Введение 3
1 Анализ предметной области 4
1.1 Анализ задания и обоснование выбора принимаемого решения 4
1.2 Аналоги СЧПУ 5
2 Разработка системы управления трехосевым станком с ЧПУ 10
2.1 Структурная информационная модель процесса управления СЧПУ и
схема электрическая структурная на ее основе 10
2.2 Обоснование выбора функциональных узлов и разработка схемы
электрической функциональной системы управления СЧПУ 13
2.2.1 Выбор микроконтроллерной платформы 13
2.2.2 Выбор драйверов для шаговых двигателей 17
2.2.3 Выбор шаговых двигателей 21
2.3 Конструктивные изменения станка для работы в трехкоординатном
варианте 26
3 Моделирование функциональных узлов разрабатываемой системы
управления на натурных макетах 28
3.1 Обоснование выбора аппаратных и программных средств для
моделирования функциональных узлов 28
3.2 Примеры натурного моделирования типовых узлов разрабатываемой
системы 30
3.3 Разработка схемы электрической принципиальной прототипа модуля
управления станком с ЧПУ 33
4 Разработка ПО системы управления СЧПУ на основе промышленного
контроллера 35
4.1 Разработка алгоритма функционирования системы управления СЧПУ 35
4.2 Обоснование выбора и необходимости разработки ПО 37
4.3 Пример программного кода 41
Заключение 44
Список используемых источников 45
ПРИЛОЖЕНИЕ А 46
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 47
ПРИЛОЖЕНИЕ В 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 54
Тема данной выпускной работы актуальная, так как заявленная тематика работы обеспечивает разработку и использование аппаратно - программных средств как основы систем управления электромеханическими агрегатами, такими как станки с числовым программным управлением, на микроконтроллерном уровне.
Целью данной ВКР является разработка системы управления сверлильно-фрезерным трехосевым станком с числовым программным управлением.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
• проанализировать задание на ВКР и обосновать выбор принимаемого решения;
• разработать систему управления трехосевым станком с ЧПУ;
• провести моделирование функциональных узлов разрабатываемой системы управления на натурных макетах;
• разработать ПО системы управления СЧПУ на основе промышленного контроллера.
В ходе написания ВКР, для достижения поставленной цели, были решены все задачи, предусмотренные заданием на ВКР.
Была проанализированы отечественные и зарубежные системы управления СЧПУ серийного производства и программное обеспечение к ним. Для нахождения оптимального варианта были рассмотрены их плюсы и минусы.
Были разработаны структурная информационная модель процесса управления, схемы электрические функциональная и принципиальная прототипа модуля управления.
Был проведен анализ и обеспечен выбор компонентов программного и аппаратного обеспечения.
Результатом ВКР является система управления станком с ЧПУ на микроконтроллерной основе.
Разработанная система управления в дальнейшем будет использоваться для совершенствования учебного процесса.
Верхний уровень системы управления работает на самой распространенной ОС Windows.
По материалам ВКР был сделан доклад на международной студенческой конференции «Проспект Свободный - 2023» по теме «Разработка и тестирование аппаратно - программного комплекса для фрезерования физических моделей с использованием станка с ЧПУ» рекомендованный к публикации.
