【正文】 電子信息工程論文 專(zhuān) 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(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 國(guó)外開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 國(guó)外開(kāi)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(jiǎn)述 1MTX系統(tǒng)使用的主要特點(diǎn) 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(jiǎn)介 1標(biāo)準(zhǔn)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(kāi)發(fā) 3機(jī)床運(yùn)行主程序開(kāi)發(fā) 3磨削子程序 3軸耦合的實(shí)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(wèn)題 4軟件安裝中遇到的問(wèn)題 47（1）、安裝問(wèn)題 47（2）、系統(tǒng)參數(shù)配置問(wèn)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(dòng)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(xiàn) 63致謝 64 力士樂(lè)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(shí)際情況在力士樂(lè)MTX數(shù)控系統(tǒng)下開(kāi)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(cè)開(kāi)發(fā)出系統(tǒng)所需程序。并利用Indraworks 組件中的operation控制軟件進(jìn)行了仿真調(diào)試。本文介紹了如何以力士樂(lè)MTX數(shù)控系統(tǒng)為平臺(tái)，利用力士樂(lè)公司提供的軟件開(kāi)發(fā)包，開(kāi)發(fā)適應(yīng)于全數(shù)控凸輪磨床磨削過(guò)程的源代碼。關(guān)鍵字：凸輪軸磨削。編程手冊(cè)。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(qiáng)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(duì)整個(gè)制造系統(tǒng)的集成控制、高效運(yùn)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(kāi)發(fā)作為基礎(chǔ)性戰(zhàn)略技術(shù)，越來(lái)越得到世界各國(guó)的高度重視和大力發(fā)展，特別是近些年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開(kāi)放式的體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，各種不同層次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，Bosch一Rexroth公司就于2005年適時(shí)地推出了基于PC的新一代開(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)。從廣義上講，是指利用數(shù)字化信息實(shí)行控制，也就是利用數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，被控制的對(duì)象可以是各種生產(chǎn)過(guò)程。而從狹義上理解，也就是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床軌跡和狀態(tài)進(jìn)行控制，例如數(shù)控車(chē)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(jī)床本體的結(jié)合稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床。它是具有高附加值的技術(shù)密集型產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了高度的機(jī)、電、液、光、氣一體化。它集機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、微電子、現(xiàn)代控制及精密測(cè)量等多種技術(shù)為一體，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工工藝發(fā)生了質(zhì)的變化。這個(gè)變化的本質(zhì)就在于用數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了加工過(guò)程的自動(dòng)化控制。、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、國(guó)外開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀(1)OMAC計(jì)劃美國(guó)90年代提出NGC下一代控制器計(jì)劃，并撥款1億美元進(jìn)行研究，其核心即是開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)的研究。其首要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)開(kāi)放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范SOSAC (Specification for an Open System Architecture Standard)用來(lái)管理工作站和機(jī)床控制器的設(shè)計(jì)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(jí)式控制結(jié)構(gòu)，指出了功能性的分解。 定義了虛擬機(jī)實(shí)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(yǔ)言進(jìn)行制造系統(tǒng)中的信息傳遞。該計(jì)劃己于1994年完成了NGC原型研究，并己轉(zhuǎn)入工業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。例如美國(guó)Ford, GM和CResler等公司在NGC計(jì)劃的指導(dǎo)下，聯(lián)合提出了OMAC(Open Modular Architecture Controller)開(kāi)發(fā)計(jì)劃，提出了系統(tǒng)基礎(chǔ)框架、信息庫(kù)管理、任務(wù)調(diào)度、 人機(jī)接口、運(yùn)動(dòng)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(jì)劃的目的是使系統(tǒng)制造廠、機(jī)床廠和最終用戶(hù)分別從縮短開(kāi)發(fā)周期、降低開(kāi)發(fā)費(fèi)用、便于系統(tǒng)集成和二次開(kāi)發(fā)、簡(jiǎn)化系統(tǒng)使用和維護(hù)等方面受益。又如Cincinnati Milacron從1995年開(kāi)始在其所生產(chǎn)的加工中心、銑床、車(chē)床及激光加工等設(shè)備中采用開(kāi)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(kāi)放式系統(tǒng))。還有DELTA TAU公司利用NGC和OMAC等協(xié)議，采用PC機(jī)+PMAC控制卡構(gòu)成的PMAC開(kāi)放式CNC系統(tǒng)，獲得了良好的應(yīng)用效果。(2) OSACA計(jì)劃歐洲德、法、意、西等國(guó)于1990年也聯(lián)合進(jìn)行了“自動(dòng)化系統(tǒng)中開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)”的研究。該計(jì)劃于1992年5月正式為歐盟官方所接受。