Комп’ютеризована система керування свердлильно-фрезерним трьохосьовим верстатом

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена проектуванню та розробці системи керування верстатом з ЧПУ на мікроконтролерній основі. Проведено аналіз вітчизняних та зарубіжних систем керування верстатами з ЧПУ та їх програмного забезпечення. Розглянуто їх позитивні та негативні особливості. Розроблено структурну інформаційну модель процесу керування, створено схеми електричні функціональна та принципова прототипу модуля керування. Проаналізовано компоненти апаратного забезпечення і здійснено їх вибір (мікроконтролерна платформа, крокові двигуни, їх драйвери). Запропоновано внести конструктивні зміни верстата з ЧПУ для функціонування у трьохкоординатному варіанті. Розроблено систему керування верстатом із ЧПУ на основі мікроконтролерної платформи Arduino Uno. Наведено алгоритм її функціонування та калібрування. Верхній рівень системи працює під операційну систему Windows. Виконано моделювання функціональних вузлів розробленої системи управління на натурних макетах. Представлено приклад керуючого G- коду для вирізування кола на верстаті.

The bachelor thesis deals with the design and development of a CNC machine tool control system based on a microcontroller. An analysis of domestic and foreign CNC machine tool control systems and their software was carried out. Their positive and negative features were considered. A structural information model of the control process was developed, electrical functional and principle diagrams of the prototype of the control module were created. Hardware components were analyzed and their selection was made (microcontroller platform, stepper motors, their drivers). It was proposed to make structural changes to the CNC machine tool for operation in a three-coordinate version. A CNC machine tool control system was developed based on the Arduino Uno microcontroller platform. An algorithm for its operation and calibration is presented. The upper level of the system runs under the Windows operating system. The functional units of the developed control system were simulated on full-scale models. An example of a control G-code for cutting a circle on the machine tool is presented.