【论文-控制设计】三轴联动数控机床控制系统与插补法的研究

三轴联动数控机床控制系统与插补法的研究作者：李莉学位授予单位：湖北工业大学相似文献(10条)1.期刊论文李占斌.万长庆实现数控机床三轴联动的逐点比较法-机床与液压2004(7)在长期从事数控技术的实践中,发现用逐点比较法来解决空间直线的插补运算,实现三轴联动控制不失是一种简便、行之有效的方法.本文将重点介绍用逐点比较法实现空间直线插补运算的原理和方法.2.期刊论文谭昕.徐林红.周红.TANXin.XULin-hong.ZHOUHong基于三轴联动的平面二次包络蜗轮数控加工及数控机床改造方案研究-机床与液压2005(7)针对平面二次包络环面蜗杆副制造困难的问题,提出研制三坐标数控机床、使用球头刀以三轴联动方法进行加工的方案.这个方案以通用滚齿机为平台进行改装,以多面体模型、截平面求交作为CAD/CAM计算方案进行数控加工.在AutoCADVBA编程环境下对这一加工方案进行了仿真,仿真结果表明该方案是完全可行的.3.学位论文高鹏基于回转工作台的三轴数控机床多轴化改造研究2008数控机床是当代机械制造业的主流设备，数控机床的技术水平决定着整个国民经济的发展水平。当今世界各国制造业不断采用新型数控机床，以提高本国制造能力和水平，提高对动态多变的国际市场的适应能力和竞争能力。我国制造业也同样提出了对数控机床进行更新换代的要求，但我国整体数控机床的发展水平不高，中低档数控机床在实际应用中占有很大比例，对这部分数控机床进行全面更替的难度较大。因此，随着机械制造技术和数控技术的不断发展，对中低档数控机床进行现代化改造的研究具有及其广阔的前景。当前，多轴化复合加工正成为数控机床发展的主流趋势。虽然制造业对多轴联动数控机床的需求量较大，但一般多轴联动数控机床多为昂贵的高级数控机床或加工中心。本文正是为了解决此供需矛盾而设计了一种回转工作台，当普通三轴联动数控机床加设回转工作台后便可以实现多轴联动。多轴化改造后的数控机床，避免了对工件的反复装夹，可以通过回转工作台的转动而实现工件单次装夹的多工序、多表面复合加工。本文所改造数控机床为ZJK7523A-4犁变频主轴三轴联动立式数控铣钻床，在保持原有数控机床机械结构和数控系统的基础上，设计了一种可直接安装于原有数控机床工作台而上的回转工作台。在加工过程中，当JK7523A-4型变频主轴三轴联动立式数控铣钻床的加工头在X、Y、Z方向平动的时候，被装夹在回转工作上的加工工作以随着回转工作台绕X轴、Y轴和Z轴旋转，机床加工工头与回转工作台的完美配合最终实现了机床的多维复合加上。本文的研究主要包回转工作台的机械结构设计、运动系统设计、数控系统设计和软件程序设计等几方面。首先，确立吲转工作台的空间运动原理和动力学模型，并根据实际机床的加工特性，确定回转工作台的性能指标和主要技术指标，从而最终确立了外框、中框、内框嵌套的机械结构；其次，本文选用三菱公司生产的交流伺服电机作为运动系统的驱动元件，并与各框转轴直接相连驱动各个框架旋转，各框架交流伺服电机的具体容量由实际框架的转动惯量决定。在数控系统设计中，本文选用三菱MR-J2S系列伺服驱动器与交流伺服电机构成伺服系统，并选用光电编码器作为位置反馈元件，速度和位置采用闭环控制，MR-J2S的PID控制参数可通过厂家提供的配套软件来设定。选用三菱FX2N-2MR用于上层人机操作系统控制指令的接受、编译和执行，底层伺服系统实时数据的采集、变换和传输。三菱FX2N-10PG脉冲输出模块作为位置控制器用于向伺服系统发出高速脉冲，FX2N-32MR的控制功能和FX2N-10PG的参数设置可通过编写PLC梯形图程序来实现。人机界面采用VisualBasic6.0编写，主要实现回转工作台的状态显示和操作控制。状态显示包括回转工作台实时状态数据的显示和实时空间位置的描绘。操作控制分为自动、手动、点动三种操作方式，各操作方式具有特定的操作方法。人机界面与PLC之间采用串行RS232通讯，具体的通讯协议通过利用VisualBasic6.0串口通讯控件MSComm及相应的通讯程序来实现。4.期刊论文章意.车岩峰变半径圆弧角的加工编程研讨-江苏冶金2007,35(3)针对异形类零件加工过程中形状复杂,加工难度高,为缩短加工时的切削与非切削时间,采用数控机床三轴联动的特性最大限度地实现产品的高精度和高质量,从而提高劳动生产率、实现经济性生产目标.5.学位论文庞敏平头端铣刀加工自由曲面的三轴数控自适应等参数曲线法的研究1996自由曲面的加工一直是CAD/CAM研究的主要内容之一,平头端铣刀在经济性和切削性能上比球头刀具要优越得多,然而由于其自身的结构特点给生成无干涉的刀具轨迹带来了极大的困难,阻碍了平头刀在自由曲面加工中的应用.同时,三轴联动机床的经济性和性能优势使其在数控机床中主要地位,有必要充分利用其性能.该文发展的自适应等参数曲线法针对在曲面加工中应用得比较多的等参数曲线法的缺点作了进一步的发展,克服了一般的等参数曲线法在生成刀具路径时当等参数曲线分布不均匀时刀具路径也不均匀的缺点,并且充分利用了等参数曲线的优点,从而使刀具路径比较优化,在保证精度的同时使加工接近最高效率.