【正文】 電子信息工程論文 專 業(yè)： 電子信息工程 目錄摘要 3ABSTRACT: 4第一章 緒論 數(shù)控系統(tǒng)的基本概念 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 國外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 國外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 凸輪軸磨削技術(shù)發(fā)展概述 本課題研究的主要內(nèi)容 11第二章 MTX數(shù)控系統(tǒng)簡述 1MTX系統(tǒng)使用的主要特點 1MTX數(shù)控系統(tǒng)的組成和工作原理 1MTX數(shù)控系統(tǒng)的仿真 17第三章 MTX系統(tǒng)編程原則 1簡介 1標準和 CPL 編程的概述 變量的編程 2變量名 2可定義永久變量組 2CPL 指令：IFTHENELSEENDIF 2CPL 跳轉(zhuǎn) (GOTO) 跳轉(zhuǎn)至任何程序塊 2軸耦合 AxCouple、AXC 29第四章 程序源代碼開發(fā) 3機床運行主程序開發(fā) 3磨削子程序 3軸耦合的實現(xiàn) 3功能 3程序流程圖 4耦合表 45耦合表具有以下結(jié)構(gòu)： 45第五章 軟件安裝及程序仿真調(diào)試應(yīng)該注意的問題 4軟件安裝中遇到的問題 47（1）、安裝問題 47（2）、系統(tǒng)參數(shù)配置問題 4程序仿真調(diào)試 49（1）、將自定義變量導(dǎo)入系統(tǒng) 49（2）、程序中自動循環(huán) 49（3）、關(guān)于NC程序與CPL程序之間的相互嵌套 50結(jié)論 51附錄 53參考文獻 63致謝 64 力士樂系統(tǒng)的凸輪軸磨床的數(shù)控加工程序摘要：根據(jù)TKM120全數(shù)控凸輪軸磨床的實際情況在力士樂MTX數(shù)控系統(tǒng)下開發(fā)了凸輪軸磨削的G代碼程序。根據(jù)凸輪磨削原理以及MTX變成手冊開發(fā)出系統(tǒng)所需程序。并利用Indraworks 組件中的operation控制軟件進行了仿真調(diào)試。本文介紹了如何以力士樂MTX數(shù)控系統(tǒng)為平臺，利用力士樂公司提供的軟件開發(fā)包，開發(fā)適應(yīng)于全數(shù)控凸輪磨床磨削過程的源代碼。關(guān)鍵字：凸輪軸磨削。編程手冊。MTX。G代碼。ABSTRACT:CNC cam grinding machine according to TKM120 the actual situation in Rexroth MTX CNC system developed under the camshaft grinding Gcode program. According to the principle and MTX into the cam grinding manual procedures required to develop the system. Using Indraworks ponent operation control software simulation debug. This article describes how to Rexroth MTX CNC system platform, using Rexroth provides software development kits, development of adaptation in the process of CNC cam grinding machine source code.KeyWords: Camshaft grinding；Programming Manual；MTX；G code 第一章 緒論數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控技術(shù)的核心，其功能強弱、性能優(yōu)劣直接影響著數(shù)控設(shè)備的加工質(zhì)量和效能發(fā)揮，對整個制造系統(tǒng)的集成控制、高效運行、更新發(fā)展都具有至關(guān)重要的作用。因此，數(shù)控系統(tǒng)的研究開發(fā)作為基礎(chǔ)性戰(zhàn)略技術(shù)，越來越得到世界各國的高度重視和大力發(fā)展，特別是近些年來隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)正朝著標準化開放式的體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運而生，Bosch一Rexroth公司就于2005年適時地推出了基于PC的新一代開放式IndraMotion MTX數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)的基本概念數(shù)控是數(shù)字控制（Numerical Control，NC)的簡稱。從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實行控制，也就是利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)，被控制的對象可以是各種生產(chǎn)過程。而從狹義上理解，也就是利用數(shù)字化信息對機床軌跡和狀態(tài)進行控制，例如數(shù)控車床，數(shù)控銑床，數(shù)控沖床，數(shù)控加工中心等。數(shù)控系統(tǒng)與被控機床本體的結(jié)合稱為數(shù)控機床。