8篇关于数控系统的计算机毕业论文

今天分享的是关于数控系统的8篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到数控系统等主题,本文能够帮助到你

总线式数控系统边缘计算模块开发与应用验证

这是一篇关于数控系统,边缘计算,数据采集,现场总线,PCIe驱动的论文, 主要内容为在一主多从的数控系统中,主站是数控系统的中央控制器,随着数据量的加大以及处理任务的加重,主站的计算负荷也不断增加,这间接影响了工件加工的质量。基于云架构的数控系统中,主站与云端交互中的延时和稳定性无法得到保障,因此不能满足实时分析加工任务对响应的要求。边缘计算能弥补云架构的响应延迟缺点并提升数控系统的性能,因此对数控系统边缘计算模块的研究有着重要的意义。在现有数控系统的基础上,提出了一种在数控系统边缘侧采集数据并分析处理的方法。基于与现场总线的实时数据交互,边缘计算模块获取实时加工状态数据,数据在边缘端完成处理并得到决策信息,以此协助主站优化加工过程。在FPGA内设计时序逻辑完成与NCUC现场总线的数据通信,利用边缘计算模块正确识别NCUC报文并对报文进行捕获存储,将特定地址数据封装进NCUC上行报文,实现双向数据传输。基于PCIe IP Core在FPGA内设计开发,实现CPU和FPGA之间的数据读写,打通CPU与现场总线的数据通路。在边缘计算模块的主控制器内进行软件开发。基于Linux系统开发PCIe设备驱动用以实现CPU对数据的访存,基于自定义的数据字典分离提取有效数据,设计环形缓冲区对数据进行缓存,并设计采样通道实现与应用程序的数据交互。搭建实验平台对边缘计算模块进行了功能和性能测试。对其内部PCIe接口和NCUC从站接口进行了功能和性能测试,并通过模拟时延实验验证数据平台采样通道设计的合理性。利用边缘计算模块在机床钻削加工过程中采集数据,实现报警信息上载,验证其设计的可行性。

数控曲轴磨床控制系统设计与开发

这是一篇关于数控系统,曲轴,运动控制器,系统软件的论文, 主要内容为曲轴是汽车发动机和其他内燃机的关键零件,需求量大,种类众多,加工精度要求高。因曲轴的加工精度对发动机的性能起决定性的作用,所以其加工质量和加工效率将直接影响到汽车产品的质量和汽车工业的发展。但是,目前仅有少数几个国家能够掌握高精度数控曲轴磨床技术,故机床售价昂贵,台价高达60～80万美元,国内企业一般无法承受。因此,我们有必要研制出我国自己的数控曲轴磨床,重点是曲轴磨床数控系统,以满足国民经济发展的需要。为此,开发一套价格适中的高性能数控曲轴磨床控制系统就具有较高的市场价值。本论文采用目前国际上较为流行的工业PC+运动控制器的结构,设计基于Windows平台、能实现一次装夹工件并快速磨削完一根曲轴。系统以工业PC机作为硬件平台,结合运动控制卡良好的控制性能,配以交流直线电机和伺服电机,组成了数控系统的硬件配置。论文中给出了具体的硬件结构框图,并对硬件系统设计和实现进行了说明。本论文通过对随动曲轴磨削的运动特性分析,建立了跟随磨削运动的数学模型,并且结合系统特性和实验数据,提出了对理论轨迹数据进行修正的方法。在磨削过程中,由于砂轮的进给轴具有高速、高加减速和高动态响应性的运动特点,所以本控制系统中的砂轮进给轴采用直线电机作为执行机构,保证该轴在加工过程中快速、大行程往复运动且负载惯性较大的情况下也能保证磨削的高度跟随性。系统软件基于Windows操作系统,采用Visual C++6.0面向对象、模块化的程序设计方法,编写了人机交互界面程序。本论文给出了数控系统的用户层、数据处理层和控制层这三个模块的软件结构框图,并对软件系统所要求的功能模块给出了设计说明,详细讨论了几个主要模块的设计和实现方法。设计时采用模块化、层次化、开放式的思想,便于今后数控系统的维护、扩展和升级。最后通过现场的调试,基本达到了数控系统的设计目标,满足了用户的要求。

