長期以來,由于國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展緩慢,無法在航空制造領域形成批量的配套應用,使得國內航空制造企業(yè)對國外數(shù)控系統(tǒng)依賴非常嚴重,處境也變得非常的被動。同時這也在航空企業(yè)內埋下了國防安全隱患,直接影響到生產(chǎn)機密和安全性。高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主安全是保證國防安全和高端裝備產(chǎn)業(yè)鏈安全的“卡脖子”短板瓶頸要素。在中美貿(mào)易戰(zhàn)和“中興事件”大背景下,包括航空制造業(yè)在內的高端制造業(yè)基礎性的高檔數(shù)控系統(tǒng)的自主可控、安全可靠就顯得尤為重要。國家在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》以及《中國制造2025》均將發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的高檔數(shù)控系統(tǒng)作為重要的研究目標之一,同時“高檔數(shù)控機床與基礎裝備制造”國家科技重大專項也將高檔數(shù)控系統(tǒng)列為數(shù)控裝置任務中的重要內容。本文在分析國內外先進高檔數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢的基礎之上,針對航空制造領域對高檔數(shù)控系統(tǒng)的要求,開展面向航空制造的高檔數(shù)控系統(tǒng)關鍵技術的研究,研究具有自主知識產(chǎn)權的國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)相關技術解決方案,并將其整合到藍天數(shù)控系統(tǒng)中,使其功能和性能滿足國內航空制造領域對高檔數(shù)控系統(tǒng)的加工需求。圍繞上述問題,本論文開展的創(chuàng)新性工作如下:1.開放式數(shù)控系統(tǒng)體系結構... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院沈陽計算技術研究所)遼寧省

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

PROFINET通信模型

適用于典型的 I/O 應用程序。等時實 PROFINET（PROFINET- IRT）：可以為運動控制等周期性控制供高精度的同步。同步周期在亞毫秒的范圍之內，其抖動為微秒級。這項服要與專用 ASIC 芯片支持的硬件設備配套使用。.4.2 Ethernet/IPEthernet/IP 為用戶提供了用于工業(yè)自動化應用程序部署標準以太網(wǎng)技IEEE 802.3 的 TCP/IP 協(xié)議棧）的網(wǎng)絡工具，同時支持 Internet 和企業(yè)網(wǎng)絡時隨地提供數(shù)據(jù)。Ethernet/IP 提供各種網(wǎng)絡拓撲以供選項，包括具有標準基礎設施設備的傳統(tǒng)星形，或啟用了 Ethernet/IP 設備的設備級環(huán)。符合 I太網(wǎng)標準為用戶提供了多種網(wǎng)絡接口速度選擇（例如 10、100 Mbps 和 1 Gb及與商用以太網(wǎng)安裝選項（包括銅纜、光纖、光纖環(huán)和無線）兼容的靈活網(wǎng)構。Ethernet/IP 的通信模型如圖 1.2 所示。

通用工業(yè)協(xié)議。CIP 網(wǎng)絡遵循開放系統(tǒng)互連模型，該模型定義了一個實現(xiàn)七絡協(xié)議的框架：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和層。遵循此模型的網(wǎng)絡定義了一套完整的網(wǎng)絡功能，從物理實現(xiàn)到應用程序戶界面層。CIP 包含一套綜合的信息和服務，用于各種制造自動化應用，包制、安全、能源、同步與運動、信息和網(wǎng)絡管理。CIP 是一個真正獨立于協(xié)議，得到了世界上數(shù)百家供應商的支持，它為用戶提供了一個統(tǒng)一的通信結構，遍布整個制造企業(yè)。.4.3 SERCOS IIISERCOS III 是 SERCOS 的第三代接口，是一個全球標準化的開放式數(shù)，用于工業(yè)控制、運動設備、輸入/輸出設備（I/O）和標準以太網(wǎng)節(jié)點之信。它基于并符合以太網(wǎng)標準（IEEE 802.3 和 ISO/IEC 8802-3）。SERCO信模型如圖 1.3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]歷經(jīng)十年發(fā)展,EtherCAT成為真正的市場標準[J]. 顧碩.  自動化博覽. 2018(01)
[2]EtherCAT分布時鐘機制在數(shù)控系統(tǒng)中的研究與應用[J]. 李備備,林滸,鄭飂默.  計算機工程與應用. 2018(05)
[3]Robust adaptive cross-coupling position control of biaxial motion system[J]. CHEN Wei,WANG DianDian,GENG Qiang,XIA ChangLiang.  Science China（Technological Sciences）. 2016(04)
[4]采用動態(tài)扭矩傳感器的雙電機同步性能檢測系統(tǒng)[J]. 段翔兮,佃松宜,向國菲,王延博,劉飛佚.  測控技術. 2016(01)
[5]淺談FANUC實現(xiàn)雙電動機消隙調試方法[J]. 裴俊朋,韓麗偉,張寶雷,周廣超.  制造技術與機床. 2015(12)
[6]雙電機同步連軸轉矩均衡控制策略[J]. 嚴東超,尹厚軍,王傳秀.  空軍工程大學學報(自然科學版). 2015(04)
[7]基于轉矩跟隨的雙電機同步控制策略研究[J]. 熊海洋,張李超,郭斌,夏偉.  電機與控制應用. 2015(08)
[8]基于AM3358處理器的嵌入式實時EtherCAT主站的構建[J]. 李備備,欒勇,王超,王喆,鄭飂默.  組合機床與自動化加工技術. 2015(05)
[9]五軸聯(lián)動國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)在航空加工中的應用與驗證[J]. 劉本剛,趙寧,陳小娟.  制造技術與機床. 2015(02)
[10]EtherCAT時鐘同步技術研究[J]. 劉輝,林威,王培盛,張欽宇.  計算機測量與控制. 2014(11)

博士論文
[1]基于PC-SERCOS的開放式數(shù)控系統(tǒng)關鍵技術[D]. 周肖陽.哈爾濱理工大學 2017
[2]開放式數(shù)控系統(tǒng)網(wǎng)絡化平臺關鍵技術研究與應用[D]. 陸小虎.中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所） 2015
[3]開放式數(shù)控系統(tǒng)可重構技術研究[D]. 杜少華.中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所） 2012

碩士論文
[1]基于SERCOS的五軸開放式數(shù)控系統(tǒng)通信及插補運動控制研究[D]. 孟小超.哈爾濱理工大學 2018
[2]加工中心雙驅進給系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 白茹.蘭州理工大學 2014
[3]數(shù)控機床齒輪傳動消隙機構的設計與仿真研究[D]. 李紅.重慶大學 2014
[4]高檔數(shù)控系統(tǒng)雙主軸同步控制的研究[D]. 張孟豪.中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所） 2014
[5]多電機同步聯(lián)動消隙伺服系統(tǒng)動力學建模與控制研究[D]. 袁新星.南京理工大學 2014
[6]數(shù)控轉臺雙電機消隙驅動系統(tǒng)的研究與設計[D]. 周東.湖南大學 2013
[7]多軸同步控制策略的研究與實踐[D]. 季明逸.南京航空航天大學 2012
[8]雙電機驅動系統(tǒng)消隙技術研究與實現(xiàn)[D]. 胡曉璐.西安電子科技大學 2012
[9]數(shù)控裝置的可靠性評估[D]. 張士科.東北大學 2011
[10]基于“龍芯”CPU數(shù)控系統(tǒng)通信平臺的設計與實現(xiàn)[D]. 高甜容.中國科學院研究生院（沈陽計算技術研究所） 2010



本文編號：3617738