论文部分内容阅读
数控系统是我国经济建设中一项重要的产业,国民经济各行各业与其发展密切相关。其控制对象非常广泛,数控机床作为其最典型的控制对象,在我国工业经济发展中占有非常重要的位置。传统的数控系统大都针对于串联机床设计,随着技术、市场、生产结构等方面的快速变化,以及数控系统的通用化和小型化的发展方向,传统的数控机床已经不能适应用户的高要求。基于此,本文以3-HUU并联机床为被研究对象,采用VC++为编程环境开发数控系统软件平台,以Altera公司的EP2C5T144C8N FPGA芯片为核心控制芯片开发数控系统硬件平台。 1.本文主要研究基于 FPGA 三自由度并联机床数控系统。通过对 3-HUU 并联机床的机构特点进行分析,确定数控系统的总体结构,并设计数控系统总体流程图;设计上位机的软件平台结构,完成人机交互模块、译码模块、PID调节模块等主要功能模块的设计。 2.采用VHDL硬件语言在FPGA上实现RS-232串行通信接口设计,并设计基于FPGA控制电机的指数曲线加减速控制算法和基于FPGA的增量式数字PID算法。 3.针对本数控机床的特点,在对其进行正反解运算的基础上,建立由连杆与两虎克铰连接处之间的间隙误差引起的动平台位置误差、由滑鞍与虎克铰连接处铰链点的位置误差引起的动平台位置误差、由动平台与虎克铰连接处铰链点的位置误差引起的动平台位置误差的模型,并利用MATLAB软件对以上三种误差进行分析。 4.通过实验完成数控系统基于FPGA控制系统的下位机调试以及上、下位机通信调试,验证上位机控制软件的设计合理性和下位机控制系统以及上、下位机通信系统的可行性。