嵌入式系统在数控机床运行状态监控中的应用研究(可编辑).doc

嵌入式系统在数控机床运行状态监控中的应用研究 西华大学 硕士学位论文 嵌入式系统在数控机床运行状态监控中的应用研究 姓名：郭共绍 申请学位级别：硕士 专业：机械电子工程 指导教师：张恕远 20090501 嵌入式系统在数控机床运行状态监控中的应用研究 机械电子工程专业 研究生： 郭共绍 指导教师： 张恕远 本论文在国家“八五”“九五”科研课题期间研制出的数控测试系统的基础 上，根据目前科学技术的发展现状和发展趋势，分析了前期测试系统的优缺点， 提出了相应的改进方案，研究了基于嵌入式系统的远程状态测试技术。 本文设计了基于嵌入式的数控机床远程运行状态监控系统。通过实时检测 数控机床运行的多项参数，利用网络实现了远程监控。根据检测数控机床各轴 的位置，实现远程三维加工过程实时再现。同时，根据数控系统反馈的位置坐 标，分析了数控系统误差对加工工件影响程度的大小。 在嵌入式系统的开发中，重点研究了数字采样接口和模拟采样接口、温度 采集模块、远程通讯接口及通讯协议几个模块。在数字采集接口电路模块中采 用高效专用计数芯片，使测试系统在高效、高速、集成度和可靠性等方面有了 明显改善，提高了测试系统的抗干扰能力；模拟采集接口电路模块主要采集数 控系统上电机的动态性能参数如电压、电流等信号，实现对伺服电机进行监测。 温度补偿是数控机床的发展趋势，故本嵌入式检测系统对机床重点部位进行温 度采集，实现对机床温度进行实时监控。在嵌入式系统中扩展网络控制器，使 之具备与远程计算机通信的能力。 信息平台使用opengl开发了三维显示界面，用来显示四轴联动数控机床 的加工路径。嵌入式系统通过对机床编码器的输出脉冲进行计数，获得各轴的 位置，再通过网络发送给远程的信息平台，信息平台则把得到的脉冲值转换成 机床的位置坐标，然后显示在构建好的三维坐标系中。远程三维显示较好的监 控了数控加工的过程。在获得机床坐标的基础之上，通过建立数控系统误差对 加工工件影响的数学模型，从理论和实际分析了数控系统误差对加工工件的影 响程度的大小。 关键字：嵌入式数控系统三维显示openol远程监测 embeddedincncmachinetool status systems running research monitoringapplied andelectronic major：mechancialengineering shu?-yuan postgraduate：guogong?-shaosupervisor：zhang on numericalcontrolled whichwas this the paper，based testingsystem the ofthe andtheninth excogitatedduringperiods eighthfive?year fiveyear, the and ofthistest tothe advantagedisadvantage systemaccording analyzes and of forwardthe technology,puts developmentalactualitytendency ameliorationand the ofthehardwareand corresponding projectdevelopsdesign andcontrol softwareinthisembedded?basedtest long?distance system thisarticlehas cncmachinetool status designed long-distancerunning thatbasedonthe realtime supervisorysystem embeddedthrough toolmovement hasrealizedthe cncmachine manyparameters，it longdistance the toexaminationcncmachinetool monitoringusing networkaccording various realizesthe threedimensional axes，it long-distance processingprocess real-time thesame tonumericalcontrol reappearanceattime，according system feedback thenumericalcontrol errorto the data，analyzed system process position work influence piece has the inembedded studied systemsdevelopment，it digitalsampling the connectionand module， analogsamplingconnection，temperaturegathering connectionand several communication communication long-distance protocol moduleswith the effective emphasisusinghighly specialpurposecountingchip inthe interfacecircuit thetest in digitalgathering module，causedsystemhighly so andon rateand hadthe integrationreliability effective，highspeed,aspects distinct test simulation improvement，sharpenedsystemsantijammingabilityon circuit main control interface module numerical gathering gathering system electrical like curren