总线式数控系统边缘计算模块开发与应用验证

基于IEC61131-3标准的数控系统开发环境原型研究

这是一篇关于数控系统,IEC61131-3标准,远程交叉编译系统,运动控制功能库,开发环境的论文, 主要内容为相对于数控机床，自动化机械产品具有种类繁多，控制过程固定等特点，然而当前尚缺乏一种高效便捷的控制系统应用程序开发环境。本文基于IEC61131-3标准，以DNC-11软硬件平台为目标机，设计数控系统应用程序开发环境原型，开发具有图形化编程环境和自动化编译系统的开发环境，以缩短自动化控制系统的开发周期并降低其开发成本。根据DNC-11数控系统的软硬件特点，设计了基于IEC61131-3标准的数控系统开发环境体系架构，包括支持IEC61131-3五种编程语言的编程环境，远程交叉编译系统以及运行时系统。编程系统采用Beremiz开源软件作为原型系统，提供能将IEC61131-3编程语言编译成C代码的IEC61131-3编译器；在远程编译系统交叉编译python并进行移植，实现目标数控系统的运行库扩展；运行时系统集成运动控制功能块。基于客户端—服务器（C/S）模型设计了远程交叉编译系统，搭建交叉编译环境，利用socket编程实现了服务器程序的网络收发功能，使用正则表达式编程为用户提供了Makefile自动创建工具，后台解析项目工程源文件以及配置文件生成与项目工程对应的Makefile文件，达到了在Windows平台即可以进行自动化编译控制系统程序的目的。对八种轴运动状态及状态转换条件进行深入的分析和研究，设计了状态机和单轴运动控制功能块的内部结构，包括参数配置模块、状态控制模块、输入预处理模块以及速度规划模块，设计各组成模块间的数据交互方式，在本文所述平台编程环境中使用功能块图和结构化文本编程实现了单轴运动控制功能块，对绝对运动控制模块的输出脉冲当量进行了联机测试。以全电动注塑机顶出系统为实验对象，在基于IEC61131-3标准的数控系统开发环境原型中设计并实现注塑机顶出系统的顶出运动过程。经实验测试，基于IEC61131-3标准的数控系统开发环境能够为自动化机械控制系统程序开发提供图形化的编程环境和简单高效的编译系统。

