基于NiosⅡ的慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、慢走絲線切割機(jī)床具有加工精度高、加工速度快、表面粗糙度小等優(yōu)點(diǎn)。而我國慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展相對(duì)滯后。隨著我國航空航天制造產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和模具行業(yè)的迅速崛起，開發(fā)具有自主知識(shí)、性能高的慢走絲線切割機(jī)床已經(jīng)刻不容緩。由于數(shù)控技術(shù)是慢走絲線切割機(jī)床的關(guān)鍵，故本文將SOPC(System on aprogrammable chip)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)可重構(gòu)強(qiáng)、性能高、且易于升級(jí)的慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)。
　　 本論文進(jìn)行了慢走絲

2、線切割數(shù)控系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。通過對(duì)慢走絲線切割機(jī)床國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的分析，并結(jié)合本課題的具體要求以及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，提出了采用SOPC技術(shù)搭建慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)的總體方案。該數(shù)控系統(tǒng)是以NiosII軟核處理器為核心的片上雙核系統(tǒng)，配合外圍功能模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)。
　　 本論文在確定了慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)的總體方案后，首先進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì)。以FPGA芯片EP2C35為核心，完成了NiosⅡ最小系統(tǒng)及其外圍功能

3、模塊電路的設(shè)計(jì)，主要包括電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、JTAG接口電路、配置電路、SDRAM電路、NorFlash電路、NandFlash電路、RS485通訊電路、RS232接口電路、以太網(wǎng)接口電路以及AD轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)并提出了系統(tǒng)的硬件抗干擾措施。接著進(jìn)行了慢走絲線切割運(yùn)動(dòng)控制的研究。對(duì)梯形加減速算法進(jìn)行了討論；對(duì)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)算法進(jìn)行了研究；闡述了自適應(yīng)控制理論在慢走絲線切割運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用。然后進(jìn)行了慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)的軟件

4、設(shè)計(jì)。闡述了NiosⅡ系統(tǒng)的開發(fā)流程；對(duì)NiosⅡ雙核處理器之間的通訊進(jìn)行了研究；完成了μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)在NiosⅡ處理器上的移植以及以太網(wǎng)傳輸模塊的設(shè)計(jì)；對(duì)慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了任務(wù)的劃分，給出了系統(tǒng)任務(wù)的調(diào)度流程；并進(jìn)行了基于觸摸屏的系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。
　　 本論文結(jié)合慢走絲線切割機(jī)床的加工原理以及控制要求，完成了基于NiosⅡ的慢走絲線切割數(shù)控系統(tǒng)大部分內(nèi)容的研究與開發(fā)。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、基本達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)