本文關(guān)鍵詞：船用螺旋槳混聯(lián)加工裝置PA數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)

  更多相關(guān)文章： 螺旋槳 混聯(lián)機(jī)床 PA數(shù)控系統(tǒng) 控制算法

【摘要】：隨著我國工業(yè)4.0概念的提出和不斷延伸,先進(jìn)裝備制造業(yè)的發(fā)展面臨前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。船用螺旋槳作為艦船裝備的重要推進(jìn)器件,其加工質(zhì)量和效率象征著我國發(fā)展深海領(lǐng)域技術(shù)的源動力。目前螺旋槳加工普遍存在的單面加工效率低下、裝夾定位困難、槳葉振顫以及控制系統(tǒng)開放性和穩(wěn)定性差等不足,為解決上述問題,課題組提出了基于混聯(lián)機(jī)構(gòu)的螺旋槳雙刀雙面對稱加工的方法,該加工方法的核心技術(shù)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)。本課題針對XYZ-3RPS 6軸臥式混聯(lián)加工裝置,提出應(yīng)用全軟件型開放式PA數(shù)控系統(tǒng)對機(jī)床進(jìn)行運(yùn)動控制,并開發(fā)基于該系統(tǒng)的各控制模塊,為后續(xù)槳葉雙面對稱加工奠定理論和技術(shù)基礎(chǔ)。對進(jìn)一步完善船用螺旋槳的加工方法具有深遠(yuǎn)意義。研究混聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動控制算法。通過分析6軸臥式混聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu),建立機(jī)床的數(shù)學(xué)模型和動平臺的位姿描述,以及裝置坐標(biāo)系之間的約束方程,并在其基礎(chǔ)上通過對串并聯(lián)機(jī)構(gòu)分別解耦推導(dǎo)得出6路驅(qū)動長度逆解算法。然后利用MATLAB與ADAMS聯(lián)合仿真,校驗(yàn)算法的有效性。深入研究PA數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成并設(shè)計(jì)各控制模塊的開發(fā)方案。研究其運(yùn)行機(jī)制和軟硬件結(jié)構(gòu),通過分析控制系統(tǒng)功能需求,提出兩套控制系統(tǒng)開發(fā)方案,并完成了PA相關(guān)硬件部分線路設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試,確保電氣系統(tǒng)安全無誤。開發(fā)適用于XYZ-3RPS臥式混聯(lián)機(jī)床的PA數(shù)控系統(tǒng),包括CNC控制算法、HMI人機(jī)界面和PLC模塊三部分。首先,以VC++6.0為開發(fā)平臺,通過編寫動態(tài)鏈接庫文件將控制算法嵌入到CNC,實(shí)現(xiàn)虛實(shí)軸模式切換以及對機(jī)床加工數(shù)據(jù)處理等功能;然后,根據(jù)功能需要開發(fā)更完善的人機(jī)界面,開發(fā)后置處理界面程序并實(shí)現(xiàn)通過HMI調(diào)用,開發(fā)實(shí)軸信息顯示控件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動過程中實(shí)軸桿長信息實(shí)時(shí)顯示;最后,開發(fā)PLC程序完成輔助監(jiān)測等功能。進(jìn)行螺旋槳加工實(shí)驗(yàn)。建立螺旋槳三維模型,分析加工工藝,利用UG中CAM模塊完成自動編程,經(jīng)過刀軌可視化仿真后生成加工刀位文件并導(dǎo)入到所開發(fā)的系統(tǒng)中,對刀位文件完成進(jìn)一步后置處理并得到PA系統(tǒng)所能識別的驅(qū)動數(shù)據(jù),完成加工實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了控制算法和系統(tǒng)的有效性和穩(wěn)定性,最終通過兩套開發(fā)方案的優(yōu)缺點(diǎn)對比,提出了機(jī)床不同功能需求時(shí)的系統(tǒng)優(yōu)選方案。
【關(guān)鍵詞】：螺旋槳 混聯(lián)機(jī)床 PA數(shù)控系統(tǒng) 控制算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究背景與意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究背景與意義9-10
• 1.2 螺旋槳加工裝備的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 串聯(lián)型加工裝備11
• 1.2.2 并聯(lián)型加工裝備11-12
• 1.2.3 混聯(lián)型加工裝備12-14
• 1.3 混聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展14
• 1.3.2 開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 混聯(lián)加工裝置運(yùn)動學(xué)控制算法研究18-27
• 2.1 混聯(lián)加工裝置結(jié)構(gòu)分析18-19
• 2.2 混聯(lián)加工裝置的運(yùn)動學(xué)控制算法分析19-23
• 2.2.1 6軸臥式混聯(lián)機(jī)構(gòu)的位姿描述19-21
• 2.2.2 3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)的參數(shù)解耦21-22
• 2.2.3 XYZ-3RPS混聯(lián)裝置的逆解算法分析22-23
• 2.3 逆解模型的驗(yàn)證23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 PA數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)方案設(shè)計(jì)27-37
• 3.1 PA數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成27-29
• 3.1.1 PA數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)27-28
• 3.1.2 PA數(shù)控系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)28-29
• 3.2 控制系統(tǒng)功能需求分析29
• 3.3 控制系統(tǒng)開發(fā)方案設(shè)計(jì)29-32
• 3.4 電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 XYZ-3RPS混聯(lián)機(jī)床PA控制系統(tǒng)的開發(fā)37-55
• 4.1 CNC功能模塊的開發(fā)37-40
• 4.1.1 Compile Cycles開放接口介紹37-38
• 4.1.2 虛實(shí)軸模式轉(zhuǎn)換功能實(shí)現(xiàn)38-40
• 4.2 HMI人機(jī)界面的二次開發(fā)40-47
• 4.2.1 HMI中文件結(jié)構(gòu)概述40-41
• 4.2.2 HMI中硬鍵系統(tǒng)的開發(fā)41-42
• 4.2.3 HMI中軟鍵系統(tǒng)的開發(fā)42-43
• 4.2.4 后置處理程序的開發(fā)43-45
• 4.2.5 HMI中實(shí)軸信息顯示模塊的開發(fā)45-47
• 4.3 PLC功能模塊的開發(fā)47-52
• 4.4 機(jī)床設(shè)置52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 螺旋槳加工實(shí)驗(yàn)55-61
• 5.1 螺旋槳 3D模型建立及其加工工藝規(guī)劃55-57
• 5.1.1 螺旋槳模型建立55-56
• 5.1.2 螺旋槳加工工藝規(guī)劃56-57
• 5.2 螺旋槳數(shù)控加工程序生成57-58
• 5.3 螺旋槳數(shù)控加工控制算法設(shè)計(jì)及單面加工實(shí)驗(yàn)58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67

，

本文編號：824701