基于知识图谱与图神经网络的智能化技术与数控系统技术融合研究

这是一篇关于知识图谱,图神经网络,数控系统,智能化技术,技术融合路径的论文, 主要内容为新世纪以来,新一代信息技术的飞速发展,为数控机床的智能化升级提供了重大机遇。数控机床智能化主要体现在数控系统上。从技术路径的角度研究智能化技术与数控系统的技术融合过程,有助于揭示数控系统智能化发展趋势和动向,识别融合发生的具体子领域和关键技术范畴,以对后续的技术发展趋势研判、技术选择等工作进行决策支持。智能化技术与数控系统技术融合路径识别,既需要专家知识的指导,又需要大量相关领域的理论研究、技术应用等成果作为数据支撑,因此对专家知识和数据的链接提出了需求。作为传统知识工程在人工智能和大数据时代下的延续,知识图谱具有联合多维度的领域数据和高质量的专家知识的能力。并且知识图谱还能通过自动化的知识获取,来应对传统制造业知识工程面临的知识更新困难问题。因此知识图谱能够为智能化技术与数控系统技术融合研究提供更丰富、更及时的数据基础。图神经网络则基于同时利用图的结构信息和节点信息进行计算推理的特点,为知识图谱的应用提供了功能强大的方法。智能化技术与数控系统的技术融合过程具有技术跨领域复杂性和发展多维度性,难以通过传统制造业知识工程结合现有技术融合分析方法进行识别。首先,针对专家知识和数据链接的需求,本文构造面向智能化技术与数控系统技术融合研究的知识图谱。此知识图谱以智能化技术和数控系统的论文和专利构造数据层;以凝结了专家知识的数控机床技术体系构造模式层。将数据层和模式层关联,以进行专家知识和数据链接。并以数据驱动的方式对技术体系进行补充和细化,丰富技术体系内涵。其次,针对智能化技术与数控系统技术融合中体现的技术跨领域复杂性,本文构造的知识图谱数据层,包含了体现跨领域交流特征的引用网络数据和具有更丰富、更广泛的技术内涵特征的文本数据。以此为数据基础,本文提出一种基于图神经网络的技术融合早期识别方法,该方法同时使用引用网络和文本数据,能够实现具有跨领域复杂特征的技术融合早期识别。最后,针对智能化技术与数控系统技术融合中体现的发展多维度性,结合知识图谱的“论文+专利+关键词”数据层与“数控机床技术体系”模式层,本文提出一种基于知识图谱表示学习的双层技术融合路径识别方法,识别出论文层和专利层的技术融合路径及其跨层连接,以揭示技术融合路径在两个视角下的关联与差异。并且结合数控机床技术体系进一步挖掘出双层技术融合路径中隐含的智能化应用发展趋势。本文将所提出的核心方法与现有文献中方法进行了对比,验证了本方法的优越性。研究结果发现,智能化技术与数控系统的技术融合趋势主要体现在两个方面:一方面是智能算法通过状态检测、误差补偿、运动控制等方面的应用提升加工质量;另一方面是大数据、物联网、云计算等技术在数据采集、传输、计算等多个方面的应用,以达到能量效率优化、远程监控等目标。本文研究结果可用于支撑专家进行技术发展趋势研判、技术选择决策等工作。

基于混联机器人的搅拌摩擦焊数控系统及关键技术研究

这是一篇关于搅拌摩擦焊,数控系统,六轴联动,轨迹修正,手轮干预的论文, 主要内容为搅拌摩擦焊接技术开创至今,在国内外均发展迅猛,逐渐成为航空航天领域大型铝合金结构件的实用固相连接技术。本文基于课题组研发的一种新型混联构型机器人,开发一种以混联机器人为核心制造单元的搅拌摩擦焊装备,设计并搭建配套数控系统。针对开发的六自由度搅拌摩擦焊接装备,在综合考虑搅拌摩擦焊工艺特点的基础上,侧重于数控系统关键技术研究,并提出一种基于刚度最优区间理论的运动学逆解算法。针对搅拌摩擦焊工艺大轴向承载力导致的末端执行器变形现象,为提高焊接精度,考虑数控系统实时性能,提出两种轨迹修正方法。首先,根据旋量理论建立的混联机器人刚度模型,深入研究刀轴方向矢量上机器人刚度在工作空间全域内的分布规律,并提出刚度最优区间的概念。所提搅拌摩擦焊加工装备具备六个自由度,因此属于一类运动学冗余机构。本文通过优化单自由度工作台的运动,将输入的五轴加工路径分解成两部分,同时控制机器人和工作台运动实现六轴联动加工。所提算法能保证机器人在非常态位形下,具备较优的刚度性能。其次,通过对搅拌摩擦焊装备数控系统功能进行分析,确定数控系统总体架构方案,以“PC+AMC运动控制卡”为核心搭建数控系统硬件平台,最终形成以PC为上位机、以AMC运动控制卡为下位机的分布式控制体系。具体而言,完成数控系统主要硬件选型,设计详细的电气原理图,基于数据传输流确定数控系统软件架构,在数控系统内实现NC代码解析,人机交互界面的开发,并详细阐述底层运动控制原理。再次,为改善焊接质量,提出一种通过实时修正机器人粗插补过程中刀位点,实现实际刀位点与理论刀位点重合的在线轨迹修正方法。具体原理如下:首先采用激光测距传感器获得实时刀位信息,通过与理论刀位信息进行比较确定末端位姿误差值((35)X,(35)Y,(35)Z,(35)A,(35)B),结合控制系统的运动叠加功能,将上述位姿误差分配到控制系统底层粗插补环节,进而实现基于传感器的焊接轨迹在线修正。此外,通过应用手轮干预功能,可对焊接压入量等工艺参数进行实时补偿。最后,通过配置数控系统软件参数、整定伺服系统参数以及开展零点精标定实验,改善机器人焊接精度。采用平面二维S型曲线和空间三维S型曲线作为焊接轨迹,设计对比实验。实验结果有效验证了所提六自由度运动学算法的有效性,以及基于手轮干预的焊接压入量修正方法的有效性。

