Разработка программно аппаратного устройства с числовым программным управлением

Введение. 4

Глава I. Сущность построения программно аппаратных комплексов с числовым программным управлением.7

§1.1. Оборудование с числовым программным управлением. Назначения, функции, существующие решения и модели. 7

§1.2. Шаговый двигатель. Устройство, принцип работы, управление. 8

§1.3. Архитектура микроконтроллеров. Необходимые параметры.. 12

§1.4. Программная среда для микроконтроллера. 15

§1.5. Программная среда для модуля управления станком ЧПУ на ПК.. 16

Глава II. Реализация необходимых модулей управления станком ЧПУ.22

§2.1. Постановка задачи. 22

§2.2. Анализ данных и структура файла сверления с расширением *.drl.24

§2.3. Алгоритм чтения данных в микроконтроллере поступающих с ПК.. 28

§2.4. Формирование файла сверления для отправки на микроконтроллер. 30

§2.5. Операция сверления. 31

§2.6. Ручной режим. 34

§2.7. Выжигание. 35

§2.8. Модернизация комплекса ЧПУ.. 41

Глава III. Анализ и тестирование комплекса.45

§3.1. Тестирование комплекса ЧПУ в комплексах компьютерного моделирования. 45

§3.2. Тестирование модуля сверления. 46

§3.3. Ручное управление. 49

§3.4. Выжигание. 50

Заключение. 55

Используемая литература. 57

Приложение 1. Справочные данные и схемы.58

Приложение 2. Исходные коды программ.. 61

Введение

В современном мире уже не обойтись без применения новейших технологий практически во всех сферах. В основном, это внедрение в нашу жизнь систем автоматизации, позволяющих облегчить труд человека и увеличить как научный, так и технологический уровень знаний. При появлении ЭВМ, внедрение подобных систем стало наиболее востребованным и актуальным. Это связано с высокой потребностью в системах автоматического управления, как на производстве, так и в повседневной жизни.

И на практике большое применение получило программное управление тем или иным устройством. Шаговые двигатели широко используются в принтерах, автоматических инструментах, приводах дисководов, автомобильных приборных панелях и других приложениях, требующих высокой точности позиционирования и микропроцессорного управления. Как известно, такое управление требует использования специальной логики и высокоточных драйверов, которые могут быть реализованы на дискретной элементной базе, что увеличивает сложность схемы и ее стоимость.

Особого внимания заслуживают станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Их роль на сегодняшний день велика, поскольку они могут облегчить труд человека благодаря высокой точности, безотказности и практичности.

Исследователям, разработчикам и специалистам системотехникам нужна большая открытость управляющих систем. Такая открытость значительно облегчит проектирование, создание и быстрое встраивание функциональных возможностей, что позволит удовлетворить постоянно растущие практические потребности применений программируемых контроллеров. Несмотря на то, что некоторые из поставщиков систем управления для роботов снабжают свою продукцию настраиваемыми средствами разработки, более предпочтительными являются недорогие и незапатентованные решения в плане быстрого реагирования на изменения рынка и уменьшения стоимости их жизненного цикла. Наиболее важными факторами успеха являются использование распространенной элементной базы и программного обеспечения с открытым кодом (по возможности, свободно распространяемого). В свою очередь, дизайн программного обеспечения должен быть сфокусирован на максимальной портативности и возможности реконфигурации.

Целью данной дипломной работы является создание программно-аппаратного комплекса с ЧПУ управлением, удовлетворяющего всем вышеприведенным требованиям. Комплекс ЧПУ позволяет выполнять множество задач, которые могут быть поставлены в зависимости от фантазии обладателя. Конечной целью данной работы является создание таких модулей управления и аппаратных частей, которые будут выполнять следующее:

- сверление отверстий для изготовления печатных электронных плат, автоматически управляя ПК;

- ручное управление комплексом с ЧПУ средствами ЭВМ;

- перенос изображений с ПК на обрабатываемый материал путем термической обработки.

Для реализации такого программно-аппаратного комплекса необходимо решить следующие задачи:

а) изучить механические технологии для создания рабочей физической области станка;

б) разобраться с принципом управления шаговых двигателей;

в) изучить архитектуру и работу микроконтроллеров серии Atmel;

г) изучить режим обмена данными через интерфейс RS232;

д) разработать физическую аппаратную часть комплекса с минимальным количеством необходимых материалов и агрегатов;

е) разработать плату управления физической частью комплекса и взаимодействия с ПК, непосредственно через интерфейс RS232, на базе микроконтроллера Atmel;

ж) разработать программу для микроконтроллера, обеспечивающую правильную работу комплекса;

з) создать программную часть комплекса на ПК, обеспечивающую следующие операции:

- сверление;

- выжигание;

- ручное управление;

и) ознакомиться с новейшими компьютерными симуляторами электронных устройств для тестирования аппаратно-программного комплекса.

§1.1. Оборудование с числовым программным управл

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать