第1章 EDM数控技术概述 1
1.1 EDM简介 1
1.1.1 EDM的原理及特点 1
1.1.2 EDM的应用与发展 2
1.2 EDM数控技术的发展 3
1.2.1 由简单控制向多轴联动控制发展 3
1.2.2 软件化程度越来越高 3
1.2.3 开放式发展成为大势所趋 4
1.3 Linux操作系统发展及应用 5
1.3.1 Linux操作系统的发展 6
1.3.2 Linux操作系统的特点 6
1.3.3 实时Linux的发展 8
1.3.4 基于Linux平台的数控系统开发 9
1.3.5 基于Linux平台的EDM数控系统软件开发可行性 10
第2章 多轴联动EDM数控系统的软件架构 12
2.1 软件架构简介 12
2.1.1 软件架构的含义 12
2.1.2 软件架构的组成 13
2.1.3 软件架构的目标 13
2.1.4 软件架构的流程 14
2.2 EDM数控机床硬件结构的特点 14
2.3 数控系统软件功能需求分析与功能划分 16
2.4 数控系统软件结构层次划分 17
2.5 数控系统软件整体结构构建 20
2.5.1 各模块确立 20
2.5.2 模块间通信确立 20
2.5.3 整体结构确立 21
2.6 数控系统软件功能运行机制 22
第3章 数控系统软件用户管理模块构建 24
3.1 GUI简介 24
3.1.1 GUI概述 24
3.1.2 数控系统软件GUI组成 25
3.1.3 GUI开发 25
3.2 GUI子模块构建 27
3.2.1 GUI功能组成 27
3.2.2 加工控制功能 27
3.2.3 坐标移动功能 29
3.2.4 定位功能 29
3.2.5 手动加工功能 29
3.2.6 文件加工功能 30
3.2.7 加工履历功能 30
3.2.8 机床参数管理功能 30
3.2.9 加工条件管理功能 31
3.2.10 加工条件调整功能 31
3.2.11 网络设置功能 31
3.2.12 信息提供功能 32
3.3 功能服务子模块构建 33
3.3.1 多线程建立 34
3.3.2 多功能执行器建立 34
3.3.3 任务执行功能执行器 34
3.3.4 信息提供功能执行器 36
3.3.5 数控代码译码器 37
3.3.6 电极半径补偿器 40
3.3.7 数控命令执行器 41
3.4 用户管理模块整体运行机制 41
3.4.1 信息提供运行机制 42
3.4.2 任务执行运行机制 43
第4章 数控系统软件实时控制模块构建 44
4.1 实时控制模块结构确立 44
4.1.1 任务确立 44
4.1.2 结构确立 45
4.1.3 多任务调度 46
4.2 多轴联动插补算法 47
4.2.1 插补算法确立 48
4.2.2 可逆直线插补算法 49
4.2.3 可逆圆弧插补算法 51
4.2.4 多轴联动插补算法 52
4.3 定位误差补偿方法 54
4.3.1 补偿原理 54
4.3.2 补偿策略 54
4.4 数控命令读取任务 55
4.5 手控盒处理任务 56
4.6 加工任务 58
4.6.1 伺服控制 58
4.6.2 抬刀控制 58
4.6.3 摇动控制 59
4.7 原轨迹回退任务 61
4.8 快速移动任务 61
4.9 接触感知任务 63
4.10 机床回零任务 64
4.10.1 直线轴回零 65
4.10.2 旋转轴回零 65
4.10.3 机床开机回零 66
4.11 极限移动任务 67
第5章 数控系统软件驱动模块构建 68
5.1 驱动方式选择 68
5.1.1 I/O端口与I/O内存 68
5.1.2 I/O内存驱动 69
5.2 伺服系统驱动 69
5.2.1 驱动对象参数确定 70
5.2.2 抽象对象构建 71
5.2.3 参数配置 74
5.2.4 机械坐标设定与获取 74
5.2.5 状态获取与判断 75
5.2.6 错误分析与清除 75
5.2.7 运动驱动 75
5.3 其他系统驱动 78
5.3.1 脉冲电源系统驱动 78
5.3.2 工作液循环系统驱动 78
5.3.3 检测系统驱动 78
5.3.4 手控盒系统驱动 78
第6章 数控系统软件模块间通信构建 79
6.1 用户管理模块与实时控制模块间通信构建 79
6.1.1 数据通信确定与划分 79
6.1.2 通信方法选择 81
6.2 共享内存建立 82
6.2.1 共享内存简介 82
