数控加工中心控制软件的研究与设计

【摘要】数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资,不仅大力发展自己的数控技术及其产业,而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。本论文以面向微小零件加工的车铣复合加工中心控制软件为研究对象,控制系统采用运动控制卡与工控机相结合的形式。利用固高GT-400-SV运动控制卡提供的接口函数,结合MFC(MiicrosoftFoundationClasses)对数控软件进行了开发。所做的工作包括：人机界面、加工代码解释器、切削参数数据库和Fuzzy-PID控制器的设计与实现。课题利用微软的正则表达式模板类库Greta实现了加工代码解释器,并设计了详细的错误提示信息,以帮助用户快速准确的定位出错代码,提高加工效率。通过程序代码对其进行了性能测试,测试结果表明,课题所设计的解释器具有错误提示信息完善、加工效率高的特点。同时,本课题利用SQLServer2008创建了一个切削参数数据库,用于在用户编写加工代码时为用户推荐最优的加工用量。数据库的设计旨在改善加工精度、提高加工效率和延长刀具寿命、一定程度上减少代码编写时对用户自身加工经验的依赖程度。由于在实际加工中,数控系统是非线性、模型非固定系统,因此,本文将传统PID和模糊控制相结合,设计了Fuzzy-PID控制器。为了验证Fuzzy-PID在有干扰信号时的控制效果更好,在Matlab软件中,利用FuzzyControl模块和Simulink工具,以单位阶跃信号作为输入,并加入扰动信号,对比了该控制器与传统PID控制器的输出响应曲线。并通过实验验证了课题设计的Fuzzy-PID控制器有更优的控制效果。
【作者】时小珂；
【导师】王晓初；
【作者基本信息】广东工业大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】数控系统；人机界面；加工代码解释；数据库；Fuzzy-PID；

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