基于图形编程的五自由度串并联机床数控系统研究-机械工程专业论文.docx

原创性声明 原创性声明 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得 的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表 的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究 工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声 明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 关于学位论文版权使用授权的说明 本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有 权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全 文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 日期： 导 师 签 名： 日期： 摘要 摘 要 A ABSTRACT 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 串并联数控机床兼具并联数控机床比刚度大、响应速度快、运动精度高和串联数 控机床工作空间大的优点，具有很好的发展前景。因串并联数控机床机构的复杂性和 多样性，其数控系统的搭建通常采用开放式体系结构。本文主要针对一款五自由度串 并联机床开发其基于图形编程的开放式数控系统。系统最大特点是基于图形编程，系 统可识别 CorelDRAW，Pro/E 生成的二维和三维图形文件，将用户所绘制的零件图形 加工出来。基于图形编程降低了对编程者的要求，提高了编程效率。本文主要内容如 下： 1.构建基于图形编程的串并联机床数控系统的总体框架结构。系统采用上下位机 模式。上位机系统采用研华工控机，将用户在 Pro/E，CorelDRAW 中所绘制的零件图 形编制成机床加工程序，并运用 LabVIEW 搭建机床数控系统软件平台；下位机系统 采用泰道公司研发的多轴运动控制卡（PMAC），实现对机床的五轴控制。设计机床的 驱动和检测方案。 2.设计基于 Pro/E 软件实现图形编程的整体方案。以一个工件为实例，研究针对本 机床的 Pro/E 前置处理和通用后置处理技术，并运用 FIL 语言对通用后置处理无法完 成的功能进行二次开发，最终得到适用于本机床的数控代码。 3.运用 LabVIEW 集成开发环境完成串并联机床数控系统软件平台的搭建。设计软 件平台的主体结构，并重点开发其中的人机交互界面、文件读取和译码模块、插补模 块、坐标变换和运动学反解模块、通讯模块等。 4.搭建五自由度串并联数控机床实验平台。对上下位机系统分别进行调试，进而 进行上下位机与机床机械部分的联机调试，验证本文理论分析的正确性。 关键词：图形编程，五自由度，串并联机床，数控系统，前置处理，后置处理 I Serial-parallel numerical control machine tool which both has the advantages of high specific stiffness, fast response speed,high moving accuracy of parallel NC machine tool and large working space of serial NC machine tool has bright prospect.Because of the complexity and diversity of the mechanism of serial-parallel NC machine tool,the construction of its NC system always adopts open architecture.The paper develops an open NC syetem of 5-DOF serial-parallel NC machine tool based on graphic programming.The biggest feature of the system is based on graphic programming.The system can receive 2D and 3D graphic files generated by CorelDRAW，Pro/E and get out the graphics drawn by users after machining. Graphic programming reduces the requirement for