6.2.2 共享内存建立策略 82
6.3 RT-FIFO建立 83
6.3.1 RT-FIFO简介 83
6.3.2 RT-FIFO建立策略 83
6.4 实时控制模块和驱动模块间通信构建 84
6.5 数控系统软件整体运行机制 85
第7章 数控系统软件的开发 87
7.1 实时Linux运行环境的搭建 87
7.1.1 搭建过程 87
7.1.2 内核文件配置 88
7.1.3 Linux下的U盘使用方法 90
7.2 主功能界面 91
7.2.1 信息显示模块 91
7.2.2 电参数显示及调整模块 92
7.2.3 功能按键模块 93
7.3 坐标移动 93
7.3.1 移动 94
7.3.2 半程移动 95
7.3.3 极限移动 96
7.3.4 回零 97
7.3.5 坐标设定 97
7.4 定位 99
7.4.1 端面定位 99
7.4.2 角定位 100
7.4.3 柱中心定位 101
7.4.4 孔中心定位 102
7.4.5 自动三点定位 103
7.5 手动加工 105
7.5.1 直线加工 105
7.5.2 圆弧加工 106
7.5.3 任意多数个加工 107
7.5.4 格子多数个加工 109
7.5.5 圆周多数个加工 110
7.6 文件加工 112
7.6.1 文件的打开、删除、拷贝与加工 114
7.6.2 文件的新建、编辑、保存与另存 115
7.6.3 文件内容的查找与替换 115
7.7 加工履历 117
7.7.1 显示加工履历 117
7.7.2 编译错误 118
7.8 机床参数 118
7.8.1 标志模块 120
7.8.2 电机模块 121
7.8.3 各轴模块 122
7.8.4 检测功能 122
7.9 加工条件 123
7.9.1 用户参数与系统参数 123
7.9.2 参数的修改、保存与删除 124
7.10 软件的开机自动运行 125
7.10.1 root用户自动登录 125
7.10.2 软件自动运行 125
第8章 数控系统软件的搭载与应用 127
8.1 五轴联动EDM数控机床 127
8.1.1 机床主体 128
8.1.2 控制电柜 128
8.2 数控系统软件搭载与调试 130
8.2.1 驱动验证 130
8.2.2 电机设置 130
8.2.3 功能验证 131
8.2.4 Bug排查 131
8.2.5 加工调试 131
8.2.6 定位误差补偿 132
8.3 带叶冠整体式涡轮盘加工实验 134
8.3.1 带叶冠整体式涡轮盘简介 134
8.3.2 涡轮盘加工方法 135
8.3.3 涡轮盘加工过程 136
8.3.4 涡轮盘加工要求 136
8.3.5 涡轮盘加工难点 136
8.3.6 定位准备 137
8.3.7 粗加工与精加工 138
8.3.8 加工结果 140
8.3.9 实验结论 141
第9章 EDM电极预装系统软件的研发与应用 143
9.1 EDM电极预装系统简介 143
9.1.1 预装系统概念的提出 143
9.1.2 预装功能实现原理 144
9.2 电极离线位姿调整 144
9.2.1 调整原理 144
9.2.2 调整过程 145
9.3 电极形状精度检测方法 146
9.3.1 检测流程 146
9.3.2 检测原理 147
9.4 特征点确定与数据提取 148
9.4.1 特征点的确定 148
9.4.2 特征点数据提取 149
9.4.3 数据格式 150
9.5 检测路径规划 150
9.5.1 检测路径规划原则 150
9.5.2 检测坐标系建立 151
9.5.3 检测路径起点确定 152
9.5.4 自由曲线检测路径规划 153
9.5.5 自由曲面检测路径规划 153
9.5.6 电极检测路径规划 154
9.6 电极形状精度评定 154
9.6.1 自由曲线轮廓误差求取 155
9.6.2 电极截面线轮廓误差求取 157
9.6.3 电极形状精度评定流程 158
9.7 电极预装系统软件开发 159
9.7.1 软件功能简介 159
9.7.2 电极检测功能 160
9.7.3 位姿检测功能 161
9.7.4 手动检测功能 162
9.7.5 参考点管理功能 163
9.8 电极预装系统硬件 165
9.9 电极预装实验 166
9.9.1 实验组成 166
9.9.2 实验结果 166
参考文献 168