【摘要】：開放式數(shù)控系統(tǒng)不僅能夠加工零件,還能夠?yàn)橛脩籼峁┻M(jìn)行二次開發(fā)的接口,例如可以增添故障診斷、圖像處理等功能,解決了傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)封閉的問(wèn)題,極大增強(qiáng)了數(shù)控系統(tǒng)的功能,所以開放式數(shù)控技術(shù)運(yùn)用越來(lái)越廣泛。本文分析了傳統(tǒng)的"PC嵌NC"以及"NC嵌PC"形式的數(shù)控系統(tǒng),確定了"純PC"形式的數(shù)控系統(tǒng)控制策略�；�"PC+EtherCAT"的結(jié)構(gòu)開發(fā)了一套開放式數(shù)控系統(tǒng),硬件上采用德國(guó)BECKHOFF公司的工控機(jī)及其組件,軟件采用TwinCAT和C#。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)工作的實(shí)時(shí)性要求,針對(duì)實(shí)時(shí)性功能和非實(shí)時(shí)性功能兩部分進(jìn)行了開發(fā)。實(shí)時(shí)性功能主要是運(yùn)動(dòng)控制功能,這部分功能對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)特性要求高,在TwinCAT軟件中實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)了三種操作模式:自動(dòng)模式、半自動(dòng)模式、手動(dòng)模式,此外實(shí)現(xiàn)了回零操作、譯碼、輔助控制等功能。非實(shí)時(shí)性功能對(duì)運(yùn)算速度要求不高,利用C#軟件開發(fā),主要內(nèi)容包括:建立刀具磨損識(shí)別模型、數(shù)據(jù)傳輸、控制界面開發(fā)。建立刀具磨損識(shí)別模型是系統(tǒng)開發(fā)的核心,在9種不同的切削條件下,使用3種不同磨損程度(初期磨損、中期磨損、后期磨損)的刀具進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采集了刀具的三向振動(dòng)信號(hào)以及主軸的三相電流信號(hào)。采用PCA(主成分分析)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降維,使用增量式SVM(支持向量機(jī))建立了刀具磨損識(shí)別模型。研究了主軸電流和切削參數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系,基于多元非線性回歸法建立了定轉(zhuǎn)速條件下背吃刀量和進(jìn)給速度及主軸電流增量之間的關(guān)系表達(dá)式,實(shí)現(xiàn)了通過(guò)主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、主軸電流增量在線計(jì)算背吃刀量的功能。采用C#調(diào)用DLL(動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù))的方式完成了信號(hào)處理的工作,開發(fā)了進(jìn)行數(shù)控加工和刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)的交互式數(shù)控軟件系統(tǒng),軟件層面集成度高、運(yùn)行速度快。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG519.1

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本文編號(hào)：2578242