同时,该文还就平头刀具的特点对刀具路径生成方法和干涉校验作了细致的研究,使该算法能生成无局部干涉的刀具路径.全部算法在AutoCADR12的ADS环境下用C语言实现,并可扩展到适应于三轴以上联动的机床.6.期刊论文吴钢.闫广超.WuGang.YanGuangchao盘形凸轮表面激光熔覆运动控制研究-应用激光2006,26(6)针对盘形凸轮激光熔覆运动控制作了理论分析,提出了为获得均匀熔覆层必须满足的条件:凸轮激光熔覆过程中离焦量不变、扫描速度恒定、激光束沿轮廓面法线照射.采用数控机床三轴联动的运动控制方法实现了以上三个条件.并以偏心轮为例,推导出适合于一般盘形凸轮激光表面处理的运动控制方程,通过试验,验证了本运动控制方法的可行性.7.学位论文史锦屏分度凸轮数控加工机床设计与加工工艺研究2004叙述了弧面分度凸轮机构的研究现状及研究与生产中存在的问题,在调研的基础上,提出了弧面分度凸轮数控加工机床的设计要求,并逐分析了5种可供选择的设计方案,在权衡各方案优缺点的基础上,确定了最终方案:采用卧式结构,三轴联动,工件与刀具的回转进给运动分别通过数控分度头和回转工作台实现,纵向运动和中心距调整通过XY十字工作台实现,并采用电主轴和变频调速技术.根据弧面分度凸轮廓形加工的特点,建立了回转进给立铣刀切削力模型,提出了切削力和切削功率计算公式,为切削力和切削功率的计算以及结构设计和电机选型提供了技术支持,也为今后对加工系统进行动力学分析奠定了基础.坚持尽量采用由专门化制造商生产的标准部件和通用部件的设计原则,对采用的数控分度头、回转工作台、XY十字工作台、电主轴及数控系统和变频器进行了选型.设计了卸荷装置、切深机构、锁紧机构、支承件等所有非标准(通用)零部件,完成了整台机床的全部设计任务.通过对弧面分度凸轮廓形加工运动的分析,利用刀具轴线轨迹曲面、滚子轴线轨迹曲面、廓形曲面互为等距曲面的性质,得出了利用具有两个回转轴和一个直线轴的三轴联动数控铣床,可以实现弧面分度凸轮廓形的非等径加工的结论,并导出了非等径加工的编程坐标计算公式.建立了非等径加工自动编程应用程序框架,实现了自动编程.利用非等径加工自动编程应用软件,可以根据刀具的直径的变化和磨损量及时更新加工程序,不但能够保证加工精、延长刀具的使用寿命,还能减少了刀具库存的种类,降低刀具费用.弧面分度凸轮廓形的非等径加工是一种具有推广价值的加工方法.通过对圆柱分度凸轮廓形近似加工的分析,导出了近似加工NC程序坐标的计算公式.建立了圆柱分度凸轮廓形近似加工理论加工误差模型,并导出了误差计算公式.圆柱分度凸轮廓形的近似加工,拓展了该机床的功能范围,使得该机床不仅能够精确、高效加工弧面分度凸轮,还实现了一机多用的目标,提高了专门化数控机床的通用性.8.期刊论文李占斌实现空间直线运动轨迹插补原理--《数控机床》课程关键内容的充实之一-宁波高等专科学校学报2004,16(2)作者在长期从事数控技术和数控专业教学活动的实践中,经过比较、分析和研究,发现用逐点比较法同样可以实现空间直线插补运算,以实现数控机床三轴联动控制.为了使学生掌握数控机床实现三轴联动的工作原理,全面了解逐点比较法插补运算功能.本文对数控机床技术书籍中有关该部分内容进行了充实与完善.9.学位论文张坤华模具类零件CAD/CAM系统中NC自动编程与动态仿真的研究1998该文从数控编程的发展趋势和中国国情出发,以经济型三轴联动数控机床或镗铣加工中心为加工设备,以具有三类常用曲面的模具类零件为加工对象,进行了自动编程和数控仿真的研究;提出了自动生成数控程序和加工过程动态仿真的实现方法;采用行切法和等距线法走刀进行刀具轨迹的计算,能够产生平面、直线旋转面和圆弧旋转面构成的零件的刀具轨迹;提出了平面二次曲线求交的交叉迭代算法,并运用解析法和线性逼近计算刀位点,有效提高了运算的速度和正确性.该文完成主要工作包括零件图形的显示、工艺信息的交互输入、自动生成ISO标准数控代码程序,数控程序的编辑修改,以及进行数控加工过程刀具轨迹的仿真以验证数控程序的准确性和可靠性.作为模具类零件CAD/CAM集成系统的一个重要组成部分,该系统直接以CAD子系统数据文件作为输入,不需要利用数据交换标准文件进行数据交换,既不用购买支持软件提高了经济性,又实现了CAD/CAM的集成.10.期刊论文陆凤云利用二轴联动加工零件中的球面曲线-机械制造2002,40(2)数控机床按其功能分为二轴联动、三轴联动、五轴联动等,能否在现有的二轴联动数控机床上加工完成需三轴联动加工的球面曲线,通过实践证明是完全可以的.例如:我厂生产的T6920A铣镗床中有一种零件叫做安全接合子座,这个零件上有12-球面曲线就是需要三轴联动数控机床加工的,其结构如图1.图中B-B、C-C是需三轴联动完成的12-球面曲线.因工厂条件有限,这种零件又是小批量生产,如果外协加工每个零件需要几千块钱费用,为此我们采用我厂生产的XK5040二轴联动数控立铣,通过编制两轴半联动加工程序完成12-球面曲线的加工.本文链接：下载时间：2010年5月13日