截止目前，OSACA計(jì)劃的三個(gè)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(gè)“分層的系統(tǒng)平臺(tái)+結(jié)構(gòu)功能單元”的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)平臺(tái)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(kù)、圖形系統(tǒng)之類(lèi)。系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)API (Application Programming Interface)對(duì)外提供服務(wù)(Service) o OSACA的三個(gè)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(jì)劃OSEC計(jì)劃是日本的幾個(gè)公司共同提出的。OSEC討論的重點(diǎn)集中在NC(數(shù)字控制)本身和分布式控制系統(tǒng)上。OSEC的開(kāi)放CNC系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括了3個(gè)功能層和七個(gè)處理層。OSEC提出了FADL(工廠自動(dòng)化描述語(yǔ)言)和OSEL(Open System Environment Language)加工語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化和制造控制系統(tǒng)與CAD/CAM 系統(tǒng)之間的直接互連。韓國(guó)等其他國(guó)家也都各自進(jìn)行了開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究。、國(guó)外開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀我國(guó)經(jīng)過(guò)“六五”、“七五”引進(jìn)消化，“八五”自主開(kāi)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(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的隊(duì)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(guó)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(lái)，形成了兩種平臺(tái)，開(kāi)發(fā)出了四個(gè)基本系統(tǒng)，其中，華中I型和中華I型是將數(shù)控專(zhuān)用模板嵌入通用PC機(jī)構(gòu)成的單機(jī)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(jī)數(shù)控系統(tǒng)，形成PC+NC的前后臺(tái)型結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)比較有代表性的新型開(kāi)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(kāi)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(jiǎn)稱(chēng)sic)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模式。在該模式中，通過(guò)對(duì)數(shù)控軟件的標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化研究，運(yùn)用面向?qū)ο蟮臋C(jī)制，把數(shù)控系統(tǒng)的功能進(jìn)行抽象并進(jìn)行封裝，將數(shù)控軟件設(shè)計(jì)成具有穩(wěn)定通用的接口、可以重用的SIC,每個(gè)sic完成數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立模塊的功能，如插補(bǔ)功能由插補(bǔ)芯片完成、位置控制功能就由位置芯片完成。并且通過(guò)建立一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)軟件芯片集成開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)SIC進(jìn)行管理，用戶(hù)可以對(duì)SIC進(jìn)行檢索、瀏覽和維護(hù)，還可以添加新的SICOS用戶(hù)在組裝數(shù)控系統(tǒng)或進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)時(shí)，可以將芯片庫(kù)中檢索出的SICOS按照用戶(hù)所要求的功能進(jìn)行集成，并可以加入用戶(hù)新開(kāi)發(fā)的SICOS一起組裝，這樣開(kāi)發(fā)出的數(shù)控系統(tǒng)比以前節(jié)省較多時(shí)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(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)很大程度上由芯片的劃分決定，它需要嚴(yán)格定義，使它們具有更強(qiáng)的邏輯性和更好的封裝性。另外，更重要的一點(diǎn)是，這種軟件芯片的使用只是簡(jiǎn)單的程序源代碼的重用，這種移植只能是同一種編程語(yǔ)言下的移植，是一種極為有限條件下的移植。2)基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以將大量的并行信號(hào)轉(zhuǎn)化為串行信號(hào)，利用雙線電纜或光纜可以在上百臺(tái)設(shè)備之間實(shí)時(shí)傳遞上千路的信號(hào)。當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)數(shù)據(jù)通信的唯一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。SERCOS構(gòu)成一個(gè)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(jì)算機(jī)中的SOFTSERCANS卡實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與數(shù)字伺服系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信，形成一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)。但由于SERCOS有三萬(wàn)多個(gè)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(rèn)值，這對(duì)于開(kāi)發(fā)高速、高精度的開(kāi)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(duì)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(wú)靠模全數(shù)控磨削法兩個(gè)階段。傳統(tǒng)的凸輪軸磨削是采用靠模仿型磨削法，當(dāng)科研人員設(shè)計(jì)好一個(gè)凸輪，確定好升程表以后，車(chē)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(jìn)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(gè)階段。第一代凸輪軸磨床是用一個(gè)靠模加工的機(jī)械機(jī)床，工件恒角速旋轉(zhuǎn)。雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在以下主要質(zhì)量問(wèn)題和缺陷：，需要重新設(shè)計(jì)和制造母凸輪和靠模。生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，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(diǎn)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(jī)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(shí)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(diǎn)加之凸輪型面要求不斷更新