技术的尖端产品,开发出具有中国特色的数控木工机械产品是我国木材加工机械数控化发展的大方向;提出了我国数控化木材加工机械售后服务的发展模式,指出应发展分工明确的产业集团,借鉴国内金属数控加工机床的经验,依靠企业和高校合作攻关。
参考文献：
[1]. 基于开放式体系的仿型铣床数控系统研究[D]. 李为建. 浙江大学. 2003
[2]. 基于测点数据的直接数控仿形加工算法研究[D]. 杨诚. 浙江大学. 2004
[3]. 逆向工程中自由曲面的数据处理与误差补偿研究[D]. 鞠华. 浙江大学. 2003
[4]. 基于领域工程的开放式数控系统研究[D]. 罗东来. 武汉理工大学. 2005
[5]. 八轴开放式数控系统功能软件模块设计研究[D]. 冯新文. 沈阳工业大学. 2008
[6]. 我国家具机械数控技术的开发方向与应用前景[C]. 马岩. 2007全国木材加工技术与装备发展研讨会论文集. 2007
[7]. 木材加工数控系统智能控制子系统研究开发[D]. 王俊青. 北京林业大学. 2013
[8]. 华中网络数控系统的开发与应用[J]. 阳道善, 林奕鸿, 朱志红, 陈吉红. 中国机械工程. 1999
[9]. 基于网络的数控制造技术的研究[J]. 许娇娥. 电子制作. 2014
[10]. 中国数控木工机械的开发方向[J]. 马岩. 林业机械与木工设备. 2007
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