小型数控切割机嵌入式控制器设计
| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题背景 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 | 第11-13页 |
| 1.2.1 国内外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 数控发展趋势 | 第12-13页 |
| 1.3 研究和控制对象-小型切割机介绍 | 第13-15页 |
| 1.3.1 切割方式的主要分类 | 第13页 |
| 1.3.2 小型数控切割机的组成 | 第13-14页 |
| 1.3.3 数控切割系统的特点 | 第14-15页 |
| 1.3.4 切割机工作过程 | 第15页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第15-17页 |
| 1.4.1 基于DSP 的数控切割机控制器开发 | 第15-16页 |
| 1.4.2 用于开环步进电机的插补算法设计 | 第16-17页 |
| 第二章 系统设计 | 第17-25页 |
| 2.1 系统功能要求 | 第17-18页 |
| 2.2 系统技术指标 | 第18页 |
| 2.3 数字控制器的方案设计 | 第18-21页 |
| 2.3.1 控制器总体方案设计 | 第18-19页 |
| 2.3.2 用户交互单元 | 第19-20页 |
| 2.3.3 运动控制与IO 单元 | 第20-21页 |
| 2.4 步进电机选型 | 第21-24页 |
| 2.4.1 步进电机的类型选择 | 第21-23页 |
| 2.4.2 步进电机的最大静态扭矩选择 | 第23页 |
| 2.4.3 步进电机的控制 | 第23-24页 |
| 2.5 本章小结 | 第24-25页 |
| 第三章 硬件设计 | 第25-43页 |
| 3.1 运动控制处理器的选型与设计 | 第25-30页 |
| 3.1.1 运动控制处理器的选择标准 | 第25-26页 |
| 3.1.2 控制单元的比较 | 第26-27页 |
| 3.1.3 DSP 的选型 | 第27-28页 |
| 3.1.4 DSP 的外围电路设计 | 第28-30页 |
| 3.2 用户交互单元设计 | 第30-39页 |
| 3.2.1 单元的外部总线设计 | 第30-31页 |
| 3.2.2 键盘设计 | 第31-34页 |
| 3.2.3 USB HOST 设计 | 第34-35页 |
| 3.2.4 液晶控制设计 | 第35-38页 |
| 3.2.5 坐标参数硬件掉电保存硬件 | 第38-39页 |
| 3.3 运动控制器接口设计 | 第39-42页 |
| 3.3.1 电机控制输出接口 | 第40-41页 |
| 3.3.2 IO 输入输出接口 | 第41-42页 |
| 3.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 第四章 运动控制的数值插补方法 | 第43-59页 |
| 4.1 插补方法基础 | 第43-45页 |
| 4.1.1 插补方法分类 | 第43-45页 |
| 4.2 插补设计 | 第45-53页 |
| 4.2.1 应用数字增量插补于开环系统的原理 | 第45-47页 |
| 4.2.2 直线插补计算 | 第47-49页 |
| 4.2.3 圆弧插补计算 | 第49-53页 |
| 4.3 插补误差分析 | 第53-54页 |
| 4.3.1 直线插补误差 | 第53页 |
| 4.3.2 圆弧插补误差 | 第53-54页 |
| 4.4 速度插补设计 | 第54-58页 |
| 4.4.1 速度插补的原因 | 第54-55页 |
| 4.4.2 单段曲线的速度插补 | 第55-56页 |
| 4.4.3 曲线段间速度插补 | 第56-58页 |
| 4.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第五章 软件设计 | 第59-80页 |
| 5.1 系统软件功能 | 第59-60页 |
| 5.2 切割机运行的软件流程 | 第60-64页 |
| 5.2.1 自动运行下的状态机 | 第60-62页 |
| 5.2.2 测试空行及倒车状态机 | 第62-63页 |
| 5.2.3 手动运行状态机 | 第63-64页 |
| 5.3 DSP 插补软件设计 | 第64-65页 |
| 5.3.1 长短轴判别 | 第64页 |
| 5.3.2 脉冲产生 | 第64-65页 |
| 5.4 用户交互部分软件 | 第65-69页 |
| 5.4.1 USB 模块的读写模式 | 第65-66页 |
| 5.4.2 显示图形的绘制 | 第66-69页 |
| 5.5 单片机与DSP 通讯设计 | 第69-76页 |
| 5.5.1 G 代码的解析 | 第69-72页 |
| 5.5.2 大端模式与小端模式的转换 | 第72-73页 |
| 5.5.3 模块间通讯协议的制定 | 第73-76页 |
| 5.6 特殊功能的软件实现 | 第76-79页 |
| 5.6.1 断点保存与恢复 | 第76-77页 |
| 5.6.2 参数保护 | 第77-78页 |
| 5.6.3 智能预热延时 | 第78-79页 |
| 5.7 本章小结 | 第79-80页 |
| 第六章 系统测试设计 | 第80-87页 |
| 6.1 切割机功能测试 | 第81-82页 |
| 6.1.1 基本功能测试 | 第81-82页 |
| 6.1.2 G 代码解析与绘图测试 | 第82页 |
| 6.1.3 断点恢复测试 | 第82页 |
| 6.2 切割机精度测试 | 第82-86页 |
| 6.2.1 重复精度测试 | 第82-83页 |
| 6.2.2 速度与加减速测试 | 第83-84页 |
| 6.2.3 标准加工测试曲线测试 | 第84-86页 |
| 6.3 本章小结 | 第86-87页 |
| 第七章 总结与展望 | 第87-90页 |
| 7.1 总结 | 第87-88页 |
| 7.2 存在的问题与展望 | 第88-90页 |
| 参考文献 | 第90-93页 |
| 附录 | 第93-97页 |
| 致谢 | 第97-98页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第98-100页 |
