基于panasonic伺服與galil控制器的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 5]謝淼,[碩士論文].上海:[6] 于海波. 并聯(lián)式踝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) [ D] . 秦皇島: 燕山大學(xué), 2006 .[7] 段學(xué)習(xí)， [A] . 滄州: 滄州職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 2009 .[8] 陳志國(guó)，[B] . 無(wú)錫: 江南大學(xué), 2006 .[9] 裴瓊?cè)A，王慶霞，楊建國(guó)，[A] . 上海: 東華大學(xué), 2009 .[10] Galil Motion Control, INC. DMCB140M Manual 。使用時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制層和操作層只需發(fā)送和接收指令，并且按照約定好的協(xié)議進(jìn)行工作。 鑒于非標(biāo)數(shù)控設(shè)備難以大批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)難以重復(fù)利用的特性，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就著重于提升設(shè)計(jì)的重復(fù)使用性，所以相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，做出了以下創(chuàng)新：（1）、高內(nèi)聚、低耦合的軟件理念軟件編寫(xiě)之時(shí)即對(duì)程序進(jìn)行了高度的分裝，程序內(nèi)部設(shè)置了多個(gè)類(lèi)，諸如熱鍵類(lèi)、測(cè)試類(lèi)、連接服務(wù)器類(lèi)、連接控制器類(lèi)、運(yùn)動(dòng)控制類(lèi)等，且在編寫(xiě)了大量的運(yùn)動(dòng)控制子程序，這些程序調(diào)用方便，充分的考慮了后期的移植和擴(kuò)展。第6章 結(jié)論與展望 結(jié)論 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)在加工制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，本文介紹的基于Panasonic伺服與Galil控制器的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),完全可以滿足各類(lèi)AOI設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制要求，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在測(cè)試環(huán)境下與其對(duì)比,在定位精度、運(yùn)動(dòng)平滑處理、路徑算法的速度幾個(gè)方面已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平水平。（6）.用戶友好性：本軟件提供簡(jiǎn)潔人機(jī)交互界面、提供清晰舒適的用戶體驗(yàn)。（2）.可重用性：本軟件在編寫(xiě)過(guò)程中，就注重提高方法內(nèi)聚、減小方法的規(guī)模、保持方法一致性、將策略與實(shí)現(xiàn)分開(kāi)等準(zhǔn)則，為以后程序功能擴(kuò)展時(shí)，實(shí)現(xiàn)代碼的可重用性，減少代碼的編寫(xiě)量和開(kāi)發(fā)成本。 多任務(wù)并發(fā)執(zhí)行：本軟件必須同時(shí)完成對(duì)監(jiān)聽(tīng)與服務(wù)器的通信端口、也能完成新參數(shù)的設(shè)置等其他操作，本軟件通過(guò)類(lèi)庫(kù)中的Thread類(lèi)實(shí)現(xiàn)程序的并發(fā)執(zhí)行。而且，C還非常出色的支持分布式、多線程等技術(shù)，相對(duì)于java等語(yǔ)言更適合窗體應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，因此C是本項(xiàng)目軟件開(kāi)發(fā)的最佳的編程語(yǔ)言之一。運(yùn)動(dòng)控制程序采用多線程開(kāi)發(fā)，使用專(zhuān)門(mén)的線程對(duì)UI端口進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，保證了數(shù)據(jù)接收。選用高效的C作為程序?qū)崿F(xiàn)的編程語(yǔ)言，由于C這種高級(jí)編程語(yǔ)言具有以上的突出優(yōu)點(diǎn)，使得本產(chǎn)品的軟件模塊具有很強(qiáng)的安全性、可移植性和高效性等突出特點(diǎn)。圖6—2 S型加減速度加速度用分段函數(shù)表示如式(6—2),其中k=a/t1（6—2）速度用分段函數(shù)表示如式（6—3）：采用以上算法，就可以為每一次運(yùn)動(dòng)，根據(jù)相對(duì)位移的不同，去計(jì)算并匹配合適的加減速度，以上公式中的參數(shù)k需要通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)獲得，根據(jù)電機(jī)型號(hào)的不同、絲杠的不同、負(fù)載重量不同等因素，每種類(lèi)型的AOI設(shè)備運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)相同的距離的k值都不同。