开放式数控系统通信研究与在自动换刀系统中的应用

作     者：陈哲衔 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：裴海龙

授予年度：2010年

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 

主      题：开放式数控 RCS mbuff 自动换刀 

摘      要：随着科学技术,尤其是计算机技术的飞速发展,数控技术和数控系统得以快速的发展,传统制造业发生了根本性的变革,由专用、封闭、开环控制模式向通用、开放、实时动态、全闭环控制模式发展,先进制造技术正向着柔性和智能化方向发展。 数控系统运行过程中,需要传递各种各样的信息。上层的命令和底层的状态都需要通信机制进行传递,便于系统进行判断和处理,良好的通信机制是系统稳定运行的保证。信息的及时和准确的传递能够确保系统准确根据实际运行情况作出正确的动作;软硬件的通信机制也决定着系统的体系架构,能减少系统不必要的投入;良好的通信机制能够方便系统的扩展,对后续的开发大有裨益。 本文从硬件和软件两个方面对开放式数控系统通信进行研究与应用。首先从硬件和软件两方面对开放式数控系统体系结构进行阐述,在此基础上,深入研究基于RCS的通信机制和基于RTLinux的实时通讯机制在数控系统中的应用,研究和分析数控系统各模块之间的消息通信方式,理清模块间的消息传递方法,对通信消息进行扩展和设计,实现对数控系统运动和IO等的控制。 最后,根据数控系统通信机制和对自动换刀的研究,设计实现数控系统和刀库控制消息的传递和通信,并扩展硬件IO的读写和应用,从而控制数控系统动作,实现对刀库的控制并用软件化的方法实现自动换刀功能。为了便于操作和提高换刀的效率,设计实现刀库手点动换刀功能和最短路径旋转选刀功能。 开放式数控系统自动换刀功能的研究与设计,是对开放式CNC系统功能的有力支撑,能减少加工过程中的非切削时间,以提高生产率、降低生产成本,具有重要的意义。