基于组态软件的伺服控制系统设计开题报告

1.课题研究的背景

现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

随着中国制造2025的推进,机加工产品要求不断提高,工件改型要求频繁。工件加工的个性化要求、小批量生产加工逐步增加。因此，对加工机床提出了更高的要求，不仅要具有相当高的加工精度和生产效率，而且要求加工设备具备“柔性制造、灵活通用”的能力,才能迅速适应被加工工件的变更。工作台的定位进给精度将直接决定工件的加工精度。高精度的三轴滑台驱动技术能有效提升工件定位进给精度,满足机床进给、定位要求。为了确保稳定的发展，三轴运动滑台的控制系统就显得越来越重要。

三轴运动滑台，是指由三组直线滑台的按照X轴方向、Y轴方向和Z轴方向组合而成的组合滑台，通常也称为XYZ轴滑台。XYZ三轴直线运动平台是由三轴直线模组组合，以观测为坐标原点:实现左右直线运动的横线为X轴，实现前后直线运动的为Y轴,实现上下直线运动的为Z轴。Z轴固定在X轴直线模组上，Y轴固定在平台中心;Z轴称之为作业轴或工具轴，平台机用在哪个行业，那么Z轴上安装什么工具;Y轴为载物轴，承载所需加工的物品;X轴定位轴，通过左右移动定位在与Y轴交点上实现作业。

三轴运动滑台控制是典型且十分重要的伺服控制系统之一。对三轴运动滑台而言，选取一个合适的脉冲在一定范围内是保证运动滑台的运动方向和速度的首要条件。

随着理论和技术的发展，已经有很多十字滑台和伺服滑台模组以及旋转滑台控制系统出现并应用于自动化的各个领域中，比如十字滑台就常常应用于检测装置、打孔机、大型的数控机床等等场合。但近几年随着发展的进步，对加工机床有了更高的要求：要具有非常高的进给精度的同时还要考虑器件的生产效率；要具有进给速度快的同时要具有运动滑台体积小巧的特点。由于三轴运动滑台有XYZ三个轴，而常规的十字滑台或者直线滑台只有两个甚至一个轴，若想要较好的控制滑台滑动的距离，研究脉冲对运动滑台的影响是非常有必要的。

2.课题研究的目的、意义

脉冲是三轴运动滑台运动的一个非常重要的监控参数，它直接决定了三轴运动滑台的运动方向和速度，选择一个恰当的脉冲是保持三轴滑台正常运动的重要条件。

本文针对三轴滑台的运动轨迹，在详尽地分析了脉冲对三轴运动滑台的影响之后，并进行控制系统的软件设计，模拟仿真，其目的在于研究能够有效地选取脉冲进行控制三轴运动滑台，以提高作业效率，为企业节约成本，提高企业经济效益，有重大的理论和实际意义。

1.课题的主要研究内容

对于三轴运动滑台结构及其所要达到的功能进行详细的了解，查阅其他各种设计案例文献来确定自己所要采取的系统设计方案，即采用伺服电机作为三轴滑台的动力源，主控单元采用成熟的PLC，然后了解并学习组态软件，利用画图软件来进行系统设计方案的实施和改进；不仅简化了系统结构，而且能方便修改滑台工作的各项参数,使系统能适应各种产品的加工制造要求。

2.预期目标：

1）研究了国内外三轴滑台的发展现状，阐述了三轴滑台的意义；

2）三轴滑台工作原理的学习和了解，熟悉三轴滑台的运动机理；

3）针对三轴实验台控制任务和性能的要求，基于组态软件进行上位机监控软件实现运动控制的模拟，实时数据的显示等功能；

4）完成程序,功能调试以及模拟仿真；