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准柔性自动生产线主要用于多品种、小批量生产,能满足企业对同类产品快速组织生产的要求,可以缩短新产品试制和投产的时间,提高企业的市场竞争能力,适合我国企业当前经济和技术的承受能力,是我国开发柔性制造技术的一条有效途径。
论文围绕准柔性自动生产线的特点,研究与开发一种适用于准柔性自动生产线的通用型数控系统,为实施准柔性组合机床自动生产线奠定技术基础。全文的研究工作如下:
在简述现代制造技术的现状及发展趋势之后,从我国技术和经济均薄弱的实际出发,介绍了准柔性自动生产线的特点、组成,探讨了准柔性自动生产线通用数控系统的结构特征,并总结出了准柔性自动生产线通用数控系统应具有开放式、结构简单、造价低廉、易于操作维护、柔性化程度高、开关量逻辑控制功能强的特点。
在明确通用数控系统应具备的功能和性能要求后,确定采用“IPC机+运动控制器”的分层式结构来构建该数控系统。本文分别从系统硬件结构和软件结构进行了重点论述。
在硬件结构上,系统以工业PC机作为硬件平台,结合GT-400-SV运动控制卡的控制性能及内置PLC的软逻辑控制功能,对通用数控系统进行了优化配置。这种结构充分利用了工业PC机的固有硬件资源,简化了控制系统的结构,具有较好的可靠性和一定的通用性。
在软件结构上,以Windows 2000为操作平台,Visual C++为开发工具。系统软件采用Windows的多线程模式与中断机制相结合的控制策略和模块化的设计方法,在Windows环境下实现了数控系统的实时多任务控制要求。系统各功能的控制实现分别放置在相对独立的模块中,采用面向对象方法设计的独立模块,除了对给定的数据交换缓冲区访问以外,不会对其它功能模块产生影响。本文重点进行了软件结构中的人机界面管理模块、加工程序预处理模块、运动控制模块的研究。
最后,在三维运动平台上进行了软、硬件功能测试,分别进行了NC程序自动执行、手动连续、手动增量、MDA等功能的测试。通过测试,该数控系统能实现语法分析、数据处理和运动控制,并能实时显示当前坐标、进给速度等系统状态。