航发叶片加工生产线单元控制系统和调度策略研究

这是一篇关于电火花小孔加工,数控系统,柔性生产线,遗传算法,调度与重调度的论文, 主要内容为涡轮叶片是航空发动机的核心部件,工作在发动机环境最恶劣的部分,环境温度达1600以上。利用冷却技术可以提高叶片耐高温能力,提高飞机的整机性能。我国多型航空发动机实现了国产化,但航发叶片产能严重不足。为提高叶片产出率,需要选择合适的加工方式、设计合理的生产线以及专用的加工机床数控系统,并结合生产线实际设计调度策略改善生产管理方式,以达到提高加工效率的目的。本文所研究的七轴电火花小孔机床单机控制系统采用上下位机结构。其中上位机以ARM芯片RK3399为核心,包括外部通信模块、放电状态检测模块、伺服进给模块;下位机以STM32单片机为主控芯片,包括了小孔加工模块、脉冲电源模块、工作液循环模块和外部通信等模块,上下位机通过CAN总线进行通信。本文设计了脉冲电源控制电路和小孔加工的伺服控制方案,分析了数控机床的任务需求并为各任务分配优先级,选择Linux系统的Qt软件基于C/C++语言开发了机床的数控系统。数控系统选择多进程架构编写,实现了GUI人机交互、外部通信、G代码解释、插补、放电状态检测、运动控制等任务。电火花小孔机床组成了航发叶片电加工生产线,并能通过工业机器人实现自动上下料和生产线内的工件转运工作,使工件按照测量-打孔-成型的工序流程完成加工,产线内部的工件缓存区用于临时存放待加工工件,以防止工位阻塞。在已实现基本自动化的基础上,为通过科学的生产管理方法大幅度提升生产效率,本文结合电火花加工特点和航发叶片的加工流程,对航发叶片电加工的柔性生产开展了研究。航发叶片生产线控制系统需要从调度子系统获得生产计划,并根据计划向小孔机等单机设备下达指令,单机设备再将自身加工状态信息反馈至生产线控制系统。此间如遇到阻塞干扰,生产线控制系统将干扰信息发送至调度子系统后得到新的生产计划。本文详细介绍了生产线控制系统、单机数控系统、调度与重调度子系统间的关系和数据交换机制。经分析,航发叶片电加工生产线属于带搬运时间和有限缓冲区的柔性流水生产线,针对该生产线受到多种随机因素影响、不能准确预知工件加工时长以及需要频繁修整更换电极等特点,研究了带搬运时间柔性流水线多序列有限缓冲区的调度优化问题。本文针对上述问题设计了一种改进的遗传算法,设计了调度解的矩阵编码方法;采用合并父子两代种群的方法改进了遗传算法的选择策略,增加了种群多样性、改善了算法的全局性;采用分组对比选择的方法,避免了父代精英个体的流失。规划了航发叶片电加工生产线重调度方案,用以应对多种随机因素的影响,如机器故障、插单、撤单、加工延时等。最后经过仿真测试,改进的遗传算法可以解决带搬运时间和多序列有限缓冲区的调度优化问题,以算法得到最终调度方案时的迭代次数为参考标准,比经典遗传算法寻优效率提高了36.9%。所设计的重调度策略经过实验验证,可以有效应对生产过程中的异常情况。