面向三坐标测量系统的通用运动控制器通信组件开发与实践

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运动控制器是智能化工厂自动化设备正常运行的关键,开展该产品技术研究,有利于促进智能制造系统的建设、运营管理和维护。目前商用运动控制器主要采用“PC(Personal Computer)+运动控制器”模式,集成对象通过调用运动控制器提供的动态链接库,可开发上位机与底层运动控制系统集成的通信模块,这样用户就可以通过串口、网口等物理接口与运动控制器进行数据交互,实现上位机PC端的工业软件对底层自动化设备的控制。因此,关于如何快速、可靠开发高可用性运动控制器的研究已成为该领域的技术热点。本文以先进制造系统中的三坐标检测系统CMM(Coordinate Measurement Machine)为应用对象,通过研究CMM行业通信标准I++DME(Inspection++,Dimensional Measurement Equipment)协议和组件对象模型开发方法,开展了面向CMM的通用运动控制器通信组件技术研究,旨在解决CMM测量软件与运动控制器耦合性高的实际工程问题,实现CMM与异构运动控制器即插即用。论文完成的主要工作如下。(1)在综合研究I++DME协议与组件开发技术的基础上,制定了通用通信组件中命令/消息流的控制策略,据此开展了主要的通用通信组件对象需求分析,即:通信核心模块组件对象(COMCommunication)、I++命令转化模块组件对象(COMCommand)、命令存储模块组件对象(COMData Base)、逻辑处理模块组件对象(COMHandler Logic)。(2)根据主要通信组件对象功能,应用组件开发技术,开展了各组件对象的接口设计,以及接口功能类的设计,讨论了其设计方法它们之间的数据交互与通信过程控制等关系。(3)采用Visual Studio2019作为开发平台,C#作为开发语言,开展了通用通信组件开发实践,完成了四个主要组件对象的开发,并详细讨论了部分关键算法及其实现方法。(4)选用了CMM行业应用的典型运动控制器(UWC4000i)和课题组自制六轴运动控制器进行实际验证,通过系统测试验证了本文所提技术的可行性。
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