它是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，實現(xiàn)了高度的機、電、液、光、氣一體化。它集機械制造、計算機、微電子、現(xiàn)代控制及精密測量等多種技術(shù)為一體，使傳統(tǒng)的機械加工工藝發(fā)生了質(zhì)的變化。這個變化的本質(zhì)就在于用數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了加工過程的自動化控制。、國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、國外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀(1)OMAC計劃美國90年代提出NGC下一代控制器計劃，并撥款1億美元進行研究，其核心即是開放體系結(jié)構(gòu)的研究。其首要目標是開發(fā)開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標準規(guī)范SOSAC (Specification for an Open System Architecture Standard)用來管理工作站和機床控制器的設(shè)計和結(jié)構(gòu)組織。SOSAC定義了NGC系統(tǒng)、子系統(tǒng)和模塊的功能以及相互間的關(guān)系，它提出了分級式控制結(jié)構(gòu)，指出了功能性的分解。 定義了虛擬機實現(xiàn)系統(tǒng)模塊間的信息相互交換和相互操作。定義了NML(Neural Manufacturing Language)語言進行制造系統(tǒng)中的信息傳遞。該計劃己于1994年完成了NGC原型研究，并己轉(zhuǎn)入工業(yè)開發(fā)應(yīng)用。例如美國Ford, GM和CResler等公司在NGC計劃的指導(dǎo)下，聯(lián)合提出了OMAC(Open Modular Architecture Controller)開發(fā)計劃，提出了系統(tǒng)基礎(chǔ)框架、信息庫管理、任務(wù)調(diào)度、 人機接口、運動控制、傳感器接口等構(gòu)造了控制系統(tǒng)功能體系結(jié)構(gòu)。該計劃的目的是使系統(tǒng)制造廠、機床廠和最終用戶分別從縮短開發(fā)周期、降低開發(fā)費用、便于系統(tǒng)集成和二次開發(fā)、簡化系統(tǒng)使用和維護等方面受益。又如Cincinnati Milacron從1995年開始在其所生產(chǎn)的加工中心、銑床、車床及激光加工等設(shè)備中采用開放式體系結(jié)構(gòu)的A2100系統(tǒng)(應(yīng)用雙處理器組成，帶Windows NT操作系統(tǒng)的多任務(wù)、多功能的開放式系統(tǒng))。還有DELTA TAU公司利用NGC和OMAC等協(xié)議，采用PC機+PMAC控制卡構(gòu)成的PMAC開放式CNC系統(tǒng)，獲得了良好的應(yīng)用效果。(2) OSACA計劃歐洲德、法、意、西等國于1990年也聯(lián)合進行了“自動化系統(tǒng)中開放式體系結(jié)構(gòu)OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)”的研究。該計劃于1992年5月正式為歐盟官方所接受。截止目前，OSACA計劃的三個階段的工作全部完成。己公布的文件包括“OSACA Iamp。II Final Report39。，和“OSACA Handbook”及其他一些文件。OSACA提出了一個“分層的系統(tǒng)平臺+結(jié)構(gòu)功能單元”的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)平臺由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成，系統(tǒng)軟件包含有系統(tǒng)的核心部分，如操作系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和可選的應(yīng)用程序如數(shù)據(jù)庫、圖形系統(tǒng)之類。系統(tǒng)平臺通過API (Application Programming Interface)對外提供服務(wù)(Service) o OSACA的三個主要組成部分為通訊系統(tǒng)(CommunicationSystem)，參考體系結(jié)構(gòu)(Reference Architecture)，配置系統(tǒng)(ConfigurationSystem)。(3) OSEC計劃OSEC計劃是日本的幾個公司共同提出的。OSEC討論的重點集中在NC(數(shù)字控制)本身和分布式控制系統(tǒng)上。OSEC的開放CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括了3個功能層和七個處理層。OSEC提出了FADL(工廠自動化描述語言)和OSEL(Open System Environment Language)加工語言，實現(xiàn)加工信息的標準化和制造控制系統(tǒng)與CAD/CAM 系統(tǒng)之間的直接互連。韓國等其他國家也都各自進行了開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究。