因此,又有人提出一種更復(fù)雜,但是運(yùn)動(dòng)更平滑的加減速過(guò)程—S 形加減速。 圖6—1 梯形加速度一開(kāi)始的時(shí)候,電機(jī)以一個(gè)較低的速度起轉(zhuǎn)，相機(jī)的矢量速度為 Vmin，從時(shí)間 0~t1 的過(guò)程中,相機(jī)的矢量速度以恒定加速度加速到 Vmax，然后一直以該速度恒速運(yùn)動(dòng)。常規(guī)的梯形速度曲線（即線性加減速）使加速度突然從 0變到設(shè)定的最大值，不連續(xù)的加速度往往會(huì)引起振蕩，產(chǎn)生沖擊。GalilTools 軟件由跨平臺(tái)庫(kù)寫(xiě)成，可以在目前流行的各類(lèi)操作系統(tǒng)中安裝使用，例如Windows XP, XP x64，Vista, Vista x64, 及各種x86 和 x64 配置的Linux 系統(tǒng)。脈沖信號(hào)頻率最高為3MHz，可以滿足絕大多數(shù)高速、高分辨率的應(yīng)用需求。除去每軸獨(dú)立的正、反向限位及回零信號(hào)外，該控制器還提供了可自由定義的8 路輸入和 4 路輸出。GALIL 運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品迄今已發(fā)展到第5 代，采用32bit 最新微處理器技術(shù)，溶合最新控制理論及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，產(chǎn)品涵蓋PC/10ISA、PCI、VME 總線板級(jí)產(chǎn)品及具有RS232C、USB 及 Ethernet 通信功能的獨(dú)立型控制器，全部產(chǎn)品均可控制伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī), 獨(dú)特的2 字符命令及WSDK 開(kāi)發(fā)調(diào)試、Active X 等軟件工具使得系統(tǒng)設(shè)置、調(diào)試、應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單而快捷。在示教的過(guò)程中，先由人手動(dòng)移動(dòng)相機(jī)X、Y軸，將相機(jī)移動(dòng)到需要拍照的待檢測(cè)位，通過(guò)編碼器回讀來(lái)獲取當(dāng)前位置的坐標(biāo)，存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)時(shí)，機(jī)器通過(guò)攝像頭自動(dòng)掃描PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過(guò)顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)X、Y軸采用松下A5E系列小功率伺服電機(jī)，該伺服電機(jī)編碼器反饋為20Bit（1048576分辨率）5個(gè)串行增量式編碼器，電機(jī)功率為100W，單相200~230V供電。接近開(kāi)關(guān)體積小、靈敏度高、可靠性高。Z軸采用開(kāi)環(huán)控制，電機(jī)啟停取決于外接光電開(kāi)關(guān)觸發(fā)，運(yùn)動(dòng)軌跡的精度由結(jié)構(gòu)自身精度決定。第五章展示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，證明系統(tǒng)的精確性和穩(wěn)定性。第一章緒論從課題的研究背景、研究意義以及當(dāng)前的非標(biāo)數(shù)控設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀等等,分析了該課題研究的必要性。中小型加工制造企業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)了對(duì)非標(biāo)數(shù)控設(shè)備的需求，中小型加工制造企業(yè)的產(chǎn)品緊跟市場(chǎng)需求，轉(zhuǎn)變靈活，且操作人員編程能力較弱，所以他們所需求的數(shù)控設(shè)備需要更好的人機(jī)交互性和靈活性。基于以上要求，運(yùn)動(dòng)控制卡（或運(yùn)動(dòng)控制器）應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控設(shè)備的主要作用就是提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約勞動(dòng)成本,使企業(yè)的發(fā)展從粗獷型轉(zhuǎn)向集約型,由于各種因素,能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)的不同需求,是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化不可缺少的一股力量。 本文所介紹的速度匹配算法、多線程的程序設(shè)計(jì)方法，以及基于套接字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)亩嘬浖换サ姆椒ㄊ潜鞠到y(tǒng)的核心技術(shù)所在。通過(guò)利用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和開(kāi)關(guān)量。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置，用于控制自
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