基于固高运动控制器与VC2005的雕刻系统设计

摘要

运动控制技术已经成为现代化的“制器之技”，运动控制器不但在传统的机械数控行业有着广泛的应用，而且在新兴的电子制造和信息产品的制造业中起着不可替代的作用。通用运动控制技术已逐步发展成为一种高度集成化的技术，不但包含通用的多轴速度、位置控制技术，而且与应用系统的工艺条件和技术要求紧密相关。事实上，应用系统的技术要求，特别是一个行业的工艺技术要求也促进了运动控制器的功能的发展。通用运动控制器的许多功能都是同工艺技术要求密切相关的，通用运动控制器的应用不但简化了机械结构甚至简化了生产工艺。

雕刻加工是一种传统的工艺，现代科技的发展，市场需求的增加，特别是现代制造业如模具工业等方面发展的需求，导致雕刻加工必须向自动化的方向发展。

固高公司生产的GE系列运动控制器，其高速、高精度的技术水平适应雕刻加工发展的要求。

本课题就是对运动控制器运用于雕刻的一项设计，是在Microsoft Visual C++6.0开发环境中编出一个程序，使得运动控制器所控制的轴能够按照预定的轨迹行走，而雕刻出预先要求刻出的图形。

关键词：运动控制器；Visual C++；雕刻流程；步进电机

目录

摘要 I

Abstract II

1  绪论 1

1.1  研究背景 1

1.1.1  运动控制器的发展概况 1

1.1.2  运动控制器在国内的应用及发展 2

1.1.3  雕刻技术的起源与发展 3

1.1.4  自动化雕刻技术 3

1.2  研究任务与目标 4

2  运动控制器与步进电机 6

2.1  GE系列运动控制器简介 6

2.1.1  GE系列运动控制器概述 6

2.1.2  GE系列运动控制器型号及外型结构 7

2.1.3  GE系列控制器下的电机控制系统 8

2.1.4  GE系列运动控制器的技术特点 9

2.1.5  GE系列控制器的输入输出 10

2.1.6  GE系列运动控制器的相关安装 10

2.2  步进电机相关 11

2.2.1  步进电机的特点 11

2.2.2  步进电机的工作原理 11

2.2.3  步进电机控制系统原理 12

2.2.4  步进电机控制的几个问题 15

2.2.5  步进电机的变速控制 16

3  开发软件Visual C++相关 16

3.1  VC++简介 16

3.1.1  C++的发展历程 16

3.1.2  可视化技术及其发展 17

3.1.3  面向对象程序设计 18

3.2  Visual C++ 6.0的开发环境简介 20

3.2.1  Visual C++ 6.0的用户界面简介 20

3.2.2  MFC的结构和向导工具的使用 21

3.2.3  MFC编程 21

3.2.4  创建基于对话框的应用框架 21

4  现今的自动化雕刻技术 26

4.1  激光雕刻技术 26

4.1.1  高速激光雕刻机结构 26

4.1.2  高速激光雕刻机的特点 27

4.2  基于CNC的机械雕刻 28

4.2.1  三维机械雕刻机运动控制系统 28

4.2.2  三维机械雕刻中插补功能的实现 29

4.2.3  三维机械雕刻中电机的速度控制 30

4.2.4  VHDL程序实现和仿真结果 31

5  GE系列运动控制器下的雕刻运动 31

5.1  GE系列控制器下的雕刻运动 31

5.1.1  雕刻运动系统的结构与整体规划 32

5.1.2  雕刻运动系统的软件控制 33

5.2  运动控制器下雕刻运动的VC++编程 34

5.2.1  运动控制器动态连接库的使用 34

5.2.2  雕刻运动中速度的算法与控制 34

5.2.3  雕刻运动中缓冲区命令说明 36

5.2.4  雕刻图形的解析 37

6  GE系列运动控制器下的雕刻流程 41

6.1  雕刻程序的流程图 41

6.2  创建控制雕刻运动的应用程序 42

6.3  雕刻流程图剖析 43

6.3.1  程序中的核心类 43

6.3.2  雕刻运动中控制器的初始化 44

6.3.3  雕刻运动中轴限位开关的设置 45

6.3.4  雕刻运动中控制轴的初始化 46

6.3.5  雕刻运动中轴的位置 47

6.3.6  雕刻运动中控制轴状态的获取 47

6.3.7  雕刻运动的运动轨迹 50

总结 51

致谢 52

参考文献 53