、國外開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀我國經(jīng)過“六五”、“七五”引進消化，“八五”自主開發(fā)，“九五”產(chǎn)業(yè)化、工程化，基本掌握了數(shù)控技術(shù)，基本形成了一支研究、開發(fā)、生產(chǎn)的隊伍，基本具備了數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品的配套能力。并根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展情況，調(diào)整到基于PC的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展方向上來，形成了兩種平臺，開發(fā)出了四個基本系統(tǒng)，其中，華中I型和中華I型是將數(shù)控專用模板嵌入通用PC機構(gòu)成的單機數(shù)控系統(tǒng)，而航天I型和蘭天I型是將PC嵌入到數(shù)控之中構(gòu)成的多機數(shù)控系統(tǒng)，形成PC+NC的前后臺型結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)比較有代表性的新型開放式數(shù)控系統(tǒng)研究主要有以下幾種:1)基于軟件芯片的開放式數(shù)控系統(tǒng)華中科技大學(xué)(原華中理工大學(xué))提出了一種基于軟件芯片(Software Integrated Chip，簡稱sic)的開放式數(shù)控系統(tǒng)的實現(xiàn)模式。在該模式中，通過對數(shù)控軟件的標準化與規(guī)范化研究，運用面向?qū)ο蟮臋C制，把數(shù)控系統(tǒng)的功能進行抽象并進行封裝，將數(shù)控軟件設(shè)計成具有穩(wěn)定通用的接口、可以重用的SIC,每個sic完成數(shù)控系統(tǒng)的一個獨立模塊的功能，如插補功能由插補芯片完成、位置控制功能就由位置芯片完成。并且通過建立一個數(shù)控系統(tǒng)軟件芯片集成開發(fā)環(huán)境對SIC進行管理，用戶可以對SIC進行檢索、瀏覽和維護，還可以添加新的SICOS用戶在組裝數(shù)控系統(tǒng)或進行二次開發(fā)時，可以將芯片庫中檢索出的SICOS按照用戶所要求的功能進行集成，并可以加入用戶新開發(fā)的SICOS一起組裝，這樣開發(fā)出的數(shù)控系統(tǒng)比以前節(jié)省較多時間，總體質(zhì)量也有大幅提高。其局限性在于，數(shù)控軟件芯片的規(guī)范化和標準化設(shè)計很大程度上由芯片的劃分決定，它需要嚴格定義，使它們具有更強的邏輯性和更好的封裝性。另外，更重要的一點是，這種軟件芯片的使用只是簡單的程序源代碼的重用，這種移植只能是同一種編程語言下的移植，是一種極為有限條件下的移植。2)基于現(xiàn)場總線技術(shù)的開放式數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線技術(shù)可以將大量的并行信號轉(zhuǎn)化為串行信號，利用雙線電纜或光纜可以在上百臺設(shè)備之間實時傳遞上千路的信號。當前現(xiàn)場總線接口和數(shù)據(jù)交換大多遵循SERCOg (serial realtime munication specification)協(xié)議，是目前用于數(shù)字伺服而后傳動數(shù)據(jù)通信的唯一國際標準。SERCOS構(gòu)成一個封閉的環(huán)路，根據(jù)伺服系統(tǒng)和PLC的不同地址，利用插在計算機中的SOFTSERCANS卡實現(xiàn)計算機與數(shù)字伺服系統(tǒng)之間的實時數(shù)據(jù)通信，形成一種基于現(xiàn)場總線的開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)。但由于SERCOS有三萬多個參數(shù)，在SERCOS參數(shù)設(shè)置方面現(xiàn)在的系統(tǒng)大多都是使用默認值，這對于開發(fā)高速、高精度的開放式數(shù)控系統(tǒng)還有很大差距。并且SERCOS總線技術(shù)較為昂貴，對于其普及應(yīng)用也產(chǎn)生一定的不利影響。、凸輪軸磨削技術(shù)發(fā)展概述凸輪軸磨削技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)的靠模仿型磨削法到無靠模全數(shù)控磨削法兩個階段。傳統(tǒng)的凸輪軸磨削是采用靠模仿型磨削法，當科研人員設(shè)計好一個凸輪，確定好升程表以后，車間技術(shù)人員設(shè)法制作出母凸輪，再根據(jù)凸輪用反靠法制作放大了好幾倍的靠模，最后利用靠模進行大批量生產(chǎn)。采用靠模成型法的凸輪軸磨床的發(fā)展又經(jīng)歷了兩個階段。第一代凸輪軸磨床是用一個靠模加工的機械機床，工件恒角速旋轉(zhuǎn)。雖然結(jié)構(gòu)簡單，但存在以下主要質(zhì)量問題和缺陷：，需要重新設(shè)計和制造母凸輪和靠模。生產(chǎn)準備周期長，柔性較差，且母凸輪和靠模精度直接影響工件的磨削精度。，凸輪輪廓表面各點的磨削線速度變化很大，造成較大的磨削升程誤差、波紋和燒傷等表面缺陷。，凸輪的升程值隨砂輪的半徑變化而變化，產(chǎn)生誤差。，修整工具和工藝落后，造成機床磨削效率低，影響生產(chǎn)率提高。第二代凸輪磨床采用了多種提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率的措施，如采用雙靠模、雙循環(huán)、雙滾輪、變速磨削等，但由于靠模本身的精度及模型成型原理等因素，凸輪型面曲線誤差精度較大，精度低；同時表面易形成波紋和燒傷，影響凸輪的表面質(zhì)量。由于以上缺點加之凸輪型面要求不斷更新