簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 邱俊嘉
Jyun-Jia Ciou
論文名稱: PC-Based工具機機電整合系統之研究
Development of PC-Based Machine Tool for Mechatronic Control System
指導教授: 唐永新
Yeong-Shin Tarng
口試委員: 林紀穎
Chi-Ying Lin
李炳寅
B.Y.Lee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 103
中文關鍵詞: 小型PC-Based CNC工具機PC-Based控制器系統運動平台
外文關鍵詞: Desktop scale CNC machine tool, PC-Based controller, Table Motion
相關次數: 點閱:222下載:12
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

本文以建構國產化小型PC-Based CNC 工具機為主旨,藉以發展國產化的CNC工具機以利於合作企業之工具機產業技術提昇,從基本的元件選用到整體的架構,以提供一個包含使用者更熟悉的PC-Based介面應用於機電系統整合技術小型PC-Based CNC 工具機發展機構硬體製作、電控、影像監控和控制器整合技術。本機台以數控工具機程式碼語言與CNC控制器系統,形成工件路徑且轉換成脈波訊號,利用平行埠傳送及接收脈波訊號執行移動,經由平行埠傳送給伺服馬達應傳送之脈波數,進而帶動平台之移動。最後以田口實驗方法調校伺服馬達驅動器的參數來提昇小型工具機平台效能。


The main purpose of this thesis is to develop a homemade PC-Based desktop scale CNC machine tool to upgrade its fundamental manufacturing technology of CNC machine tool. From selecting the basic components to the complete build-up machine, that can support user easier to use the PC-Based controller system that will be developed to establish the mechatronic technology system. The PC-Based desktop scale CNC machine tool technology covers an integration of mechanical design, electrical circuit, vision and the PC-Based controller. In motion control, CNC-Code commands CNC-Controller to form graph-part and transform signal, passes through the I/O card using painter part (LPT) and receive the signal, and try to control the machine’s movement. While the I/O card using Printer port (LPT) receives the signal from computer, it will pass the signal to the driver, and the driver will trigger the execution of the servo motor. And then, the servo motor will control the table start working. Last, by using Taguchi method to gain parameter of servomotor and increase efficiency of table motion of PC-Based desktop scale CNC machine tool.

摘 要 I Abstract II 誌 謝 III 目 錄 IV 圖索引 VII 表索引 XII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究方法 3 1.3 文獻回顧 4 1.4 論文架構 7 第二章 機構模組 8 2.1 機構設計目的與要求 8 2.2 機台整體簡介 9 2.3 運動機構模組 14 2.3.1 導螺桿 15 2.3.2 聯軸器 18 2.3.4 線性運動滑台 19 第三章 控制系統 22 3.1 CNC控制器技術發展 22 3.2 小型工具機控制系統 24 3.2.1 系統架構介紹 24 3.2.2 通訊控制 25 3.2.3 運動介面卡 26 3.2.4 伺服馬達 30 3.2.5 驅動器 32 3.2.6 馬達選用流程 34 3.2.7 扭矩分析 35 3.2.7 伺服系統架構 44 3.2.8 影像監控架構 45 3.2.9 電控架構 46 第四章 系統整合 50 4.1 系統設計架構與流程 50 4.2 軟體使用環境與工具 52 4.3 小型工具機軟體操作與說明 53 4.4 基本操作流程 62 4.5 加工測試 66 第五章 工具機平台效能調校 68 5.1 工具機平台效能調校最佳化 68 5.1.1 運動平台效能調校系統 68 5.1.2 實驗規劃 69 5.1.3 工具機平台調校系統軟體說明 74 5.1.4 最適圓法 77 5.2 實驗結果 79 5.2.1 工具機平台循圓實驗 79 5.2.2 因子主效果分析 81 5.2.3 變異數分析 82 第六章 結論與未來展望 85 6.1 結論 85 6.2 未來展望 86 參考文獻 87 附錄A 台達伺服馬達位置接線圖 90

【1】Marsden, G.D., Robinson, P., “Development of a PC-Windows Based Universal Control System, ”The Technology Exploitation Process, Fifth International Conference on Factory 2000, IEEE, No. 435, 1997.

【2】 Petrone, Dean J., Stackhouse, Michael D., “PC-Based Control Goes Real-Time”, Control Engineering, Vol. 45, No. 6, Apr. 1998.

【3】Y. Koren, “Control of Machine Tools”, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol.119, pp.749-755, 1997.

【4】石勇、劉文濤、王知行「基于PC機的並聯機床數控系統的研究」,<<機械與電子 >>民國九十二年第二期。

【5】王計波、劉力健、張會兵、姚桂君「基于WinPCIN的PC與數控機床之間的通訊」, << 內燃機配件 >> 民國九十五年第四期。

【6】 工研院IEK系統能源組,「PC-Based控制器專題研究」,民國八十五年。

【7】「金屬機械新興人才群像」,人才資本雜誌第四期,民國九十五年九月出版。
【8】鄭文嘉,「台灣工具機內需市場現況」,工研院IEK-ITIS計畫。

【9】日順機械廠有限公司,日順機械廠產品型錄,http://www.jihshun.com.tw/p2-4.htm.

【10】CNC4PC, “C10 - BIDIRECTIONAL BREAKOUT”, CNC4PC, 22 February, 2007.

【11】Texas Instruments Incorporated,“SN74ACT245N”, Texas Instruments Incorporated,4 Mar, 2005.

【12】鄭世傑,「CNC 工具機控制參數最佳化調校之研究」,私立中原大學機械工程學系碩士論文,民國九十二年七月。

【13】段漢民,「PC-Based 架構下工具機軌跡追蹤控制性能之提升」,逢甲大學自動控制工程研究所碩士論文,民國九十一年七月。

【14】台達電,「台達泛用AC伺服ASDA系列應用手冊」,台達電,民國九十五年十一月。

【15】蔡明忠,”機電整合課程講義”,國立台灣科技大學工程技術研
究所,第3-2~3-7 頁,民國九十一年。
【16】 洪榮哲編譯,”機構設計精密定位法”,全華書局,第一章,民國八十七年。

【17】杜光宗,”精密定位技術及其設計技術”, 建宏出版社,pp.53-86,11 月,1992.

【18】康淵、姜智彬、陳保昌、李興漢, ”機床滑軌”, 機械月刊, 第二十八卷 第三期, pp.6-17, 2002.3.

【19】修芳仲, ” 高等精密量測學-真圓度量測”,國立台灣科技大學機械工程技術研究所。

【20】東方馬達, ” 東方馬達技術資料”,東方馬達,民國九十四年到九十六年。

【21】林明宗,“Windows NT環境下PC-Based即時控制架構之發展與應用”,國立中正大學,機械系,碩士論文,民國八十九年。

【22】唐肇蔚,“伺服運動平台效能調校最佳化研究” ,國立台灣科技大學,機械系,碩士論文,民國九十六年。

QR CODE